JP2016060020A - Robot operation device and input device of robot operation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業者による入力操作に基づいてロボットを動作させるための動作用信号を出力してロボットコントローラに与えるロボット操作装置及びロボット操作装置の入力装置に関する。 The present invention relates to a robot operating device that outputs an operation signal for operating a robot based on an input operation by an operator and supplies the signal to a robot controller, and an input device for the robot operating device.
例えば産業用のロボットシステムにおいては、ロボットを手動により動作させることが可能となっている。このような動作は、例えば教示作業(ティーチング)などを行う際に利用される。この場合、ユーザは、ロボットを制御するロボットコントローラに接続されたペンダント(以下、ティーチングペンダント)などを用いて、手動でロボットの操作を行うことになる。そのため、ロボット操作装置に相当するティーチングペンダントには、タッチ操作入力が可能なタッチパネル部や、手動操作を行うための専用の各種操作キー(機械的スイッチからなるキー)が設けられている(例えば特許文献1)。 For example, in an industrial robot system, it is possible to manually operate the robot. Such an operation is used when, for example, teaching work (teaching) is performed. In this case, the user manually operates the robot using a pendant (hereinafter, teaching pendant) connected to a robot controller that controls the robot. For this reason, a teaching pendant corresponding to a robot operating device is provided with a touch panel unit capable of touch operation input and various operation keys (keys made of mechanical switches) dedicated for manual operation (for example, patents). Reference 1).
ティーチングペンダントを用いてロボットの動作についての教示作業を行うとき、作業者が危険な事態に陥ったりした場合にロボットを緊急に停止する必要がある。これを考慮して、ティーチングペンダントでは、いわゆるイネーブルスイッチ(デッドマンスイッチ)や非常停止スイッチといった機械式の安全入力部を備えることが必須である。 When teaching work about the operation of the robot using the teaching pendant, it is necessary to urgently stop the robot when the worker falls into a dangerous situation. In consideration of this, the teaching pendant must include a mechanical safety input unit such as a so-called enable switch (deadman switch) or an emergency stop switch.
ところで、最近、タッチ入力を行い得るスマートフォンなどの安価で携帯可能な操作端末(以下スマートディバイス)が普及しており、ロボットの教示作業時の表示・入力用のディバイスとして用いることが注目されている。この場合、スマートディバイスにロボットを操作するための入出力インターフェースとしてアプリケーションソフトを格納させる。 By the way, recently, inexpensive and portable operation terminals (hereinafter referred to as smart devices) such as smartphones capable of performing touch input have become widespread, and attention has been paid to use them as display / input devices during teaching operations of robots. . In this case, application software is stored in the smart device as an input / output interface for operating the robot.
そして、スマートディバイスのタッチパネル部上で指により直線や曲線の描画線を描く(操作入力)ことに基づいて、ロボットを動作させるための動作用信号を出力し、ロボットコントローラに与える。そしてロボットコントローラは、前記動作用信号に応じてロボットの関節や手先を動作させることを行う。
しかし、ロボット操作装置としては、タッチパネル部で構成される表示・操作入力部の他に上述の機械式の安全入力部が必須であるため、表示・操作入力部に相当するスマートディバイスのみでは、安全性が確保できず、ロボット操作装置としては成立しない。
Then, based on drawing a straight line or a curved drawing line with a finger on the touch panel unit of the smart device (operation input), an operation signal for operating the robot is output and provided to the robot controller. Then, the robot controller operates the joints and hands of the robot according to the operation signal.
However, as a robot operation device, in addition to the display / operation input unit configured by the touch panel unit, the above-described mechanical safety input unit is essential, so that only the smart device corresponding to the display / operation input unit is safe. Therefore, it is not possible to secure a robot operating device.
そこで、図12に示すように、安全入力部として、市販されている非常停止スイッチ付きグリップ型イネーブルスイッチ装置110を用いることが考えられる。このイネーブルスイッチ装置110は、グリップ110aにイネーブルスイッチ110bを設け、グリップ110a上部に非常停止スイッチ110cを設けた構成である。このイネーブルスイッチ装置110において、イネーブルスイッチ110bと共にグリップ110aを軽く握るとイネーブルスイッチ110bがオンとなり、強く握るか離すとオフとなる。
Therefore, as shown in FIG. 12, it is conceivable to use a commercially available grip enable
この場合、図13に示すように、一方の手でスマートディバイス111を持ち、他方の手で前記イネーブルスイッチ装置110を握り、当該イネーブルスイッチ装置110を握った手で、スマートディバイス111のタッチパネル部111aへのタッチ入力操作を行う形態が考えられる。この場合、入力操作の操作方向や操作軌跡に応じてロボットをX方向やY方向あるはZ方向へ教示動作させる。
In this case, as shown in FIG. 13, the
ところで、ロボット設置環境を考えると、作業者は、安全上、手には手袋(軍手)を付けていることが多く、静電容量式であるタッチパネル部111aでタッチ入力操作をしても入力ができない。又、手袋をとって指先で直接タッチ入力操作をしたとしても、ロボット設置環境では、指先には油や汗が付着していることが多いため、入力操作の操作方向や操作軌跡が不鮮明となって、ロボットが、作業者の意図したとおりに動作しないおそれがある。
By the way, considering the robot installation environment, for safety reasons, workers often wear gloves (work gloves) on their hands, and input is possible even if a touch input operation is performed on the capacitive
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示・操作入力部として携帯可能な操作端末を使用するロボット操作装置であって、安全性を確保でき、且つ、精確な入力操作を行うことができるロボット操作装置及びロボット操作装置の入力装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is a robot operation device using a portable operation terminal as a display / operation input unit, which can ensure safety and is accurate. An object of the present invention is to provide a robot operating device capable of performing an input operation and an input device of the robot operating device.
請求項1のロボット操作装置においては、携帯可能な操作端末を備えると共に、作業者が手指で把持することが可能なペン形をなし先細り状をなす先端部をタッチパネル部に接触させて入力操作を行う操作入力部材を備え、操作入力部材に、当該操作入力部材を把持したままの指により操作可能なイネーブルスイッチと、非常停止スイッチとを設ける構成とした。 The robot operation device according to claim 1 includes a portable operation terminal, and has a pen shape that can be gripped by a finger of an operator, and a tapered tip portion is brought into contact with the touch panel portion to perform an input operation. The operation input member is provided, and the operation input member is provided with an enable switch that can be operated by a finger while holding the operation input member, and an emergency stop switch.
上記構成によれば、操作入力部材が先細り状であってペン形をなすので、把持し易くて入力操作も容易である。しかも、この操作入力部材は、先端部は指よりも細く、油の付着確率も極めて低く且つ手袋のような保護物も必要がないため、油を付いた指や手袋をはめた指で操作端末に対して入力操作を行う場合に比して、精確に入力操作を行うことができる。これにより、操作端末のタッチパネル部における画面上のボタン表示などを小さくすることも可能で、タッチパネル部における情報量を多くできる。特に、産業用ロボットの場合、複数の動作軸により構成されることから、その操作入力は多種に及ぶ。この場合、タッチパネル部における情報量を多くできることで、画面を切り替えずに操作入力の種類も増加でき、操作性の向上に繋がる。 According to the above configuration, since the operation input member is tapered and has a pen shape, it is easy to hold and input operation is easy. In addition, this operation input member has a tip that is thinner than a finger, has a very low probability of oil adhesion, and does not require protective materials such as gloves. As compared with the case where the input operation is performed on the input, the input operation can be performed more accurately. Thereby, it is possible to reduce the button display on the screen in the touch panel portion of the operation terminal, and the amount of information in the touch panel portion can be increased. Particularly, in the case of an industrial robot, since it is constituted by a plurality of motion axes, its operation input is various. In this case, since the amount of information in the touch panel unit can be increased, the types of operation inputs can be increased without switching the screen, leading to improved operability.
しかも、この操作入力部材にイネーブルスイッチ及び非常停止スイッチを設けているので、これらイネーブルスイッチと非常停止スイッチとによりロボット操作装置における安全性を確保することができる。この結果、操作端末を用いながらも安全性を確保できるロボット操作装置を提供できる。そして、このようにロボット操作装置の表示・操作入力部として汎用の操作端末を使用できるので、ロボット操作装置のコストの低廉化に寄与できる。 In addition, since the operation input member is provided with the enable switch and the emergency stop switch, the enable switch and the emergency stop switch can ensure safety in the robot operating device. As a result, it is possible to provide a robot operation device that can ensure safety while using the operation terminal. Since a general-purpose operation terminal can be used as the display / operation input unit of the robot operation device in this way, it is possible to contribute to a reduction in the cost of the robot operation device.
しかも、前記イネーブルスイッチは操作入力部材を把持したままの指により操作可能であるので、入力操作時には、入力操作の体勢を崩すことなくイネーブルスイッチを常にオン操作させることができる。従って、イネーブルスイッチを、突発的な事態において作業者がとっさに強く握ったり離したりするといった反射的反応に応動するためのイネーブルスイッチとして良好に機能させることができる。 In addition, since the enable switch can be operated with a finger while holding the operation input member, the enable switch can be always turned on during input operation without breaking the posture of the input operation. Therefore, the enable switch can be made to function well as an enable switch for responding to a reflex reaction in which an operator suddenly holds and releases it suddenly in an unexpected situation.
請求項2においては、非常停止スイッチを、操作入力部材におけるイネーブルスイッチ部分を親指及び人差し指並びにその他の手指で把持した状態で当該操作入力部材において親指の第1及び第2関節と人差し指の第1及び第2関節との間となる部位に設けている。ペン形の操作入力部材を手指で把持する場合、前述したように、親指と人差し指と中指とで把持することが一般的である。そうすると、親指でイネーブルスイッチを操作しつつ操作入力部材を把持した状態で、親指を動かそうとした場合、操作入力部材において親指の第1及び第2関節と人差し指の第1及び第2関節との間となる部位へ動かすことができる。 According to a second aspect of the present invention, the emergency stop switch includes the first and second joints of the thumb and the first and second fingers of the index finger in the operation input member in a state where the enable switch portion of the operation input member is gripped by the thumb and index finger and other fingers. It is provided at a site between the second joint. When holding a pen-shaped operation input member with fingers, it is common to hold with a thumb, index finger, and middle finger as described above. Then, when the user tries to move the thumb while holding the operation input member while operating the enable switch with the thumb, the first and second joints of the thumb and the first and second joints of the index finger in the operation input member. It can be moved to an intermediate part.
これを考慮した請求項2によれば、親指のみを動かすことで、非常停止スイッチを素早く操作することができる。
請求項3のロボット操作装置においては、非常停止スイッチを、操作入力部材の先端部とは反対側の端部に設けている。
According to
According to another aspect of the robot operating device of the present invention, the emergency stop switch is provided at the end opposite to the tip of the operation input member.
操作入力部材はその先端部で入力操作を行うから、その先端部と反端側の端部は、作業者側に向いている。従って、作業者が危険などを感知して意図的に非常停止スイッチを操作したい場合には、操作入力部材を入力操作の体勢からそのまま後方へ瞬時に移動させて、非常停止スイッチを作業者の胸や作業者近くの柱や壁に当てることで、非常停止スイッチを容易且つ素早く操作できる。
請求項4のロボット操作装置においては、非常停止スイッチを、操作入力部材の先端部に設けている。これによれば、操作入力部材を入力操作の体勢からそのまま押し込めば、非常停止スイッチを容易且つ素早く操作できる。
Since the operation input member performs an input operation at its front end, the front end and the end opposite to the end face the operator side. Therefore, when the operator senses a danger or the like and intentionally operates the emergency stop switch, the operation input member is instantaneously moved backward from the posture of the input operation as it is, and the emergency stop switch is moved to the operator's chest. The emergency stop switch can be easily and quickly operated by hitting it on a pillar or wall near the operator.
According to a fourth aspect of the present invention, the emergency stop switch is provided at the tip of the operation input member. According to this, the emergency stop switch can be easily and quickly operated by pushing the operation input member as it is from the posture of the input operation.
請求項5においては、非常停止スイッチを、イネーブルスイッチに対して操作入力部材における周方向での位置が異なり且つ当該操作入力部材における長手方向での位置が同じとなる部位に設けている。ペン形の操作入力部材を手指で把持する場合、親指と人差し指と中指とで把持することが一般的である。そして、これら親指と人差し指と中指は、操作入力部材における周方向の異なる部位に接触する。仮に親指でイネーブルスイッチを操作するとすれば、イネーブルスイッチに対して周方向にずれた指である例えば中指又は人差し指で非常停止スイッチが操作可能となる。この点を考慮した請求項5によれば、前記中指又は人差し指を操作入力部材の長手方向へ動かすことなく瞬時に入力操作の体勢のまま非常停止スイッチを操作することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, the emergency stop switch is provided at a position where the position of the operation input member in the circumferential direction is different from that of the enable switch and the position of the operation input member in the longitudinal direction is the same. When a pen-shaped operation input member is gripped with fingers, it is common to grip with a thumb, index finger, and middle finger. The thumb, forefinger, and middle finger are in contact with different circumferential portions of the operation input member. If the enable switch is operated with the thumb, the emergency stop switch can be operated with, for example, the middle finger or the index finger which is a finger displaced in the circumferential direction with respect to the enable switch. According to the fifth aspect in consideration of this point, it is possible to operate the emergency stop switch instantaneously while maintaining the posture of the input operation without moving the middle finger or the index finger in the longitudinal direction of the operation input member.
請求項6においては、操作入力部材に、当該操作入力部材の落下時にイネーブルスイッチが誤操作されることをされることを防止する誤操作防止手段を設けている。
イネーブルスイッチは入力操作(教示作業)時にはオン操作される。そして、突発的な事態が発生すると、作業者がとっさに強く握ったり離したりするといった反射的反応に応動してイネーブルスイッチがオフする。この場合、作業者が操作入力部材を離して落下させてしまうと、イネーブルスイッチが床面や他の物品に当たって再度オンとなる(誤操作される)ことも考えられる。
According to a sixth aspect of the present invention, the operation input member is provided with erroneous operation preventing means for preventing the enable switch from being erroneously operated when the operation input member is dropped.
The enable switch is turned on during an input operation (teaching operation). When a sudden situation occurs, the enable switch is turned off in response to a reflex reaction in which the worker is strongly gripped or released. In this case, if the operator releases the operation input member and drops it, it is conceivable that the enable switch hits the floor or another article and is turned on again (incorrect operation).
この点を考慮した請求項6によれば、操作入力部材の落下時にイネーブルスイッチが誤操作されることをされることを防止する誤操作防止手段を設けているので、突発的な事態が発生後イネーブルスイッチが一旦オフになった後再度オンになる不具合を防止できる。
又、請求項7においては、操作端末が備えた挙動検出手段により操作端末自身がほぼ動かない状態であることが検出され且つタッチパネル部に操作入力部材が触れているときにイネーブルオン信号を出力し、前記挙動検出手段により操作端末自身が動いたことが検出されるか、タッチパネル部から操作入力部材が離れたときにイネーブルオフ信号を出力するようにした。
According to the sixth aspect taking this point into consideration, since the enable switch is provided to prevent the enable switch from being erroneously operated when the operation input member is dropped, the enable switch is provided after a sudden situation occurs. Can be prevented from being turned on again after being turned off.
According to a seventh aspect of the present invention, an enable-on signal is output when it is detected by the behavior detecting means provided in the operation terminal that the operation terminal itself is substantially stationary and the operation input member is touching the touch panel portion. The enable-off signal is output when it is detected by the behavior detecting means that the operation terminal itself has moved or when the operation input member is separated from the touch panel unit.
これによれば、操作端末自体でもイネーブルスイッチの機能を実現することが可能である。
又、請求項8においては、イネーブルスイッチ及び非常停止スイッチの各スイッチ信号は、操作端末を介することなく直接前記ロボットコントローラに入力する構成としたので、操作端末が、制御不良状態となったとしても、イネーブルスイッチ及び非常停止スイッチは機能しており、確実にイネーブルスイッチのオンオフ信号、非常停止スイッチのオン信号をロボットコントローラに入力できる。この結果、入力操作性の改善を達成できると共に、操作端末操作時における安全性も従前通り達成できる。
According to this, the function of the enable switch can also be realized by the operation terminal itself.
According to the eighth aspect of the present invention, since the switch signals of the enable switch and the emergency stop switch are directly input to the robot controller without going through the operation terminal, even if the operation terminal is in a poor control state. The enable switch and the emergency stop switch are functioning, and the ON / OFF signal of the enable switch and the ON signal of the emergency stop switch can be reliably input to the robot controller. As a result, improvement in input operability can be achieved, and safety during operation of the operation terminal can be achieved as before.
請求項9のロボット操作装置の入力装置は、作業者による操作端末のタッチパネル部への入力操作に基づいて、ロボットを動作させるための動作用信号を出力してロボットコントローラに与えるロボット操作装置の入力装置であって、作業者が手指で把持することが可能なペン形をなし先細り状をなす先端部を前記タッチパネル部に接触させて入力操作を行う操作入力部材と、前記操作入力部材に設けられ当該操作入力部材を把持したままの指により操作可能なイネーブルスイッチと、前記操作入力部材に設けられた非常停止スイッチとを備る。
The input device of the robot operation device according to
これによれば、安全性を確保でき、且つ、精確な入力操作を行うことができる。 According to this, safety can be ensured and an accurate input operation can be performed.
以下、本発明の第1実施形態について図1から図5を参照して説明する。図1に示す産業用ロボットシステム1は、ロボット2、ロボットコントローラ3、ロボット操作装置4により構成されている。ロボットコントローラ3はロボット2を制御するものであり、複数の接続線を有する接続ケーブル5を介してロボット2に接続されている。ロボット操作装置4は、複数の接続線を有する接続ケーブル6を介してロボットコントローラ3に接続されている。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. An industrial robot system 1 shown in FIG. 1 includes a
ロボット操作装置4は、携帯可能な操作端末(以下、スマートディバイスという)7と、操作入力部材8と、イネーブルスイッチ9と、非常停止スイッチ10とを備える。スマートディバイス7は、スマートフォンや、タブレット型パソコンなどの、モバイル操作端末から構成されており、矩形状をなしている。このスマートディバイス7は、表示及び入力のためのタッチパネル部71を備える。このタッチパネル部71は、本実施形態では静電容量式としているが、抵抗膜式でも良い。
The
前記操作入力部材8と、イネーブルスイッチ9と、非常停止スイッチ10とで入力装置41を構成している。
操作入力部材8は作業者が手指で把持することが可能なペン形をなし、先端部は先細り状をなす。この操作入力部材8は先端部をタッチパネル部71に接触させて入力操作を行うものである。この場合、操作入力部材8は、タッチパネル部71が静電容量式であることに関連して、先端部と作業者の指との間を導通可能な構成としている。例えば、操作入力部材8の外面を導電材もしくは導電材を含む材料で構成している。なお操作入力部材8内部に静電気を発生させる回路を設けても良い。この場合電源(電池)が必要となるがロボットコントローラ3から電源を得るようにすれば電池は不要となる。この静電気発生回路方式の場合、作業者が手袋をしていても有効であるので、この方式を採用すると良い。
The
The
前記イネーブルスイッチ9は、操作入力部材8に設けられている。この場合、当該操作入力部材8を作業者が把持したときに、作業者の指が触れる部分に設けられている。この場合、操作入力部材8において先端から極近い部分を把持すると入力操作がかえって行い難く、又、後端(先端と反対側の端)に近い部分を把持すると図5のように手による操作入力部材8に対する支えが無くなるため入力操作が行い難い。このことから、入力操作に対して実質的に作業者の指が触れる部分は、図2に示すように、操作入力部材8の先端から例えば1.5cmまでの領域E1と、後端から例えば3cmの領域E2を除く領域E3であるといえる。この領域E3に前記イネーブルスイッチ9を設けている。但し、作業者の指が触れる部分を、領域E2+E3とすることを否定するものではない。
The enable
上記イネーブルスイッチ9は、3ポジション型であり、図2に示すように、作業者が操作入力部材8を把持したときに親指の腹の部分で押すことが可能である。このイネーブルスイッチ9は、軽く握るとオンし、強く握るとオフし、握ることを解除するとオフする。つまり、作業者が、教示作業中は、操作入力部材8を軽く把持すると共にイネーブルスイッチ9をオンし、突発的に危険や異常を感じると、作業者が驚いて強く把持したり、あるいは手を離したりすることでイネーブルスイッチ9がオフする。このイネーブルスイッチ9のオン信号及びオフ信号は図4に示すように接続ケーブル6を介してロボットコントローラ3に送信され、ロボットコントローラ3はオン信号の受信中はスマートディバイス7の入力を許容し、オフ信号を受信すると、スマートディバイス7の入力を受け付けないと共にロボット2の挙動を停止する。
The enable
又、操作入力部材8には、押しボタン型の非常停止スイッチ10が設けられている。この非常停止スイッチ10は、図2に示すように、イネーブルスイッチ9を例えば親指で操作しつつ操作入力部材8を親指及び人差し指並びにその他の指(通常は中指)で把持した状態において親指の第1及び第2関節と人差し指の第1及び第2関節との間となる部位に設けている。この場合、イネーブルスイッチ9に対する非常停止スイッチ10の位置関係は、イネーブルスイッチ9から操作入力部材8の長手方向(軸方向)の後端方向に距離α離れ、周方向には角度βずれている。イネーブルスイッチ9及び非常停止スイッチ10の操作のし易さについて調査した結果によれば、上記αは1cm〜3cmが良く、又、上記βは30°〜90°が良い。この非常停止スイッチ10は接続ケーブル6を介してロボットコントローラ3に接続されており、オン操作されると、ロボット2の挙動を停止する。
The
前記スマートディバイス7は、信号伝達手段としての無線通信手段11を中継して前記接続ケーブル6を介しロボットコントローラ3と通信可能となっている。この無線通信手段11は、スマートディバイス7に設けた通信部73と、操作入力部材8に設けた通信部81とから構成されている。この場合の通信方式は、BLUETOOTHやWi-Fi(いずれも登録商標)を採用することができる。
The
なお、スマートディバイス7と操作入力部材8との通信可能距離を所定距離例えば1m以内程度の狭域としても良い。つまり、表示・入力部であるスマートディバイス7自体は指による操作入力が可能である。このため、スマートディバイス7と操作入力部材8とを離して、スマートディバイス7だけを持って教示作業するおそれもある。この場合、通信可能距離が長いと、イネーブルスイッチ9及び非常停止スイッチ10を備えた操作入力部材8が遠く離れた状態でもロボットコントローラ3の操作が可能となる。
Note that the communicable distance between the
上述した使用形態(スマートディバイス7と安全入力部である操作入力部材8とが離れてスマートディバイス7が指で操作される使用形態)は、本実施形態では推奨しない使用形態であるが、しかしどのような使用状況下でも安全を図る必要がある。上述の使用状況の下で、危険な事態が発生した場合に、スマートディバイス7から遠く離れたイネーブルスイッチ9や非常停止スイッチ10を迅速に操作(安全入力操作)することができないおそれがある。
The usage pattern described above (the usage pattern in which the
そこで、上述のように、スマートディバイス7と操作入力部材8との通信可能距離を所定距離例えば1m以内程度の狭域とすることで、スマートディバイス7のロボット操作装置としての実質的な操作入力可能距離が、操作入力部材8の1m以内の狭域に限定されるため、スマートディバイス7と操作入力部材8との距離が1m以上離れて使用されることがなく、常に迅速に安全入力操作することができる。
Therefore, as described above, by making the communicable distance between the
なお、スマートディバイス7と操作入力部材8との通信可能距離を所定距離例えば1m以内程度の狭域とする構成としては、無線通信手段11の通信電波強度を1m以上では減衰して通信不可能となるように設定しても良いし、又無線通信手段11が自身の通信電波強度が1m以上相当の電波強度となったときに、これを検出して、通信を遮断する構成としても良い。又、信号伝達手段としては、無線通信でなく例えば1mの接続ケーブル(有線)で構成しても良い。なお、上記所定距離は1mに限定されるものではない。
As a configuration in which the communicable distance between the
又、スマートディバイス7、操作入力部材8(イネーブルスイッチ9及び非常停止スイッチ10)、ロボットコントローラ3の各間を無線で通信可能としても良く、このようにするといずれかの通信が切断された場合でも、別経路で通信ができるため、故障に対する安全性が向上する。
Further, the
ここで、前記スマートディバイス7は、ロボットコントローラ3の表示機器及び入力機器として機能する。つまり、スマートディバイス7には、ロボットコントローラ3に対する入出力インターフェースとしてのアプリケーションソフトが予め格納されている。このアプリケーションソフトが起動されると、タッチパネル部71には、教示作業に必要な各種表示画像を表示させる。この表示画像としては、アイコン(ロボット2において動作させようとする部位(関節や手先)の選択のためのアイコン)や、教示作業を行いやすくするためのロボットの2D画像あるいは3D画像などが含まれる。
Here, the
そして、作業者がタッチパネル部71上で、ロボット2の関節や手先を選択操作した上で、操作入力部材8により直線や曲線の描画線を描くと(入力操作すると)、その描画線の座標データなどといった動作用信号をロボットコントローラ3に送信する。このとき、ペン形の操作入力部材8により入力操作をするので、指で入力する場合と違って、精確な描画線を入力することが可能となる。
ロボットコントローラ3では、送信された動作用信号に基づいて、ロボット2の関節や手先を動作させる。さらにロボットコントローラ3では、当該ロボット2に対する教示動作に関係する表示用データをスマートディバイス7に送信する。このような制御は一例である。
When an operator selects a joint or hand of the
The
又、スマートディバイス7では、スマートディバイス7の向きや傾きさらには動きを検知するためにジャイロセンサや加速度センサなどの、スマートディバイス7の姿勢や動きを検出する挙動検出手段を標準装備している。さらに、スマートディバイス7のタッチパネル部71は、タッチされることにより入力を検出するものであるから、このタッチパネル部71は操作入力部材8が触れたことを検出できるものである。つまり接触検出手段を備えている。
In addition, the
本実施形態では、この挙動検出手段とタッチパネル部71とを利用し、スマートディバイス7がほぼ動かない状態であることが挙動検出手段で検出され且つタッチパネル部71に操作入力部材8が触れていることが検出されたときにイネーブルオン信号を出力し、スマートディバイス7が動いたかあるいはタッチパネル部71から操作入力部材8が離れたときにイネーブルオフ信号を出力するようになっている。
In the present embodiment, the behavior detecting unit and the
ロボットコントローラ3は、上記イネーブルオン信号を受け取ると、スマートディバイス7からの教示のための入力を受け付け、イネーブルオフ信号を受け取ると入力を受け付けないと共にロボット2の挙動を停止する。つまり、本実施形態では、挙動検出手段とタッチパネル部71とを利用してイネーブルスイッチ9と同様のイネーブル機能を備えている。
When the
又、本実施形態によれば、イネーブルスイッチ9及び非常停止スイッチ10は、各スイッチ信号を、スマートディバイス7を介さずに、直接ロボットコントローラ3に送信する構成であるから、安全入力部として、イネーブルスイッチ9及び非常停止スイッチ10を備えた操作入力部材8を機能的にスマートディバイス7とは切り離した形態にできる。従って、スマートディバイス7が、例えば動作不良や故障を起こしたり着脱による接続不良となったりして、制御不良状態となったとしても、イネーブルスイッチ9及び非常停止スイッチ10は機能しており、確実にイネーブルスイッチ9のオンオフ信号、非常停止スイッチ10のオン信号をロボットコントローラ3に入力できる。この結果、入力操作性の改善を達成できると共に、スマートディバイス7操作時における安全性も従前通り達成できる。
In addition, according to the present embodiment, the enable
そして、このように操作入力部材8側で安全性を確保できるので、スマートディバイス7はロボットコントローラ3に対する操作入力機能を担えば良く、汎用のスマートディバイス7の採用が容易となる。
Since the safety can be ensured on the
上記実施形態によれば、操作入力部材8が先細り状であってペン形をなすので、把持し易くて入力操作も容易である。しかも、この操作入力部材8は、先端部は指よりも細く、油の付着確率も極めて低く且つ手袋のような保護物も必要がないため、油を付いた指や手袋をはめた指で操作端末に対して入力操作を行う場合に比して、精確に入力操作を行うことができる。これにより、スマートディバイス7のタッチパネル部71における画面上のボタン表示などを小さくすることも可能で、タッチパネル部71における情報量を多くできる。特に、産業用ロボットの場合、複数の動作軸により構成されることから、その操作入力は多種に及ぶ。この場合、タッチパネル部71における情報量を多くできることで、画面を切り替えずに操作入力の種類も増加でき、操作性の向上に繋がる。
According to the embodiment, since the
しかも、この操作入力部材8にイネーブルスイッチ9及び非常停止スイッチ10を設けているので、これらイネーブルスイッチ9と非常停止スイッチ10とによりロボット操作装置4における安全性を確保することができる。この結果、スマートディバイス7を用いながらも安全性を確保できるロボット操作装置4を提供できる。そして、このようにロボット操作装置4の表示・操作入力部として汎用のスマートディバイス7を使用できるので、ロボット操作装置4のコストの低廉化に寄与できる。
In addition, since the enable
しかも、イネーブルスイッチ9は操作入力部材8を把持したままの指により操作可能であるので、入力操作時には、入力操作の体勢を崩すことなくイネーブルスイッチ9を常にオン操作させることができる。従って、イネーブルスイッチ9を、突発的な事態において作業者がとっさに強く握ったり離したりするといった反射的反応に応動するためのイネーブルスイッチとして良好に機能させることができる。
Moreover, since the enable
ここで、ペン形の操作入力部材8を手指で把持する場合、親指と人差し指と中指とで把持することが一般的である。そうすると、操作入力部材8を把持した状態で、親指を動かそうとした場合、親指の第1及び第2関節と人差し指の第1及び第2関節との間となる部位へ動かすことができる。
Here, when gripping the pen-shaped
これを考慮した本実施形態によれば、イネーブルスイッチ9を操作状態としつつ操作入力部材8を親指及び人差し指並びにその他の指で把持した状態において親指の第1及び第2関節と人差し指の第1及び第2関節との間となる部位に、非常停止スイッチ10を設けたので、親指のみを上方(後端方向)へ動かすことで、非常停止スイッチ10を素早く操作することができる。
According to the present embodiment in consideration of this, the first and second joints of the thumb and the first and second fingers of the index finger in a state where the
一般的に、ティーチングペンダントにおいて非常停止スイッチを操作する場合、まず、非常停止スイッチの位置を確認し(第1ステップ)、次に手を非常停止スイッチまで移動させ(第2ステップ)、そして非常停止スイッチを手で押す(第3ステップ)といった挙動をする。これに対して本実施形態では、親指を操作入力部材8の基端方向へ動かせば、自ずと非常停止スイッチ10に触れるので、2つのステップで非常停止スイッチ10を迅速に操作することができる。
Generally, when operating the emergency stop switch on the teaching pendant, first check the position of the emergency stop switch (first step), then move your hand to the emergency stop switch (second step), and then stop It behaves as if the switch is pushed by hand (third step). On the other hand, in this embodiment, if the thumb is moved in the proximal direction of the
ここで、ロボット2が自動運転されている場合、操作入力部材8は適宜部位に固定しておくことが考えられる。この場合、非常停止スイッチ10が外側を向くような固定治具を用いることも可能である。このようにすると、非常停止スイッチ10を、壁面に固定された非常停止スイッチや、壁に掛けられたティーチングペンダントの非常停止スイッチと同じように、水平に押し込み操作できる。
Here, when the
ここで、スマートディバイスの使われ方として、近年、BYOD(Bring your own device:従業員が個人所有のスマートディバイスを職場に持ち込んで業務に使用すること)やInverse-BYOD(企業が従業員に個人利用可能なスマートディバイスを提供すること)という形態がとられることがある。この場合、本実施形態のロボット操作装置4によれば、BYODのような業務形態では業務に使用するスマートディバイス7を教示作業でも共通に使用できるようになるため、ユーザはロボット操作装置4の表示・操作入力部のためのスマートディバイス7を新たに購入する必要がなくなり、より安価にロボット操作装置4を提供できる。
Here, smart devices are used in recent years, such as BYOD (Bring your own device: employees bring their own smart devices to the workplace and use them for work) and Inverse-BYOD (businesses are personal to employees). Providing a smart device that can be used). In this case, according to the
又、教示作業は、安全のために教育を受けた作業者が行う必要がある。そこで従来のティーチングペンダントでは、例えばパスワードなどを用いてユーザ認証を行い、ユーザ認証者以外の作業者が動作制御プログラムの編集や、教示点の編集といった作業を制限していることが多い。しかし、パスワードの初期値は共通であることが多く、又、初期値変更も面倒であることもあり、初期値のパスワードをそのまま使用していることが多い。そのため、本来は作業するべきではない作業者も容易に作業できてしまう可能性がある。 In addition, teaching work must be performed by a worker who has been educated for safety. Therefore, in the conventional teaching pendant, user authentication is performed using, for example, a password, and an operator other than the user certifier often limits operations such as editing of an operation control program and editing of teaching points. However, the initial value of the password is often the same, and changing the initial value can be troublesome, and the initial value password is often used as it is. Therefore, there is a possibility that an operator who should not work can easily work.
その点、前述したようにBYODのような作業形態をとることが可能な本実施形態によれば、スマートディバイス利用者と教示作業者とは一致していると考えることができる。これにより適切な作業者以外の作業者が教示作業を行うリスクを低減できる。なお、個人利用のスマートディバイス7を適切な作業者以外の作業者が借りて教示作業をしまうことが考えられるが、通常は紛失した場合などのセキュリティを考慮して個人的にパスワードをかけておくので、パスワードを教えてまで貸すことには抵抗があるため、このリスクは解消される。
In this regard, as described above, according to the present embodiment that can take a work form such as BYOD, it can be considered that the smart device user and the teaching worker are the same. Accordingly, it is possible to reduce a risk that a worker other than an appropriate worker performs the teaching work. Although it is possible that an operator other than an appropriate operator borrows the
又、本実施形態においては、スマートディバイス7が備えた挙動検出手段によりスマートディバイス7自身がほぼ動かない状態であることが検出され且つタッチパネル部71に操作入力部材8が触れているときにイネーブルオン信号を出力し、前記挙動検出手段によりスマートディバイス7自身が動いたことが検出されるか、前記タッチパネル部71から前記操作入力部材8が離れたときにイネーブルオフ信号を出力するようにした。
In this embodiment, when the
これによれば、スマートディバイス7自体でもイネーブルスイッチの機能を実現することが可能である。
ロボット操作装置4の入力装置41は、作業者による操作端末のタッチパネル部への入力操作に基づいて、ロボットを動作させるための動作用信号を出力してロボットコントローラに与えるものであって、作業者が手指で把持することが可能なペン形をなし先細り状をなす先端部を前記タッチパネル部に接触させて入力操作を行う操作入力部材8と、前記操作入力部材8に設けられ当該操作入力部材8を把持したままの指により操作可能なイネーブルスイッチ9と、前記操作入力部材8に設けられた非常停止スイッチ10とを備える。これによれば、上述の説明から明らかなように、安全性を確保でき、且つ、精確な入力操作を行うことができる。
According to this, the
The
又、操作入力部材8の各スイッチ9及び10とロボットコントローラ3とは接続ケーブルではなく無線通信(BLUETOOTHやWi-Fi)により通信可能としても良い。無線通信を採用すると、タッチペンとしての操作入力部材8自体の把持操作性及び入力操作性がさらに良くなる。
The
次に図6は第2実施形態を示している。この第2実施形態においては、非常停止スイッチ10を、操作入力部材8の先端部とは反対側の端部(基端部)に設けている。
操作入力部材8はその先端部で入力操作を行うから、その先端部と反端側の端部である基端部は、作業者側に向いている。従って、作業者が危険などを感知して意図的に非常停止スイッチ10を操作したい場合には、操作入力部材8を入力操作の体勢からそのまま後方へ瞬時に移動させて、非常停止スイッチ10を作業者の胸や作業者近くの柱や壁に当てることで(ほぼ1段のステップで)、非常停止スイッチ10を容易且つ素早く操作できる。
Next, FIG. 6 shows a second embodiment. In the second embodiment, the
Since the
なお、この第2実施形態の場合、非常停止スイッチ10を操作入力部材8における基端部に設けた構成であるので、接続ケーブル6を当該基端部から導出させることができず、基端部近くの側面から導出させている。この構成において、接続ケーブル6が入力操作の邪魔になるような場合には、操作入力部材8の各スイッチ9及び10とロボットコントローラ3との間の通信を有線である接続ケーブル6に代えて無線通信手段にて行うようにしても良い。
In the case of the second embodiment, since the
図7は第3実施形態を示している。この第3実施形態においては、非常停止スイッチ10を、操作入力部材8の先端部に設けている。この非常停止スイッチ10は、通常の入力操作でのタッチパネル部71に対する操作接触圧程度ではオン操作されない。そして、作業者が意識的に押し込むことでオン操作される。これによれば、操作入力部材8を入力操作の体勢からそのまま押し込めば(1ステップで)、非常停止スイッチ10を容易且つ素早く操作できる。
FIG. 7 shows a third embodiment. In the third embodiment, the
図8及び図9は第4実施形態を示している。この第4実施形態においては、非常停止スイッチ10を、イネーブルスイッチ9に対して操作入力部材8における周方向での位置が異なり且つ当該操作入力部材8における長手方向での位置が同じとなる部位に設けられている。つまり、非常停止スイッチ10を、イネーブルスイッチ9とは操作入力部材8において長手方向で同じ位置であって周方向で角度γ異なる部位に設けている。この場合、イネーブルスイッチ9に対する非常停止スイッチ10の角度γは、イネーブルスイッチ9及び非常停止スイッチ10の操作のし易さについて調査した結果によれば、30°〜130°が良い。
8 and 9 show a fourth embodiment. In the fourth embodiment, the
ペン形の操作入力部材8を手指で把持する場合、親指と人差し指と中指とで把持することが一般的である。そして、これら親指と人差し指と中指は、操作入力部材8における周方向の異なる部位に接触する。仮に親指でイネーブルスイッチ9を操作するとすれば、イネーブルスイッチ9に対して周方向にずれた指である例えば中指又は人差し指で非常停止スイッチ10が操作可能となる。この点を考慮した第4実施形態によれば、中指又は人差し指を操作入力部材8の長手方向へ動かすことなく瞬時に入力操作の体勢のまま非常停止スイッチ10を操作することができる。
When holding the pen-shaped
図10は第5実施形態を示している。この第5実施形態においては、次の点が第2実施形態(図6)と異なる。この第5実施形態においては、操作入力部材8に、当該操作入力部材8の落下時にイネーブルスイッチ9が誤操作されることをされることを防止する誤操作防止手段としてのリブ12を設けている。このリブ12は、イネーブルスイッチ9より先端部側であって周方向で同じ角度となる位置に、操作入力部材8の長手方向と直交する方向へ突出するように設けられている。このリブ12の突出長さH1は、操作入力部材8のイネーブルスイッチ9が下側となって床面Fに落下したときに、リブ12突出端と操作入力部材8後端とを結ぶ仮想線(これは上記床面Fでもある)が当該イネーブルスイッチ9に触れないような突出長(床面Fに当接しない突出長)に設定されている。
FIG. 10 shows a fifth embodiment. The fifth embodiment is different from the second embodiment (FIG. 6) in the following points. In the fifth embodiment, the
イネーブルスイッチ9は入力操作時にはオン操作される。そして、突発的な事態が発生すると、作業者がとっさに強く握ったり離したりするといった反射的反応に応動してイネーブルスイッチ9がオフする。この場合、作業者が操作入力部材8を離して落下させてしまうと、イネーブルスイッチ8が床面や他の物品に当たって再度オンとなる(誤操作される)ことも考えられる。再度オンすると、停止したと思っていたロボット2が不意に再び動作して危険であるため、この再度のオンは回避する必要がある。
The enable
この点を考慮した第5実施形態によれば、操作入力部材8の落下時にイネーブルスイッチ9が誤操作されることをされることを防止するリブ12を設けているので、突発的な事態が発生してイネーブルスイッチ9が一旦オフになった後再度オンになる不具合を防止できる。なお、イネーブルスイッチ9は親指の腹部で操作入力部材8の長手方向に対してほぼ直角に押圧操作されるので、このリブ12があってもイネーブルスイッチ9の操作に支障を来すことはない。
According to the fifth embodiment in consideration of this point, since the
図11は第6実施形態を示しており、この第6実施形態においては、次の点が第5実施形態(図10)と異なる。この第6実施形態では、操作入力部材8の後端側にも誤操作防止手段としてのリブ12Aを突出状態に設けている。この場合、このリブ12の突出長さH1及びリブ12Aの突出長さH2は、操作入力部材8のイネーブルスイッチ9が下側となって床面Fに落下したときに、リブ12突出端とり部12A突出端とを結ぶ仮想線(これは上記床面Fでもある)が当該イネーブルスイッチ9に触れないような突出長(床面Fに当接しない突出長)に設定されている。このようにしても第5実施形態と同様の効果を奏する。
FIG. 11 shows a sixth embodiment, which differs from the fifth embodiment (FIG. 10) in the following points. In the sixth embodiment, a
なお、操作入力部材8とスマートディバイス7とは直接無線通信しても良い。
以上、本発明の複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
The
As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, these embodiment was shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
図面中、1はロボットシステム、2はロボット、3はロボットコントローラ、4はロボット操作装置、7はスマートディバイス(操作端末)、71はタッチパネル部、8は操作入力部材、9はイネーブルスイッチ、10は非常停止スイッチ、11は無線通信手段(信号伝達手段)、12はリブ(誤操作防止手段)、41は入力装置を示す。 In the drawings, 1 is a robot system, 2 is a robot, 3 is a robot controller, 4 is a robot operation device, 7 is a smart device (operation terminal), 71 is a touch panel unit, 8 is an operation input member, 9 is an enable switch, 10 is An emergency stop switch, 11 is a wireless communication means (signal transmission means), 12 is a rib (misoperation prevention means), and 41 is an input device.
Claims (9)
表示・入力のためのタッチパネル部(71)を有し、当該タッチパネル部(71)での入力操作により前記動作用信号を出力する携帯可能な操作端末(7)と、
作業者が手指で把持することが可能なペン形をなし先細り状をなす先端部を前記タッチパネル部(71)に接触させて入力操作を行う操作入力部材(8)と、
前記操作入力部材(8)に設けられ当該操作入力部材(8)を把持したままの指により操作可能なイネーブルスイッチ(9)と、
前記操作入力部材(8)に設けられた非常停止スイッチ(10)とを備えたロボット操作装置。 A robot operation device that outputs an operation signal for operating a robot based on an input operation by an operator and gives the signal to a robot controller,
A portable operation terminal (7) having a touch panel unit (71) for display and input, and outputting the operation signal by an input operation on the touch panel unit (71);
An operation input member (8) for performing an input operation by bringing the tip of a pen shape that can be gripped with fingers by an operator into contact with the touch panel unit (71);
An enable switch (9) provided on the operation input member (8) and operable with a finger while holding the operation input member (8);
A robot operating device comprising an emergency stop switch (10) provided on the operation input member (8).
前記操作端末(7)は、前記挙動検出手段により操作端末(7)自身がほぼ動かない状態であることが検出され且つタッチパネル部(71)に前記操作入力部材(8)が触れているときにイネーブルオン信号を出力し、前記挙動検出手段により操作端末(7)自身が動いたことが検出されるか、前記タッチパネル部(71)から前記操作入力部材(8)が離れたときにイネーブルオフ信号を出力する請求項1から6のいずれか一項記載のロボット操作装置。 The operation terminal (7) includes behavior detection means for detecting its own behavior,
When the operation terminal (7) detects that the operation terminal (7) itself is not substantially moved by the behavior detecting means and the operation input member (8) is touching the touch panel portion (71). An enable-on signal is output when the operation detection unit detects that the operation terminal (7) itself has moved or the operation input member (8) has moved away from the touch panel unit (71). The robot operating device according to any one of claims 1 to 6, wherein:
作業者が手指で把持することが可能なペン形をなし先細り状をなす先端部を前記タッチパネル部に接触させて入力操作を行う操作入力部材(8)と、
前記操作入力部材(8)に設けられ当該操作入力部材(8)を把持したままの指により操作可能なイネーブルスイッチ(9)と、
前記操作入力部材(8)に設けられた非常停止スイッチ(10)とを備えたロボット操作装置の入力装置。 An input device of a robot operation device that outputs an operation signal for operating a robot and gives it to a robot controller based on an input operation to a touch panel of an operation terminal by an operator,
An operation input member (8) for performing an input operation by bringing the tip of a pen shape that can be gripped by a finger of an operator into contact with the touch panel unit;
An enable switch (9) provided on the operation input member (8) and operable with a finger while holding the operation input member (8);
An input device of a robot operating device comprising an emergency stop switch (10) provided on the operation input member (8).
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