JP2016175175A - ロボット操作装置、及びロボット操作プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
請求項1に記載のロボット操作装置は、ユーザからのタッチ操作及びドラッグ操作の入力を受けるタッチパネルと、図形の表示が可能なディスプレイと、タッチパネルに対するタッチ操作及びドラッグ操作を検出可能な操作検出部と、操作検出部の検出結果に基づいてロボットを動作させるための動作指令を生成する動作指令生成部と、ディスプレイの表示内容を制御する表示制御部と、を備える。つまり、ロボット操作装置は、ロボットの手動操作をタッチ操作及びドラッグ操作により実現するものである。
請求項2に記載のロボット操作装置において、動作指令生成部は、動作方向決定処理を行うことができる。動作方向決定処理は、ドラッグ操作の操作方向がドラッグ操作の開始位置を基準とした正方向である場合にロボットを正方向へ動作させるための動作指令を生成し、ドラッグ操作の操作方向が正方向とは反対方向の負方向である場合にロボットを負方向へ動作させるための動作指令を生成する処理である。これによれば、ユーザは、ドラッグ操作の開始位置を基準として、そのドラッグ操作の操作方向を正方向又は負方向に調整することで、ロボットの動作方向を正方向又は負方向に調整することができる。
従来のロボット操作装置の多くは、ロボットやユーザの安全を確保するための物理的なスイッチいわゆるデッドマンスイッチを備えており、例えばデッドマンスイッチを押した状態でないと、ロボットを操作出来ないように構成されている。この構成において、例えばユーザによるロボットの操作中にロボットが何らかの物体に衝突しそうになった場合、ユーザは、デッドマンスイッチから指等を離したりデッドマンスイッチを強く押し込んだりすることで、ロボットの動作を停止させることができる。これにより、ユーザは、この様な事態に咄嗟に対応することができ、その結果、高い安全性を確保することができる。しかしながら、例えばスマートフォンやタブレット端末などのように、タッチパネルを備えた安価なデバイスをロボット操作装置として使用する場合には、デッドマンスイッチの様な物理的なスイッチを設けることが難しい。
ここで、減速操作に対する閾値をユーザの熟練度に関わらず一律に設定すると、次のような問題が生じ得る。すなわち、熟練度の高いユーザは、ロボットの操作に慣れているため、操作速度が比較的速くても安全に操作することができる。しかし、熟練度の低いユーザに合わせて閾値を設定すると、熟練度の高いユーザが素早い減速操作を行った際に、そのユーザの意図に反してロボットが停止してしまい、その結果、ユーザの意図した操作がし難くなり不便である。
請求項5のロボット操作装置において、前記操作検出部は、前記タッチ操作及び前記ドラッグ操作に係る操作圧力を検出可能である。そして、前記動作速度決定処理は、前記操作検出部で検出された前記操作圧力が閾値を超えた場合に前記ロボットの動作速度を0にする処理を含んでいる。これによれば、ユーザが上述した第3の行動を行った場合に、ロボットを停止させることができる。そのため、ユーザが上述した第3の行動を取った場合であっても、ロボットが衝突することを極力回避でき、その結果、安全性の向上が図られる。
請求項6に記載のロボット操作装置において、速度図形は、バーと、スライダと、を有している。バーは、ドラッグ操作の開始位置を基点とする直線状に形成されてスライド距離とロボットの動作速度との相関を示すように構成されている。スライダは、ドラッグ操作に伴ってバーに沿って移動可能でありバーに対するドラッグ操作の現在位置を示すように構成されている。
請求項7に記載のロボット操作装置は、前記タッチパネル上に前記バーに対応するバー領域を設定する領域設定部を更に備える。前記動作速度決定処理は、前記ドラッグ操作の操作位置が前記バー領域から外れた場合に前記ロボットの動作速度を0にする処理を含んでいる。これによれば、ロボットが何らかの物体と衝突しそうになった場合、ユーザは、ドラッグ操作の操作位置をバー領域外へずらすことで、ロボットを停止させることができる。したがって、ユーザは、ロボットが衝突することを回避し易くなり、その結果、安全性の向上が図られる。
請求項8に記載のロボット操作装置において、前記バー領域の幅は任意に設定可能である。これによれば、例えばバー領域の幅を広くすることで、ユーザのドラッグ操作がバー領域から外れ難くなるため、ユーザはタッチパネルを見なくても比較的容易にドラッグ操作を行うことができ、その結果、操作性が更に向上する。一方、例えばバー領域の幅を狭くすることで、ユーザのドラッグ操作がバー領域から外れ易くすることができる。この場合、ユーザは、自己のドラッグ操作がバー領域62Aから外れないようにするため、より慎重な操作を心がけるようになり、その結果、更なる安全性の向上が図られる。
請求項9に記載のロボット操作装置において、前記バー領域は、前記ドラッグ操作の開始位置を含む領域である主停止領域と、前記ドラッグ操作の開始位置を含まない領域である動作領域と、を有している。前記動作速度決定処理は、前記ドラッグ操作の操作位置が前記主停止領域に位置している場合には前記ロボットの動作速度を0にし前記ドラッグ操作の操作位置が前記動作領域に位置している場合には前記スライド距離に基づいて前記ロボットの動作速度を決定する処理を含んでいる。前記領域設定部は、前記スライド距離を減少させるドラッグ操作である減速操作が行われた場合に、前記減速操作の操作速度が速くなるのにつれて前記バー領域の全長に対する前記主停止領域の割合を大きくするとともに前記動作領域の割合を小さくする処理を行うことができる。
請求項10に記載のロボット操作装置において、前記バー領域は、前記ドラッグ操作の開始位置を含む領域である主停止領域と、前記ドラッグ操作の開始位置を含まない領域である動作領域と、を有している。前記領域設定部は、前記スライド距離が所定距離以上となった場合に、前記ドラッグ操作の開始位置を含まない領域である補助停止領域を、そのドラッグ操作の操作位置に近接させて設定することができる。前記動作速度決定処理は、前記ドラッグ操作の操作位置が前記主停止領域又は前記補助停止領域に位置している場合には前記ロボットの動作速度を0にし、前記ドラッグ操作の操作位置が前記動作領域に位置している場合には前記スライド距離に基づいて前記ロボットの動作速度を決定する処理を含んでいる。
請求項11に記載のロボット操作装置において、速度図形は、ドラッグ操作の開始位置を基点としてスライド距離に応じて直線状に伸縮するものである。すなわち、このロボット操作装置において、速度図形は、ドラッグ操作によるスライド距離が長くなるのにつれて伸び、スライド距離が短くなるのにつれて縮む。そして、スライド距離が長くなると、ロボットの動作速度が速くなり、スライド距離が短くなると、ロボットの動作速度が遅くなる。したがって、速度図形の長さとロボットの動作速度とは相関している。
請求項11に記載のロボット操作装置において、動作指令生成部は、動作態様決定処理を行うことができる。動作態様決定処理は、操作検出部で検出したドラッグ操作の操作方向が第1方向である場合にロボットの駆動軸又は駆動軸の組み合わせによるロボットの動作態様を第1動作態様に決定し、ドラッグ操作の操作方向が第2方向である場合にロボットの動作態様を第2動作態様に決定する処理である。これによれば、ユーザは、ドラッグ操作を、第1方向と第2方向とで使い分けることで、ロボットの2つの動作態様について手動操作することができる。したがって、ロボットの動作態様を選択するための操作を削減することができ、その結果、操作の手数を削減して操作性の向上が図られる。
請求項13に記載のロボット操作装置において、表示制御部は、方向図形表示処理を行うことができる。方向図形表示処理は、操作検出部がタッチ操作を検出した場合に、第1方向を示す第1方向図形と第2方向を示す第2方向図形とをディスプレイに表示させる処理である。これによれば、ユーザが、ドラッグ操作をするためにタッチパネルをタッチ操作した場合に、ディスプレイ上に第1方向を示す第1方向図形と、第2方向を示す第2方向図形と、が表示される。したがって、ユーザは、ドラッグ操作を開始する前に、ディスプレイ上の第1方向図形及び第2方向図形を見ることで、いずれの方向へドラッグ操作を行えばよいかの判断がし易くなる。その結果、操作性が更に向上する。
請求項14に記載のロボット操作装置において、第1方向と第2方向とは直交している。そして、方向図形表示処理は、第1方向図形と第2方向図形とを直交させてディスプレイに表示させる処理を含んでいる。これによれば、第1方向と第2方向との成す角度は、これら第1方向と第2方向との成す角度が取り得る範囲の中で最も大きい直角である。そのため、ユーザは、第1方向図形に沿った第1方向へのドラッグ操作と、第2方向図形に沿った第2方向へのドラッグ操作と、を区別して操作し易い。したがって、ユーザが、ドラッグ操作の操作方向を間違えて操作したり、ドラッグ操作がユーザの意図しない操作方向となってしまったりすることを低減することができる。その結果、ドラッグ操作の誤操作が低減され、操作性の更なる向上や安全性の向上が図られる。
請求項15に記載のロボット操作装置において、動作速度決定処理は、スライド距離に比例して段階的にロボットの動作速度を大きくする処理である。すなわち、例えばマニュアル操作の習熟度が低いユーザにおいては、ドラッグ操作によるスライド距離を、正確に狙ったものとすることは難しい。例えば、ドラッグ操作のスライド距離をそのままロボットの動作速度に反映させたものでは、ドラッグ操作のスライド距離がユーザの意図したものから少しでも外れると、ロボットの動作速度もユーザの意図したものから外れることになる。
請求項16に記載のロボット操作装置において、動作速度決定処理は、ドラッグ操作のスライド距離に比例して連続的にロボットの動作速度を大きくする処理である。すなわち、例えばマニュアル操作の習熟度が高いユーザにおいては、ドラッグ操作のスライド距離を、狙ったものとすることは比較的容易である。逆に、ロボットの微調整を行う場合に、自己のドラッグ操作によるスライド距離が、ロボットの動作速度に正確に反映されないと不便である。これに対し、本ロボット操作装置によれば、ロボットの動作速度は、ドラッグ操作のスライド距離に比例して連続的に大きくなる。つまり、ドラッグ操作のスライド距離の連続的な変化は、ロボットの動作速度に対して連続的な変化として反映される。これにより、ユーザは、ドラッグ操作のスライド距離の変化を、ロボットの動作速度に直接的に反映させることができる。その結果、例えば習熟度の高いユーザであれば、より正確なロボットの微調整を行うことができるため、利便性が向上する。
請求項17に記載のロボット操作プログラムは、請求項1に記載のロボット操作装置を実現するものである。このロボット操作プログラムを、例えばタッチパネルディスプレイを備える汎用のタブレットPCやスマートフォン等によって実行することで、汎用のタブレットPCやスマートフォン等に、上述したロボット操作装置としての機能を付加することができる。
以下、本発明の第1実施形態について図1〜図19を参照しながら説明する。
図1及び図2は、一般的な産業用ロボットのシステム構成を示している。ロボットシステム10は、例えば図1に示す4軸型の水平多関節ロボット20(以下、4軸ロボット20と称する)や、図2に示す6軸型の垂直多関節ロボット30(以下、6軸ロボット30と称する)等を動作させるものである。なお、ロボットシステム10の動作対象となるロボットは、上述の4軸ロボット20や6軸ロボット30に限られない。
ティーチングペンダント40は、タッチパネルディスプレイ42、スイッチ43に加え、通信インターフェース(I/F)44、制御部45、操作検出部46、動作指令生成部47、及び表示制御部48を有している。通信インターフェース44は、ティーチングペンダント40の制御部45と、コントローラ11とを通信可能に接続している。
すなわち、制御部45は、図4のステップS12において、例えば図15に示すように、タッチパネルディスプレイ42上に方向図形51、52を表示させるとともに第1速度図形611、612の両方を初期状態として薄く表示させる。そして、制御部45は、図16及び図17に示すように、ドラッグ操作の入力に応じて、そのドラッグ操作の操作方向に対応する第1速度図形611、612を濃く表示させる。これによれば、ユーザは、ドラッグ操作を行う前に、薄く表示された第1速度図形611、612を見ることで、どの様な態様で操作を行えばよいかが連想し易く、その結果、操作性の向上が図られる。
次に、第2実施形態について、図20及び図21を参照して説明する。
本実施形態において、制御部45は、表示制御部48の処理により、第1実施形態の第1速度図形61に換えて、図20に示す第2速度図形64をタッチパネルディスプレイ42上に表示させる。第2速度図形64は、速度図形の一例である。第2速度図形64は、ドラッグ操作のスライド距離Lsとロボット20、30の動作速度Vrとの対応関係が、上記第1実施形態による速度図形61と異なる。
次に、第3実施形態について、図22及び図23を参照して説明する。
本実施形態において、制御部45は、表示制御部48の処理により、上記各実施形態の速度図形61、64に換えて、図22に示す第3速度図形65をタッチパネルディスプレイ42上に表示させる。第3速度図形65は、速度図形の一例である。この第3速度図形65は、ドラッグ操作のスライド距離Lsとロボット20、30の動作速度Vrとの対応関係が、上記各実施形態による速度図形61、64と異なる。
次に、第4実施形態について、図24及び図25を参照して説明する。
本実施形態において、制御部45は、表示制御部48の処理により、上記各実施形態の速度図形61、64、65に換えて、図24及び図25に示す第4速度図形67をタッチパネルディスプレイ42上に表示させる。第4速度図形67は、ドラッグ操作の開始位置P0を基点としてスライド距離Lsに応じて直線状に伸縮するものである。
次に、第5実施形態について、図5及び図26〜図30を参照して説明する。
本実施形態において、制御部45は、ドラッグ操作とは異なる方法によりロボット20、30の動作態様を決定する動作態様決定処理を行うことができる。すなわち、制御部45は、手動操作が開始されて図26のステップS31が実行されると、表示制御部48の処理によって、図27又は図28に示す動作態様選択画面70、80をタッチパネルディスプレイ42上に表示させる。動作態様選択画面70、80は、ユーザが、タッチ操作により、ロボット20、30の動作態様を選択するためのものである。
次に、第6実施形態について、図31〜図33を参照して説明する。なお、第6実施形態においては、第1速度図形61を対象として説明するが、他の速度図形についても適用することができる。
制御部45は、表示制御部48の処理により、スライダ63の位置つまりドラッグ操作のスライド距離Lsに応じて、第1バー62の長さを可変させて表示することができる。すなわち、第1バー62は、スライダ63の位置に応じて、表示される領域が変更される。例えば第1バー62は、スライダ63が移動した方向と同じ方向へ向かって伸縮するように表示される。この場合、第1速度図形61の第1バー62は、ドラッグ操作の開始位置P0を基点としてスライド距離Lsに応じて直線状に伸縮するものである。
次に、第7実施形態について、図34〜図37を参照して説明する。なお、第7実施形態の構成は、第1実施形態の構成を基礎としている。
図34に示すように、第7実施形態のティーチングペンダント40は、第1実施形態の構成に加えて、更に領域設定部49を備えている。領域設定部49は、例えば図8及び図9等に示すバー62に対応するバー領域62Aを、タッチパネル421上に設定する。また、本実施形態において、動作速度決定処理は、ドラッグ操作の操作位置つまり現在位置P1がバー領域62Aから外れた場合にロボット20、30の動作速度Vrを0にする処理を含んでいる。
次に、第8実施形態について、図38及び図39を参照して説明する。なお、第8実施形態の構成は、第1実施形態の構成及び第7実施形態の構成を基礎としている。
領域設定部49は、例えば図38に示すように、バー62に対してバー領域62Aを設定している。そして、バー領域62Aは、主停止領域621Aと、動作領域622A〜624Aと、を有している。主停止領域621Aは、第1領域621に対応する領域であり、ドラッグ操作の開始位置P0を含む領域である。動作領域622A〜624Aは、それぞれ第2領域622、第3領域623、及び第4領域624に対応する領域であり、それぞれドラッグ操作の開始位置P0を含まない領域である。
本実施形態においても、領域設定部49は、上記第8実施形態と同様に、例えば図40示すように、バー62に対してバー領域62Aを設定している。バー領域62Aは、主停止領域621Aと、動作領域622A〜624Aと、を有している。そして、領域設定部49は、スライド距離Lsが所定距離以上となった場合に、補助停止領域69Aを、そのドラッグ操作の操作位置P1に近接させて設定する。補助停止領域69Aは、ドラッグ操作の開始位置P0を含まない領域である。そして、制御部45は、ドラッグ操作の操作位置P1が主停止領域621A又は補助停止領域69Aに位置している場合にはロボット20、30の動作速度Vrを0にする。一方、制御部45は、ドラッグ操作の操作位置P1が動作領域622A〜624Aに位置している場合にはスライド距離Lsに基づいてロボット20、30の動作速度Vrを決定する。
なお、本発明の実施形態は、上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。本発明の実施形態は、例えば次のような変形または拡張が可能である。
上記各実施形態は、適宜組み合わせて実施することができる。
上記各実施形態において、タッチパネル421及びディスプレイ422は、タッチパネルディスプレイ42として一体に構成されている。しかし、タッチパネル421及びディスプレイ422は、それぞれ別体に分離した構成であってもよい。
Claims (17)
- ユーザからのタッチ操作及びドラッグ操作の入力を受けるタッチパネルと、
図形の表示が可能なディスプレイと、
前記タッチパネルに対する前記タッチ操作及び前記ドラッグ操作を検出可能な操作検出部と、
前記操作検出部の検出結果に基づいてロボットを動作させるための動作指令を生成する動作指令生成部と、
前記ディスプレイの表示内容を制御する表示制御部と、を備え、
前記動作指令生成部は、前記操作検出部で検出されたドラッグ操作の開始位置から現在位置までの距離であるスライド距離に基づいて前記ロボットの動作速度を決定する動作速度決定処理を行うことができ、
前記表示制御部は、前記スライド距離と前記ロボットの動作速度とを相関させて前記スライド距離の変化に伴って形態が変化する速度図形を前記ディスプレイに表示させる速度図形表示処理を行うことができる、
ロボット操作装置。 - 前記動作指令生成部は、前記ドラッグ操作の操作方向が前記ドラッグ操作の開始位置を基準とした正方向である場合に前記ロボットを正方向へ動作させるための動作指令を生成し、前記ドラッグ操作の操作方向が前記正方向とは反対方向の負方向である場合に前記ロボットを負方向へ動作させるための動作指令を生成する動作方向決定処理を実行することができる、
請求項1に記載のロボット操作装置。 - 前記動作速度決定処理は、前記ドラッグ操作の操作速度が閾値を超えた場合に前記ロボットの動作速度を0にする処理を含んでいる、
請求項1又は2に記載のロボット操作装置。 - 前記スライド距離を減少させるドラッグ操作である減速操作が行われた場合における前記閾値を、前記減速操作の直前に行われたドラッグ操作であって前記スライド距離を増大させる加速操作の操作速度とする、
請求項3に記載のロボット操作装置。 - 前記操作検出部は、前記タッチ操作及び前記ドラッグ操作に係る操作圧力を検出可能であり、
前記動作速度決定処理は、前記操作検出部で検出された前記操作圧力が閾値を超えた場合に前記ロボットの動作速度を0にする処理を含んでいる、
請求項1から4のいずれか一項に記載のロボット操作装置。 - 前記速度図形は、
前記ドラッグ操作の開始位置を基点とする直線状に形成されて前記スライド距離と前記ロボットの動作速度との相関を示すバーと、
前記ドラッグ操作に伴って前記バーに沿って移動可能であり前記バーに対する前記ドラッグ操作の現在位置を示すスライダと、を有している、
請求項1から5のいずれか一項に記載のロボット操作装置。 - 前記タッチパネル上に前記バーに対応するバー領域を設定する領域設定部を更に備え、
前記動作速度決定処理は、前記ドラッグ操作の操作位置が前記バー領域から外れた場合に前記ロボットの動作速度を0にする処理を含んでいる、
請求項6に記載のロボット操作装置。 - 前記バー領域の幅は任意に設定可能である、
請求項7に記載のロボット操作装置。 - 前記バー領域は、前記ドラッグ操作の開始位置を含む領域である主停止領域と、前記ドラッグ操作の開始位置を含まない領域である動作領域と、を有し、
前記動作速度決定処理は、前記ドラッグ操作の操作位置が前記主停止領域に位置している場合には前記ロボットの動作速度を0にし前記ドラッグ操作の操作位置が前記動作領域に位置している場合には前記スライド距離に基づいて前記ロボットの動作速度を決定する処理を含み、
前記領域設定部は、前記スライド距離を減少させるドラッグ操作である減速操作が行われた場合に、前記減速操作の操作速度が速くなるのにつれて前記バー領域の全長に対する前記主停止領域の割合を大きくするとともに前記動作領域の割合を小さくする処理を行うことができる、
請求項7又は8に記載のロボット操作装置。 - 前記バー領域は、前記ドラッグ操作の開始位置を含む領域である主停止領域と、前記ドラッグ操作の開始位置を含まない領域である動作領域と、を有し、
前記領域設定部は、前記スライド距離が所定距離以上となった場合に、前記ドラッグ操作の開始位置を含まない領域である補助停止領域を、そのドラッグ操作の操作位置に近接させて設定することができ、
前記動作速度決定処理は、前記ドラッグ操作の操作位置が前記主停止領域又は前記補助停止領域に位置している場合には前記ロボットの動作速度を0にし、前記ドラッグ操作の操作位置が前記動作領域に位置している場合には前記スライド距離に基づいて前記ロボットの動作速度を決定する処理を含んでいる、
請求項7又は8に記載のロボット操作装置。 - 前記速度図形は、前記ドラッグ操作の開始位置を基点として前記スライド距離に応じて直線状に伸縮するものである、
請求項1から5のいずれか一項に記載のロボット操作装置。 - 前記動作指令生成部は、前記操作検出部で検出した前記ドラッグ操作の操作方向が第1方向である場合に前記ロボットの駆動軸又は駆動軸の組み合わせによる前記ロボットの動作態様を第1動作態様に決定し、前記ドラッグ操作の操作方向が第2方向である場合に前記ロボットの動作態様を第2動作態様に決定する動作態様決定処理を行うことができる、
請求項1から11のいずれか一項に記載のロボット操作装置。 - 前記表示制御部は、前記操作検出部が前記タッチ操作を検出した場合に、前記第1方向を示す第1方向図形と前記第2方向を示す第2方向図形とを前記ディスプレイに表示させる方向図形表示処理を行うことができる、
請求項12に記載のロボット操作装置。 - 前記第1方向と前記第2方向とは直交しており、
前記方向図形表示処理は、前記第1方向図形と前記第2方向図形とを直交させて前記ディスプレイに表示させる処理を含んでいる、
請求項13に記載のロボット操作装置。 - 前記動作速度決定処理は、前記スライド距離に比例して段階的に前記ロボットの動作速度を大きくする処理である、
請求項1から14のいずれか一項に記載のロボット操作装置。 - 前記動作速度決定処理は、前記ドラッグ操作のスライド距離に比例して連続的に前記ロボットの動作速度を大きくする処理である、
請求項1から15のいずれか一項に記載のロボット操作装置。 - ユーザからのタッチ操作及びドラッグ操作の入力を受けるタッチパネルと、
図形の表示が可能なディスプレイと、
前記タッチパネルに対する前記タッチ操作及び前記ドラッグ操作を検出可能な操作検出部と、
前記操作検出部の検出結果に基づいてロボットを動作させるための動作指令を生成する動作指令生成部と、
前記ディスプレイの表示内容を制御する表示制御部と、
を備えるロボット操作装置に組み込まれたコンピュータに実行されるロボット操作プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記操作検出部で検出されたドラッグ操作の開始位置から現在位置までの距離であるスライド距離に基づいて前記ロボットの動作速度を決定する動作速度決定処理と、
前記スライド距離と前記ロボットの動作速度とを相関させて前記スライド距離の変化に伴って形態が変化する速度図形を前記ディスプレイに表示させる速度図形表示処理と、
を実行させることができるロボット操作プログラム。
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