JP2018171682A - ロボットシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】リードスルーティーチ可能なロボットにおいて複雑な動作プログラムを簡易に教示する。【解決手段】ロボット２と、ロボットを制御する制御装置３と、制御装置に接続された可搬式の教示操作盤５と、ロボットに取り付けられるとともに制御装置に接続されたティーチハンドル４とを備え、教示操作盤に、教示操作盤によるロボットの動作を許可する第１イネーブルスイッチ７が設けられ、ティーチハンドルに、ティーチハンドルによるロボットの動作を許可する第２イネーブルスイッチ６が設けられ、制御装置は、第１イネーブルスイッチがオフ状態で第２イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられたときにのみ、ティーチハンドルによるロボットの動作を可能とし、第２イネーブルスイッチがオフ状態で第１イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられたときにのみ、教示操作盤によるロボットの動作を可能とするロボットシステム１を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットシステムに関するものである。
従来、ロボットの手首先端に取り付けたティーチハンドルをユーザが把持してティーチハンドルに加えた力によってロボットを動かしながら教示作業を行う、いわゆるリードスルーティーチが可能なロボットシステムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このロボットシステムでは、ティーチハンドル上にデッドマンスイッチを設け、ロボットの制御装置にティーチハンドルを用いたリードスルーティーチの有効または無効を切り替える切替スイッチを設け、切替スイッチが有効に切り替えられてデッドマンスイッチが押されている状態でリードスルーティーチが可能となり、デッドマンスイッチが押されていない状態でロボットへの電力供給を遮断している。
特開平９−６２３３４号公報
しかしながら、ティーチハンドル上に教示に必要な全ての機能を持たせることは困難であり、複雑な動作プログラムを教示することができないという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、リードスルーティーチ可能なロボットにおいて複雑な動作プログラムを簡易に教示することができるロボットシステムを提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、ロボットと、該ロボットを動作プログラムに従って制御する制御装置と、該制御装置に接続され前記動作プログラムの教示操作を行うための可搬式の教示操作盤と、前記ロボットに取り付けられるとともに前記制御装置に接続されリードスルーティーチを行うためのティーチハンドルとを備え、前記教示操作盤に、該教示操作盤を掴んだ状態でオン状態に切り替えられ、該教示操作盤の手動操作による前記ロボットの動作を許可する第１イネーブルスイッチが設けられ、前記ティーチハンドルに、該ティーチハンドルを掴んだ状態でオン状態に切り替えられ、該ティーチハンドルによる前記ロボットの動作を許可する第２イネーブルスイッチが設けられ、前記制御装置は、前記第１イネーブルスイッチがオフ状態で前記第２イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられたときにのみ、前記ティーチハンドルによる前記ロボットの動作を可能とし、前記第２イネーブルスイッチがオフ状態で前記第１イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられたときにのみ、前記教示操作盤による前記ロボットの動作を可能とするロボットシステムを提供する。
本態様によれば、第１イネーブルスイッチおよび第２イネーブルスイッチが両方ともオフ状態で、操作者が教示操作盤を掴むことにより第１イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられると、教示操作盤の手動操作によるロボットの動作が許可され、操作者は教示操作盤を手動操作してロボットを動作させながら動作プログラムの教示操作を行うことができる。同様に、第１イネーブルスイッチおよび第２イネーブルスイッチが両方ともオフ状態で、操作者がティーチハンドルを掴むことにより第２イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられると、ティーチハンドルによるロボットの動作が許可され、操作者はティーチハンドルに加えた力によってロボットを動作させながら動作プログラムの教示操作を行うことができる。
これにより、操作者が教示操作盤を用いて教示操作を行っている状態で、ティーチハンドルが掴まれて第２イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられてもティーチハンドルによるロボットの動作は許可されない。また、操作者がティーチハンドルを用いて教示操作を行っている状態で教示操作盤が掴まれて第１イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられても教示操作盤によるロボットの動作は許可されない。
すなわち、本態様によれば、ティーチハンドルを用いてリードスルーティーチを実施して、動作プログラムを直感的に教示することができるとともに、教示操作盤を用いて複雑な動作プログラムを簡易に教示することができる。この場合に、ティーチハンドルまたは教示操作盤のいずれかのみによりロボットの動作が許可されることにより、両者によるロボットの動作が同時に行われてしまうことを防止することができる。
上記態様においては、前記制御装置が、前記教示操作盤による操作または前記ティーチハンドルによる操作を択一的に選択する選択スイッチを備え、該選択スイッチにより前記教示操作盤が選択されている状態で前記第１イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられたときに、前記教示操作盤による前記ロボットの動作を可能とし、前記選択スイッチにより前記ティーチハンドルが選択されている状態で前記第２イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられたときに、前記ティーチハンドルによる前記ロボットの動作を可能としてもよい。
このようにすることで、操作者が選択スイッチによって教示操作盤を選択しているときにのみ、教示操作盤を掴んで第１イネーブルスイッチをオン状態に切り替えることにより、教示操作盤によりロボットを動作させることができ、操作者が選択スイッチによってティーチハンドルを選択しているときにのみ、ティーチハンドルを掴んで第２イネーブルスイッチをオン状態に切り替えることにより、ティーチハンドルによりロボットを動作させることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットと、該ロボットを動作プログラムに従って制御する制御装置と、該制御装置に接続され前記動作プログラムの教示操作を行うための可搬式の教示操作盤と、前記ロボットに取り付けられるとともに前記制御装置に接続されリードスルーティーチを行うためのティーチハンドルとを備え、前記教示操作盤に、該教示操作盤を掴んだ状態でオン状態に切り替えられ、該教示操作盤の手動操作による前記ロボットの動作を許可する第１イネーブルスイッチが設けられ、前記ティーチハンドルに、該ティーチハンドルを掴んだ状態でオン状態に切り替えられ、該ティーチハンドルによる前記ロボットの動作を許可する第２イネーブルスイッチが設けられ、前記教示操作盤が前記制御装置に着脱可能に設けられ、前記制御装置が、該制御装置への前記教示操作盤の着脱状態を検出するセンサを備えるとともに、該センサにより前記教示操作盤が取り付けられていることが検出されている状態で前記第１イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられたときに、前記教示操作盤のみによる前記ロボットの動作を可能とし、前記センサにより前記教示操作盤が取り外されていることが検出されている状態で前記第２イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられたときに、前記ティーチハンドルのみによる前記ロボットの動作を可能とするロボットシステムを提供する。
このようにすることで、教示操作盤が制御装置に取り付けられていないことがセンサにより検出された場合には、操作者がティーチハンドルを掴んで第２イネーブルスイッチをオン状態に切り替えることにより、ティーチハンドルのみによりロボットを動作させることができる。一方、教示操作盤が制御装置に取り付けられたことがセンサによって検出された場合には、操作者が教示操作盤を掴んで第１イネーブルスイッチをオン状態に切り替えることにより、教示操作盤のみによりロボットを動作させることができる。
また、上記態様においては、前記制御装置は、前記第１イネーブルスイッチおよび前記第２イネーブルスイッチが両方ともオン状態に切り替えられた時点で、前記ロボットへの動力を遮断してもよい。
このようにすることで、操作者が、ティーチハンドルを掴んで第２イネーブルスイッチをオン状態に切り替えることにより、ティーチハンドルを用いてロボットを動作させている状態で、他の操作者等が教示操作盤を掴んで第１イネーブルスイッチをオン状態に切り替えた時点で、ロボットへの動力が遮断され、ロボットが緊急停止させられる。逆の場合も同様である。これにより、教示操作盤またはティーチハンドルの一方によるロボットの動作中に、他方によるロボットの動作が発生することを防止することができる。
本発明によれば、リードスルーティーチ可能なロボットにおいて複雑な動作プログラムを簡易に教示することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係るロボットシステムを示す全体構成図である。 図１のロボットシステムを示すブロック図である。 図１のロボットシステムの動作を説明するフローチャートである。 図１のロボットシステムの第１の変形例を示す全体構成図である。 図１のロボットシステムの第２の変形例を示す全体構成図である。
本発明の一実施形態に係るロボットシステム１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るロボットシステム１は、図１に示されるように、ロボット２と、該ロボット２を制御する制御装置３と、ロボット２の手首に備えられたティーチハンドル（以下、ＴＨとも言う。）４と、制御装置３に接続された可搬式の教示操作盤（以下、ＴＰとも言う。）５とを備えている。また、制御装置３は、図２に示されるように、ロボット２に動力（電力）を供給する電源１０と、該電源１０からロボット２への動力の供給を遮断可能な動力遮断部１１とを備えている。
ロボット２は、任意の形式のものでよいが、図１に示す例では、垂直多関節型ロボットである。
ティーチハンドル４は、操作者Ａが把持して力を加えることにより、加えた力の方向にロボット２を動作させることを可能にするものであり、操作者Ａがロボット２の先端位置を直接的に移動させて教示を行う、いわゆるリードスルーティーチを行うことを可能にしている。
ティーチハンドル４には、該ティーチハンドル４を操作者Ａが握ることにより、オン状態に切り替えられるデッドマンスイッチ（ＤＳ：第２イネーブルスイッチ）６が備えられている。また、ティーチハンドル４は、操作者Ａがロボット２の先端を移動させた位置で押下されることにより、その位置を教示点として記憶するスイッチ等、１以上の操作部（図示略）を備えている。
教示操作盤５は、該教示操作盤５を操作者Ａが掴むことにより、オン状態に切り替えられるデッドマンスイッチ（ＤＳ：第１イネーブルスイッチ）７と、複数の操作キー８と、液晶ディスプレイのような表示部９とを備えている。操作者Ａがデッドマンスイッチ７を握った状態で、操作キー８を操作することにより、ロボット２を移動させ、位置の教示、入出力信号の設定、速度設定およびプログラムのジャンプ先設定等の複雑な動作プログラムの教示を行うことができるようになっている。
本実施形態に係るロボットシステム１においては、ティーチハンドル４および教示操作盤５の２つの操作手段が存在するため、ティーチハンドル４または教示操作盤５のいずれか、先にデッドマンスイッチ６，７が押された方の操作手段によるロボット２の動作が許可されるようになっている。
すなわち、ティーチハンドル４のデッドマンスイッチ６および教示操作盤５のデッドマンスイッチ７がいずれもオフ状態で、操作者Ａが教示操作盤５を掴むことにより教示操作盤５に備えられているデッドマンスイッチ７がオン状態に切り替えられたときには、教示操作盤５のみによりロボット２の動作が許可されるようになっている。そして、教示操作盤５を用いたロボット２の動作中に教示操作盤５のデッドマンスイッチ７がオフ状態に切り替えられたときには、ロボット２に供給する動力を遮断するようになっている。
一方、ティーチハンドル４のデッドマンスイッチ６および教示操作盤５のデッドマンスイッチ７がいずれもオフ状態で、操作者Ａがティーチハンドル４を掴むことによりティーチハンドル４に備えられているデッドマンスイッチ６がオン状態に切り替えられたときには、ティーチハンドル４のみによりロボット２の動作が許可されるようになっている。そして、ティーチハンドル４を用いたロボット２の動作中にティーチハンドル４のデッドマンスイッチ６がオフ状態に切り替えられたときには、ロボット２に供給する動力を遮断するようになっている。
また、本実施形態に係るロボットシステム１においては、制御装置３は、教示操作盤５およびティーチハンドル４の両方のデッドマンスイッチ６，７がいずれもオン状態となった時点で、動力遮断部１１を制御してロボット２に供給する動力を遮断するようになっている。
このように構成された本実施形態に係るロボットシステム１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係るロボットシステム１を用いてロボット２の動作プログラムを教示するには、図３に示されるように、操作者Ａはティーチハンドル４または教示操作盤５のいずれかを選択する。
初期状態では、教示操作盤５およびティーチハンドル４の両方のデッドマンスイッチ６，７はオフ状態であり、操作者Ａによって教示操作盤５が掴まれることにより、教示操作盤５のデッドマンスイッチ７がオン状態に切り替わったか否かが判定される（ステップＳ１）。デッドマンスイッチ７がオン状態に切り替わった場合には、ティーチハンドル４が掴まれることによりデッドマンスイッチ６がオン状態に切り替わったか否かが判定される（ステップＳ３）。デッドマンスイッチ６がオフ状態の場合には、教示操作盤５によるロボット２の動作が許可される（ステップＳ５）ので、操作者Ａは教示操作盤５を操作しながらロボット２の動作プログラムを教示することができる。
ステップＳ１において、教示操作盤５のデッドマンスイッチ７がオフ状態の場合には、ティーチハンドル４が掴まれることによりデッドマンスイッチ６がオン状態に切り替わったか否かが判定される（ステップＳ２）。デッドマンスイッチ６がオン状態に切り替わった場合にはティーチハンドル４によるロボット２の動作が許可される（ステップＳ６）ので、操作者Ａはティーチハンドル４を操作しながらロボット２の動作プログラムを教示することができる。
ステップＳ１において教示操作盤５のデッドマンスイッチ７がオフ状態、かつ、ステップＳ２においてティーチハンドル４のデッドマンスイッチ６がオフ状態の場合、動力遮断部１１によって電源１０からの動力を遮断し、ロボット２を動作させることはできない（ステップＳ４）。
ステップＳ１において教示操作盤５のデッドマンスイッチ７がオン状態、かつ、ステップＳ３においてティーチハンドル４のデッドマンスイッチ６がオン状態の場合、動力遮断部１１によって電源１０からの動力を遮断し、ロボット２を動作させることはできない（ステップＳ４）。
このように、本実施形態に係るロボットシステム１によれば、操作者Ａが教示操作盤５またはティーチハンドル４のいずれかを選択して教示操作を行うことができる。したがって、ティーチハンドル４を用いた直感的な教示操作の他、教示操作盤５を用いた複雑な動作プログラムの教示を行うこともできる。
そして、本実施形態に係るロボットシステム１によれば、教示操作盤５とティーチハンドル４の２つの操作手段を備えることにより発生する不都合、すなわち、両方の操作手段によって同時にロボット２を動作させることができてしまう状況の発生を確実に防止することができる。
つまり、操作者Ａが最初に掴むことにより選択した教示操作盤５あるいはティーチハンドル４のいずれかのみを操作手段として使用してロボット２の教示操作を行うことができる。
すなわち、最初に教示操作盤５を掴んだ場合には教示操作盤５のみによって教示操作が可能であり、ティーチハンドル４を用いた教示操作を行うことができない。逆に、最初にティーチハンドル４を掴んだ場合にはティーチハンドル４のみによって教示操作が可能であり、教示操作盤５を用いた教示操作を行うことができない。
さらに、本実施形態に係るロボットシステム１によれば、いずれかの操作手段を用いた教示操作中に、他方の操作手段のデッドマンスイッチ６，７もオン状態に切り替わった場合には、動力を遮断することにより、いずれの操作手段によっても操作できなくなる。その結果、両方の操作手段によって同時にロボット２を動作させることができてしまう状況の発生をより確実に防止することができるという利点がある。
なお、本実施形態においては、操作者Ａが教示操作盤５またはティーチハンドル４のどちらを掴むかによってロボット２の動作を許可する操作手段を決定したが、これに代えて、図４に示されるように、制御装置３に切替スイッチ（選択スイッチ）１２を備え、該切替スイッチ１２の操作によって教示操作盤５またはティーチハンドル４のいずれを用いるかを決定してもよい。
この場合には、例えば、切替スイッチ１２によって教示操作盤５を選択しておけば、最初にティーチハンドル４のデッドマンスイッチ６がオン状態に切り替えられても、ティーチハンドル４によるロボット２の動作は許可されず、教示操作盤５のみによってロボット２を動作させることができる。逆も同様である。
また、これに代えて、図５に示されるように、教示操作盤５をコネクタ１３により着脱可能に制御装置３に取り付けられるようにするとともに、教示操作盤５の着脱状態を検出する図示しないセンサを備えていてもよい。
教示操作盤５が制御装置３に取り付けられたことがセンサにより検出された場合には、教示操作盤５によるロボット２の操作のみが許可され、ティーチハンドル４のデッドマンスイッチ６がオン状態に切り替えられてもティーチハンドル４によるロボット２の動作は許可されない。
一方、教示操作盤５が制御装置３から取り外されたことがセンサにより検出された場合には、ティーチハンドル４によるロボット２の操作のみが許可される。
１ ロボットシステム
２ ロボット
３ 制御装置
４ ティーチハンドル
５ 教示操作盤
６ デッドマンスイッチ（第２イネーブルスイッチ）
７ デッドマンスイッチ（第１イネーブルスイッチ）
１２ 切替スイッチ（選択スイッチ）

Claims (4)

  1. ロボットと、該ロボットを動作プログラムに従って制御する制御装置と、該制御装置に接続され前記動作プログラムの教示操作を行うための可搬式の教示操作盤と、前記ロボットに取り付けられるとともに前記制御装置に接続されリードスルーティーチを行うためのティーチハンドルとを備え、
    前記教示操作盤に、該教示操作盤を掴んだ状態でオン状態に切り替えられ、該教示操作盤の手動操作による前記ロボットの動作を許可する第１イネーブルスイッチが設けられ、
    前記ティーチハンドルに、該ティーチハンドルを掴んだ状態でオン状態に切り替えられ、該ティーチハンドルによる前記ロボットの動作を許可する第２イネーブルスイッチが設けられ、
    前記制御装置は、前記第１イネーブルスイッチがオフ状態で前記第２イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられたときにのみ、前記ティーチハンドルによる前記ロボットの動作を可能とし、前記第２イネーブルスイッチがオフ状態で前記第１イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられたときにのみ、前記教示操作盤による前記ロボットの動作を可能とするロボットシステム。
  2. 前記制御装置が、前記教示操作盤による操作または前記ティーチハンドルによる操作を択一的に選択する選択スイッチを備え、該選択スイッチにより前記教示操作盤が選択されている状態で前記第１イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられたときに、前記教示操作盤による前記ロボットの動作を可能とし、前記選択スイッチにより前記ティーチハンドルが選択されている状態で前記第２イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられたときに、前記ティーチハンドルによる前記ロボットの動作を可能とする請求項１に記載のロボットシステム。
  3. ロボットと、該ロボットを動作プログラムに従って制御する制御装置と、該制御装置に接続され前記動作プログラムの教示操作を行うための可搬式の教示操作盤と、前記ロボットに取り付けられるとともに前記制御装置に接続されリードスルーティーチを行うためのティーチハンドルとを備え、
    前記教示操作盤に、該教示操作盤を掴んだ状態でオン状態に切り替えられ、該教示操作盤の手動操作による前記ロボットの動作を許可する第１イネーブルスイッチが設けられ、
    前記ティーチハンドルに、該ティーチハンドルを掴んだ状態でオン状態に切り替えられ、該ティーチハンドルによる前記ロボットの動作を許可する第２イネーブルスイッチが設けられ、
    前記教示操作盤が前記制御装置に着脱可能に設けられ、
    前記制御装置が、該制御装置への前記教示操作盤の着脱状態を検出するセンサを備えるとともに、該センサにより前記教示操作盤が取り付けられていることが検出されている状態で前記第１イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられたときに、前記教示操作盤のみによる前記ロボットの動作を可能とし、前記センサにより前記教示操作盤が取り外されていることが検出されている状態で前記第２イネーブルスイッチがオン状態に切り替えられたときに、前記ティーチハンドルのみによる前記ロボットの動作を可能とするロボットシステム。
  4. 前記制御装置は、前記第１イネーブルスイッチおよび前記第２イネーブルスイッチが両方ともオン状態に切り替えられた時点で、前記ロボットへの動力を遮断する請求項１から請求項３のいずれかに記載のロボットシステム。
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