JP2642745B2 - 工業用ロボット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、制御装置をリモート操作する操作ボックス
を有する工業用ロボットに係り、オペレータの熟練レベ
ルに応じて操作ボックスの機能と表示を規制し操作性及
び安全性を向上させた工業用ロボットに関する。

「従来の技術」 従来、塗装や溶接等の作業を人間に代わって行う自動
機として、動作プログラムを変更することにより多様な
ワークにフレキシブルに対応可能な工業用ロボットが用
いられている。

このような工業用ロボットには、特にリモート教示を
行う教示・再生型のものには、オペレータがロボット本
体の動き等を確認しながら自由な位置より操作できるよ
うに、制御装置にフレキシブルなケーブルにより接続さ
れ制御装置をリモート操作するためのハンディータイプ
の操作ボックスが設けられている。

そして、工業用ロボットの多機能化に伴って、このよ
うな操作ボックスにも小型であって多数の機能が操作で
きるものが用いられている。

例えば、複数のファンクションスイッチと、その時点
で各ファンクションスイッチの押釦により実行できる機
能名称の羅列（以下、メニューと称する。）及び操作ガ
イダンスを表示する表示部を有するもので、メニューを
切り替えることによりこれに対応して各ファンクション
スイッチにより実行できる機能が切り替わるようにし
て、限られた数のファンクションスイッチにより多くの
機能が実行できるようにした方式のものが用いられてい
る。

「発明が解決しようとする課題」 ところが、上記のように多種多様な機能が操作できる
ようになってくると、基本的な機能のみを使う初心者に
とっては、残りの機能の表示が混乱の原因となり操作が
難しくなるばかりか、誤って別の機能を選択して実行さ
せてしまうことがあった。

このような誤操作は、ロボット本体の動作がともなう
操作におけるものに限らず、動プログラムの編集等の操
作におけるものであっても、誤って編集された動作プロ
グラムがその後再生に使用されロボット本体が予想しな
い動作を行う可能性があるので事故の原因となるもので
あり、安全の見地からもその発生を防止することが必要
であった。

また、操作の過程で必ず操作ボックスの表示部に表示
される操作ガイダンスは、熟練したオペレータにとって
は冗長であり、かえって操作を難しくするものであっ
た。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであ
って、オペレータの熟練レベルに応じて、操作ボックス
からリモート操作できる機能及び操作ボックスに表示さ
れる操作ガイダンスを規制することができる工業用ロボ
ットを提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」 本発明の工業用ロボットは、ロボット本体と、該ロボ
ット本体を制御する制御装置と、該制御装置を機能別に
リモート操作するための操作ボックスとを備えた工業用
ロボットにおいて、 前記操作ボックスは、オペレータの熟練レベルを登録
する設定手段と、該操作ボックスになされる機能選択操
作に対して、前記熟練レベルの登録データに応じて特定
の機能の選択のみを受け入れる選択許可手段とを有する
ことを特徴とする工業用ロボット。

また、前記操作ボックスには、前記機能選択操作をす
るための複数のファンクションスイッチと、該ファンク
ションスイッチに隣接して配され、各ファンクションス
イッチにより選択できる機能と操作ガイダンスとをそれ
ぞれ表示する表示部と、該表示部に前記特定の機能だけ
を選択的に表示させるとともに、前記登録データに応じ
て操作ガイダンスを表示させる表示許可手段とが設けら
れていることを特徴としている。

「作用」 本発明の工業用ロボットの操作ボックスには、オペレ
ータの熟練レベルを登録する設定手段と、操作ボックス
になされる機能選択操作に対して、前記熟練レベルに応
じて特定の機能の選択のみを受け入れる選択許可手段と
が設けられている。

このため、前記選択許可手段により、登録された熟練
レベルのデータが初心者を表すものであれば基本的な機
能以外は受け付けないようにし、そのデータの熟練者を
表すものである場合に限り基本的な機能以外も受け付け
るようにして、初心者が誤って別の機能を選択してもそ
れが実行されないようにすることができる。

また、前記操作ボックスに設けられた表示部は、前記
選択許可手段により選択が許可されている特定の機能の
みを表示するので、前記登録データが初心者を表すもの
である場合には、基本的な機能以外は表示されず初心者
を不要に混乱させることがない。

さらに、前記表示部には、熟練レベルに応じて操作ガ
イダンスが表示される。このため、初心者は十分な説明
を受けながら容易に操作することができ、一方、熟練者
は冗長な説明を受けることなく各種機能をすばやく操作
することができる。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を第１図〜第８図により説明
する。

第１図は、本発明の一実施例である教示・再生型の塗
装用ロボットを示すものである。

図において符号１は、ロボット本体を示している。ロ
ボット本体１は、例えば６自由度を有する関節型のもの
で、後述する制御装置２により制御されて、手首の先端
に取り付けられた塗装ガン1aをワークに対して多次元的
に移動させて塗装作業をするものである。

また、符号２は制御装置を示している。制御装置２
は、教示され内部に記憶された動作プログラムに従って
ロボット本体を１を制御してワークの形状に応じた作業
を行わせるという基本的な機能（いわゆる、“教示",
“再生”の機能）の他に、動作プログラムの編集等の多
種多様な付加機能をも有するものである。

この制御装置２には、ハンディータイプの操作ボック
ス３が接続されている。操作ボックス３は、オペレータ
がロボット本体１の動き等を確認しながら自由な位置よ
り操作できるように、フレキシブルなケーブルにより接
続されて制御装置を機能別にリモート操作するものであ
る。

以下、第２図〜第８図により、この操作ボックス３に
ついて詳細に説明する。

第２図は操作ボックス３の正面図であり、第３図は操
作ボックス３の構成を説明するためのブロック図であ
る。

第２図に示すように、操作ボックス３の正面パネル3a
には、スイッチ群４と、ファンクションスイッチ群５
と、表示部６と、非常停止スイッチ７とが設けられてい
る。

ここで、スイッチ群４は各機能の選択がなされている
状態でその機能における各種操作を行うためのものであ
る。

また、ファンクションスイッチ群５は、本実施例の場
合六つのスイッチF1〜F6よりなり、操作しようとする機
能を設定するためのもので、後述する機能メニューが切
り替わることによりこれに対応して各スイッチにより選
択できる機能が切り替わり、多種多様な機能がこの六つ
のスイッチF1〜F6により選択できるようになっている。
また、ファンクションスイッチ群５の中でF1とF2は操作
の開始時点等においてオペレータの熟練レベルの設定手
段としても機能するもので、第６図に示すような表示が
為されている時に、F1を押釦すれば初心者としてF2を押
釦すれば熟練者として登録することができる。

また、表示部６は、例えばプログラムN.O.あるいは動
作モード等の操作内容の他に、例えば第５図に示すよう
に、その時点で各ファンクションスイッチF1〜F6の押釦
により実行できる機能名称の羅列（以下、機能メニュー
と称する。）や、操作ガイダンスを表示するものであ
る。

この表示部６は、前記機能メニューをその表示位置が
ファンクションスイッチF1〜F6に対応するように表示す
るようになっており、例えば第５図に示すような機能メ
ニューが表示されている状態においてファンクションス
イッチF3を押釦すれば管理機能が選択されるようになっ
ている。

なお、ここで、該当する位置に機能名称が表示されて
いないファンクションスイッチは、後述するようにその
時点では無効であり、押釦してもいかなる動作も実行さ
れないようになっている。

また、第３図において符号８で示すものは、操作ボッ
クス３の主制御部である。主制御部８は、上述したスイ
ッチ群4,ファンクションスイッチ５及び非常停止スイッ
チ７からの信号を受けて、これらの信号に応じて、所定
の信号を制御装置２に出力するとともに、オペレータの
熟練レベルにかかわらず表示部６に前記機能メニュー等
を表示させるための信号を出力するものである。

また、この主制御部８は、前述したファンクションス
イッチ５による熟練レベルの登録操作を受けてメモリ９
に信号を出力し、オペレータが“初心者”であるか“熟
練者”であるかの情報をメモリ９に記憶させるようにな
っている。

また、ファンクションスイッチ群５と主制御部８との
信号ラインの途上には選択許可手段10が設けられてい
る。選択許可手段10は、メモリ９からの信号を受けて、
メモリ９に登録された熟練レベルのデータにより特定の
ファンクションスイッチの押釦の信号のみを主制御部８
に伝達するもので、そのデータが初心者を表すものであ
れば基本的な機能に対応するファンクションスイッチか
らの信号のみを、そのデータが熟練者を表すものである
場合に限り他のファンクションスイッチの信号も主制御
部８に伝達する。

また、表示部６と主制御部８との信号ラインの途上に
は表示許可手段11が設けられている。表示許可手段11
は、メモリ９からの信号を受けて、メモリ９に登録され
た熟練レベルのデータに応じて主制御部８からの信号の
中で特定の信号のみを表示部６に伝達することにより表
示部の表示内容を規制するものである。すなわち、機能
メニューの表示は、前記選択許可手段10により受付可能
となっているファンクションスイッチに対応するものに
ついてのみ行われるようにし、また、そのデータが熟練
者を表すものである場合には、操作ガイダンスの表示が
制限されるようにする。

そして、この操作ボックス３は、主制御部８によりそ
の全体を制御され、第４図のフローチャートに示すよう
に、最初に前記熟練レベルの登録を受付けた後制御装置
２のリモート操作手段として動作するようになってい
る。

上記のように構成された工業用ロボットによれば、操
作ボックス３により制御装置２を操作することにより、
ロボット本体１を動作させながら行うリモート教示や、
教示された動作プログラム従ってロボット本体１に所望
の塗装作業を行わせる再生動作や、動作プログラムの編
集（例えば後述するデータ操作）等の各種機能を実行さ
せることができる。

そして、これらの操作はオペレータの熟練レベルが登
録された上で行われ、操作の過程において、操作ボック
ス３はこの登録データに応じてファンクションスイッチ
群５の中で特定のスイッチのみしかその押釦を受け付け
ないし、また有効なファンクションスイッチに対応する
機能名称だけの機能メニューを表示するとともに、操作
ガイダンスの表示を制限する。

具体的には、例えばオペレータが管理機能を選択して
操作する場合には、第４図のフローチャートに示すよう
に、以下のステップSP1〜SP8の動作を操作ボックスが３
が行う。

［ステップSP1］ 第６図に示すような操作ガイダンス及び機能メニュー
を表示部６に表示する。そして、ファンクションスイッ
チF1が押釦されれば初心者として、ファンクションスイ
ッチF3が押釦されれば上級者として、熟練レベルをメモ
リ９に記憶し、ステップSP2に進む。なお、ここで、他
のファンクションスイッチF2,F4〜F6の押釦は無効とし
て受け付けない。また、ファンクションスイッチF1又は
F3の押釦がなければ、このステップで動作の進行を停滞
させる。

［ステップSP2］ 第５図に示すような操作ガイダンス及び機能メニュー
を表示部６に表示する。そして、ファンクションスイッ
チF1が押釦されれば教示機能が、ファンクションスイッ
チF2が押釦されれば再生機能が、ファンクションスイッ
チF3が押釦されれば管理機能が選択されたとして、それ
ぞれの機能が操作できる状態になる。なお、ここで、他
のファンクションスイッチF4〜F5の押釦は無効として受
け付けない。この場合、ファンクションスイッチF3が押
釦され、ステップSP3に進む。

［ステップSP3］ 前記熟練レベルの登録データが初心者の場合にはステ
ップSP4に進み、熟練者の場合にはステップSP6に進む。

［ステップSP4］ 第７図に示すように、前述した表示許可手段11の動作
により、管理機能の中の基本的な機能であるデータ操作
機能のみが機能メニューとして表示され、また前述した
選択許可手段10の動作によりデータ操作のみが選択可能
な状態となり、ステップSP5に進む。ここで、データ操
作とは、ロボット本体１の動作プログラムを構成する位
置データの複写あるいは削除を行う機能である。

［ステップTP5］ ファンクションスイッチF4が押釦されれば、データ操
作が選択されてその実行が可能な状態となり、ステップ
SP8に進む。また、ファンクションスイッチF6が押釦さ
れれば、管理機能の操作が終了したとして、例えばステ
ップSP2に戻る。なお、ここで、前述した選択許可手段1
0の動作により他のファンクションスイッチF1〜F3,F5の
押釦は無効として受け付けない。

［ステップSP6］ 第８図に示すように、前述した表示許可手段11の動作
により、管理機能の中のデータ操作以外の機能である環
境設定機能,I/O設定機能，システム設定機能も機能メニ
ューとして表示され、また前述した選択許可手段10の動
作によりこれらの機能も選択可能な状態となり、ステッ
プSP7に進む。ここで、環境設定機能とはロボット本体
１にて塗装を行うワークの設定方法を登録する機能、I/
O設定機能は制御装置２に対してI/O（入出力）の点数を
設定する機能、また、システム設定機能はロボット本体
１の制御に必要なパラメータを設定する機能である。

［ステップSP7］ ファンクションスイッチF1〜F4が押釦されれば、それ
ぞれ環境設定機能,I/O設定機能，システム設定機能及び
データ操作機能が可能な状態とし、ステップSP8に進
む。また、ファンクションスイッチF6が押釦されれば、
管理機能の操作が終了したとして、例えばステップSP2
に戻る。なお、ここでも、他のファンクションスイッチ
F5の押釦は無効として受け付けない。

［ステップSP8］ オペレータがスイッチ群４を操作することによりステ
ップSP5あるいはステップSP7において設定された機能に
関する操作を受け付けこの動作を実行させるための信号
を主制御部８が制御装置２に送る。

本実施例の工業用ロボットによれば、オペレータの熟
練レベルに応じて操作ボックス３からリモート操作でき
る機能を規制することができるので、初心者が誤って別
の機能を実施し、例えば重要な設定が変更されてしまう
等の不具合を防止することができるという効果がある。

また、操作ボックス３の表示部６には、オペレータの
熟練度に応じて、その機能名称の数が必要と最小限とさ
れた機能メニューが表示されるので、オペレータを混乱
させることなくその精神的負担を軽減することができ
る。

また、熟練者として登録すれば、操作ガイダンスが制
限され冗長な説明が行われないので、熟練のオペレータ
は所定の機能をすばやく操作して実行させることができ
る。

さらに、本実施例の場合ファンクションスイッチが熟
練レベルの設定手段として兼用されているため、設定手
段としてあらたにスイッチ等を設けるのに比べ操作ボッ
クスが小型になっている。

なお、上記実施例では、操作ボックスにおいて、メモ
リ9,選択許可手段10,表示許可手段11が主制御部８とは
独立した構成となっているが、特にこれに限るものでな
く、例えば、主制御部８がこれらの機能をも果たすよう
な構成、すなわちメモリ9,選択許可手段10,表示許可手
段11及び主制御部８が混然一体をなすものであってもよ
い。

「発明の効果」 本発明の工業用ロボットによれば、オペレータの熟練
レベルに応じて操作ボックスからリモート操作できる機
能を規制することができるので、初心者が誤って別の機
能を実施し、例えば重要な設定が変更されてしまう等の
不具合を防止することができるという効果がある。

また、操作ボックスの表示部には、オペレータの熟練
度に応じて、その機能名称の数が必要最小限とされた機
能メニューが表示されるので、オペレータを混乱させる
ことなくその精神的負担を軽減することができる。

さらに、熟練者として登録すれば、操作ガイダンスが
制限され冗長な説明が行われないので、熟練のオペレー
タは所定の機能をすばやく操作して実行させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】 第１図〜第８図は本発明の実施例を示す図であって、第
１図は工業用ロボットの全体構成を示す斜視図、第２図
は操作ボックスの正面図、第３図は操作ボックスの構成
を説明するためのブロック図、第４図は操作ボックスの
動作を示すフローチャート図、第５図，第６図，第７
図，第８図はそれぞれ操作ボックスの表示部の表示例を
示す図である。 １……ロボット本体、２……制御装置、３……操作ボッ
クス、５……ファンクションスイッチ（設定手段）、10
……選択許可手段、11……表示許可手段。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロボット本体と、該ロボット本体を制御す
   る制御装置と、該制御装置を機能別にリモート操作する
   ための操作ボックスとを備えた工業用ロボットにおい
   て、 前記操作ボックスは、オペレータの熟練レベルを登録す
   る設定手段と、該操作ボックスになされる機能選択操作
   に対して、前記熟練レベルの登録データに応じて特定の
   機能の選択のみを受け入れる選択許可手段とを有するこ
   とを特徴とする工業用ロボット。
2. 【請求項２】前記操作ボックスには、前記機能選択操作
   をするための複数のファンクションスイッチと、該ファ
   ンクションスイッチに隣接して配され、各ファンクショ
   ンスイッチにより選択できる機能と操作ガイダンスとを
   それぞれ表示する表示部と、該表示部に前記特定の機能
   だけを選択的に表示させるとともに、前記登録データに
   応じて操作ガイダンスを表示させる表示許可手段とが設
   けられていることを特徴とする請求項１記載の工業用ロ
   ボット。