JP3901772B2

JP3901772B2 - ロボットの教示操作方法

Info

Publication number: JP3901772B2
Application number: JP30202096A
Authority: JP
Inventors: 季宏谷川原; 泰木村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1996-11-13
Filing date: 1996-11-13
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2016-11-13
Also published as: JPH10146782A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、教示・再生型のロボットであって例えば溶接ロボット，塗装ロボット等の各種産業用のロボットに、ティーチングペンダントにより作業動作を教示するための操作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ロボットとワークとの干渉防止のためおよび作業スペース確保のために、ロボットはワークから一定の距離をあけて設置されている。そして、ワークに対応する作動内容をロボットに教示する場合、そのロボットの制御装置を直接操作する手段では正確な教示が難しいので、通常、ロボットの制御装置に対しデータ送受信可能なティーチングペンダント（動作のタイプや特性等を指定してロボットの動作を教示するために使用される携帯型デバイス）を用い、オペレータ等の作業者がそのティーチングペンダントを操作しながら教示操作を行なっている。
【０００３】
このティーチングペンダントを用いて教示を行なうロボットについては、種々提案されており、その一例である実開平２−１５２８４号に開示された技術の概要について以下に説明する。
この技術におけるティーチングペンダントは、▲１▼入力された信号に基づき複数の情報を複数の表示部分にそれぞれ表示する表示手段と、▲２▼その表示部分を、それらが表示する情報を読み取り可能に被覆するとともに、それらの表示部分にそれぞれ対応する部分への押圧を選択的に検知してその検知結果の信号を出力する押圧検知パネルと、▲３▼ロボットの作動教示に関する複数の情報に対応する信号を表示手段に入力し、押圧検知パネルが検知結果を出力すると、その信号に基づいて、その押圧パネルの押圧された部分に対応する表示手段に入力する信号を変更して、表示する情報を変更させる制御手段とを備えている。
【０００４】
このティーチングペンダントでは、制御手段が、ロボットの作動の教示に関する複数の情報に対応する信号を表示手段に入力し、表示手段が、その信号に基づいて複数の情報を複数の表示部分にそれぞれ表示する。
そして、オペレータ等の作業者が、入力された情報を読み取り、所要の情報を表示している表示部分を、押圧検知パネルの表示部分を被覆している部分を介して押圧すると、押圧検知パネルが検知結果の信号を出力し、制御手段が、押圧パネルの出力信号から、どの情報を表示している表示部分が押圧されたかを判別して、その情報に対応する信号をロボットの制御装置へ出力し、また、情報の内容に応じて表示手段に入力する信号を適宜に変更し、その表示する情報を変更している。
【０００５】
このようなティーチングペンダントを用いることによって、オペレータ等の作業者は、ロボットの作動教示に関する多数の情報を、押圧検知パネルを押圧することにより表示手段に選択的に表示させながら、ロボットに対し所望の作動内容を教示することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなティーチングペンダントを用いた教示操作手段では、予め入力された情報をもとに表示手段上の押圧検知パネルを押圧することによりロボットの作動教示を行なうことが可能で、作業者が熟練者の場合は容易に短時間で教示作業を行なえるが、未熟な作業者が作動教示を行なう場合、ロボットがどの部分（例えばベースやツール等）が前後・左右・上下の何れの方向に作動するものかを確認する必要があり、作業者が短時間で効率よく教示作業を行なえるようになるためには多くの時間と経験とが必要になるという課題がある。このため、操作経験によることなく単純な押圧操作でロボットの作動教示を行なえるようにすることが望まれている。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、単純な押圧操作またはタッチ操作により教示操作を行なえるようにして、ロボットの教示操作の簡易化およびティーチング時間の短縮をはかった、ロボットの教示操作方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の本発明のロボットの教示操作方法は、ロボットの制御装置に接続されて教示データを入力するためのティーチングペンダントに、タッチパネル付き表示画面である表示部を配置し、該ティーチングペンダントを用いて、可動部の移動（作動）を予め教示してから該教示データに基づいて再生動作を行なうロボットの教示操作方法であって、その表示部に、教示対象ロボットのグラフィック画像を表示し、そのロボットのグラフィック画像の作動方向を示す矢印をグラフィック画像の作動方向に合わせて表示するとともに、その教示対象ロボットの動作を指示するための複数のタッチキーをそれぞれ、該ロボットの作動方向に対応して該グラフィック画像の周囲に分散するように矢印の先に表示し、前記の教示対象ロボットのグラフィック画像及び矢印を参照しながら複数のタッチキーのうちの少なくとも１つを押圧操作もしくはタッチ操作することにより、ロボットに対する教示操作を行なうことを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の本発明のロボットの教示操作方法は、請求項１記載の本発明のロボットの教示操作方法において、該ロボットの座標系として、ベース座標系と関節座標系とツール座標系とをそなえていることを特徴としている。
【００１１】
上述の構成により、本発明のロボットの教示操作方法では、タッチパネル付き表示画面上に教示対象ロボットのグラフィック画像が表示され、その動作を把握しながらタッチキーを押圧またはタッチするという単純な操作だけで教示操作を容易に行なうことができる（請求項１）。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（Ａ）一実施形態の説明
図１は本発明の一実施形態に係るティーチングペンダントを示す斜視図、図２〜図９はいずれも本発明の一実施形態としてのロボットの表示操作方法を説明すべくティーチングペンダントにおけるグラフィック画面を示す図である。
【００１４】
図１に示すティーチングペンダント１は、片手で保持することが可能なものであり、本体２の中央部にタッチパネル付きカラー表示液晶画面（タッチパネル付き表示画面；以下、ＬＣＤと称す）３が配置され、その画面３上に表示される各種グラフィック画面のタッチキーに軽く触れることによって、各種機能の選択と操作とを行なうことが可能に構成されている。このティーチングペンダント１には、ＬＣＤ３上のタッチパネル（前述した各種タッチキー）からの押圧検知結果（タッチ検知結果）に応じて、ＬＣＤ３上におけるグラフィック画面の表示状態を後述のごとく適宜変更制御する表示コントローラ（図示省略）が内蔵されている。なお、本実施形態のティーチングペンダント１は、可動部（アーム，手首等）の移動を予め教示してから教示データに基づいて再生動作を行なう塗装ロボットを教示対象とするものであるが、他の産業用ロボット（溶接ロボット等）にも本実施形態と同様に適用できることはいうまでもない。
【００１５】
また、本体２に向かってＬＣＤ３の左側には、“＋（プラス）”キー１３，“−（マイナス）”キー１４，グラフィックキー１５，再生キー１６，記憶キー１７，スプレーキー１８，サーボＯＮキー１９およびサーボＯＦＦキー２０の各種キーが配設され、右側には、起動キー１１，軸操作キー１２ａ〜１２ｆ（ロボットの６軸分）および非常停止キー２１が配設されている。
【００１６】
そして、キー１１，１３〜２０にはそれぞれ表示ランプ２４が併設されており、各表示ランプ２４が点灯することによって、各キー１１，１３〜２０についての機能が有効に作用していることがオペレータ等の作業者に示されるようになっている。
なお、ティーチングペンダント１は、送信ケーブル２２によりロボットの制御装置（図示省略）に接続されており、作業者がティーチングペンダント１を操作して入力した塗装ロボットに対する教示内容（教示データ）は、送信ケーブル２２を介して制御装置へ送信されるように構成されている。
【００１７】
また、ティーチングペンダント１の本体２には吊金具２３が装着されており、この吊金具２３を用いることより、ティーチングペンダント１の操作や保持が容易に行なえるように且つ天吊・壁掛けによる保管も行なえるように構成されている。
ここで、上記の各種キーの機能について説明する。
【００１８】
〔１〕“＋”キー１３は、押している間、各軸＋側の軸操作と再生モードにおける操作とを有効にするものである。
〔２〕“−”キー１４は、押している間、各軸−側の軸操作と再生モードにおける操作とを有効にするものである。
〔３〕グラフィックキー１５は、押している間、ＬＣＤ３上のグラフィック画面におけるリモート操作（図２〜図１２により後述する本発明の特徴的な教示操作）を有効にするものである。
【００１９】
〔４〕再生キー１６は、再生モードを選択するものである。
〔５〕記憶キー１７は、ステップデータ，塗装条件データ等を記憶させるものである。
〔６〕スプレーキー１８は、再生・自動モードに選択された状態において、スプレーの出力を有効／無効にするものであり、スプレーキー１８の表示ランプ２４が点灯している時に押されると、表示ランプ２４が消灯しスプレーが無効になり、再度押すと表示ランプ２４が点灯しスプレーが有効になる。
【００２０】
〔７〕サーボＯＮキー１９は、モータの駆動電源をＯＮにする際に押下されるものである。
〔８〕サーボＯＦＦキー２０は、モータの駆動電源をＯＦＦにする際に押下されるものである。
〔９〕軸操作キー１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆは、サーボ軸，外部軸，ＯＮ／ＯＦＦ軸を操作するものである。
【００２１】
〔１０〕起動キー１１は、再生モードにおいて、プログラムを連続実行する際に押下されるものである。
次に、一実施形態におけるロボットの作動教示時の操作手順を、図２〜図９に示すグラフィック画面を参照しながら説明する。
ロボットの制御装置の電源をＯＮにすると、数秒後にティーチングペンダント１のＬＣＤ３に、図２に示す簡易教示画面３１が表示される。オペレータ等の作業者が、この簡易教示画面３１の座標選択のタッチキー３１ａに触れると、図３に示すように、ＬＣＤ３に表示された簡易教示画面３１の中央部に座標選択画面３２が表示される。この座標選択画面３２には、“ベース座標”，“関節座標”および“ツール座標”と表示された３つのタッチキー３２ａ，３２ｂ，３２ｃが表示される。
【００２２】
なお、座標選択のタッチキー３１ａには現在選択中の座標系（図２では“ベース座標”）が表示されているが、座標選択画面３２で任意の座標を選択タッチすると改めてその座標系が簡易教示画面３１のタッチキー３１ａの表示領域に表示される。
リモート操作における作動速度を、“高速”，“中速”，“低速”と表示された３つのタッチキー３１ｂ，３１ｃ，３１ｄのいずれかを押下することにより選択する。このようにタッチキー３１ｂ〜３１ｄによる速度設定を行なうことにより、ワーク形状や作業者の能力等に応じた適当な速度でリモート操作を行なうことができる。なお、図２および図３に示す簡易教示画面３１では、作動速度として“高速”を選択した場合の状態が示されている。
【００２３】
上述のような座標系の選択操作で選択されたそれぞれの座標系は、移動（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）と姿勢（Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚ軸）とに分けられており、移動教示時と姿勢教示時とでその座標系のグラフィック画面が切換表示されるようになっている。以下に、その座標系の作用について説明する。
（Ａ−１）タッチキー（ベース座標）３２ａを選択した場合
選択操作で“ベース座標”と表示されたタッチキー３２ａが選択された状態において、図１に示すティーチングペンダント１のグラフィックキー（デッドマンキー）１５を押している間、ＬＣＤ３上に図４に示すベース座標（移動）画面３３がグラフィック画面として表示される。
【００２４】
この状態において、ＬＣＤ３上に表示されているロボットの作動方向を指示するためのタッチキー、上３３ａ，下３３ｂ，右３３ｃ，左３３ｄ，前３３ｅ，後３３ｆのいずれかに触れることで、ロボットはグラフィック画面３３に表示された方向に作動する。
ベース座標の姿勢画面に切り換える場合は、画面変換キー（タッチキー）３３ｈに触れることによって、図５に示すベース座標（姿勢）画面３４がグラフィック画面として表示される。この状態でベース座標の移動画面と同様に、ＬＣＤ３上に表示されているロボットの作動方向を指示するためのタッチキー、上３４ａ，下３４ｂ，右３４ｃ，左３４ｄ，右回３４ｅ，左回３４ｆのいずれかに触れることで、ロボットはグラフィック画面３４に表示された方向に作動する。また、グラフィック画面３４上の画面変換キー（タッチキー）３４ｈに触れることにより、図４に示すグラフィック画面３３が表示される。
【００２５】
（Ａ−２）タッチキー（関節座標）３２ｂを選択した場合
選択操作で“関節座標”と表示されたタッチキー３２ｂが選択された状態において、図１に示すティーチングペンダント１のグラフィックキー（デッドマンキー）１５を押している間、ＬＣＤ３上に図６に示す関節座標（アーム）画面３５がグラフィック画面として表示される。
【００２６】
この状態において、ＬＣＤ３上に表示されているロボットの作動方向を指示するためのタッチキー、上３５ａ，下３５ｂ，右３５ｃ，左３５ｄ，前３５ｅ，後３５ｆのいずれかに触れることで、ロボットはグラフィック画面３５に表示された方向に作動する。
関節座標の手首画面に切り換える場合は、画面変換キー（タッチキー）３５ｈに触れることによって、図７に示す関節座標（手首）画面３６がグラフィック画面として表示される。この状態で関節座標のアーム画面と同様に、ＬＣＤ３上に表示されているロボットの作動方向を指示するためのタッチキー、上３６ａ，下３６ｂ，右３６ｃ，左３６ｄ，右回３６ｅ，左回３６ｆのいずれかに触れることで、ロボットはグラフィック画面３６に表示された方向に作動する。また、グラフィック画面３６上の画面変換キー（タッチキー）３６ｈに触れることにより、図６に示すグラフィック画面３５が表示される。
【００２７】
（Ａ−３）タッチキー（ツール座標）３２ｃを選択した場合
選択操作で“ツール座標”と表示されたタッチキー３２ｃが選択された状態において、図１に示すティーチングペンダント１のグラフィックキー（デッドマンキー）１５を押している間、ＬＣＤ３上に図８に示すツール座標（移動）画面３７がグラフィック画面として表示される。
【００２８】
この状態において、ＬＣＤ３上に表示されているロボットの作動方向を指示するためのタッチキー、上３７ａ，下３７ｂ，右３７ｃ，左３７ｄ，前３７ｅ，後３７ｆのいずれかに触れることで、ロボットはグラフィック画面３７に表示された方向に作動する。
ツール座標の姿勢画面に切り換える場合は、画面変換キー（タッチキー）３７ｈに触れることによって、図９に示すツール座標（姿勢）画面３８がグラフィック画面として表示される。この状態でツール座標の移動画面と同様に、ＬＣＤ３上に表示されているロボットの作動方向を指示するためのタッチキー、上３８ａ，下３８ｂ，右３８ｃ，左３８ｄ，右回３８ｅ，左回３８ｆのいずれかに触れることで、ロボットはグラフィック画面３８に表示された方向に作動する。また、グラフィック画面３８上の画面変換キー（タッチキー）３８ｈに触れることにより、図８に示すグラフィック画面３７が表示される。
【００２９】
なお、上述したいずれの座標画面においても、隣り合わせで表示された複数のタッチキーに同時に触れることで、ロボットは複合された方向に作動する。
上述のような各座標におけるグラフィック画面によるタッチ操作を行なうとともに、そのタッチ操作にロボットのマニュアル操作を組み合わせることにより、教示を必要とするポイントにロボットを移動させた後、ティーチングペンダント１の記憶キー１７に触れて、それぞれの教示位置を記憶させる。
【００３０】
上述した本発明の一実施形態のロボットの教示操作方法によれば、ティーチングペンダント１を片手で保持可能なハンディタイプとし、本体２の中央部にタッチパネル付きカラー表示液晶画面（ＬＣＤ）３を設け、ロボットの座標系選択キー３１ａおよび速度選択キー３１ｂ〜３１ｄをタッチキーとして表示するとともに、座標系毎のグラフィック画面３３〜３８を表示し、そのグラフィック画面毎の教示操作に際して、作業者は、ＬＣＤ３上におけるロボットのグラフィック表示を見ながら、ロボットの作動方向を示したタッチキー３３ａ〜３３ｆ，３４ａ〜３４ｆ，３５ａ〜３５ｆ，３６ａ〜３６ｆ，３７ａ〜３７ｆ，３８ａ〜３８ｆのうち作動させたい方向のものに触れるという単純な押圧操作（タッチ操作）を行なうことにより、操作経験の少ない作業者でもロボットの教示操作を極めて容易に行なうことができる。
【００３１】
また、作業者の技術に応じた作動速度（低速，中速，高速）を速度選択キー３１ｂ〜３１ｄにより選択できるので、操作経験の少ない作業者であっても操作に熟練した作業者であっても、そのレベルに応じた作動速度で効率よく教示操作を行なえる。例えば経験を積んだ熟練作業者が操作する場合には、図２に示す簡易教示画面３１でタッチキー３１ｂを押下することにより作動速度として高速を選択し、各座標系のグラフィック画面３３〜３８におけるリモート操作（教示操作）を高速化して、ティーチング時間を大幅に短縮することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のロボットの教示操作方法によれば、ティーチングペンダントのタッチパネル付き表示画面である表示部に、ロボットのグラフィック画像を、ロボットの動作を指示するための複数のタッチキーとともに表示し、作業者は、ロボットのグラフィック表示を参照しながら、所望の動作に対応するタッチキーを押圧またはタッチするという単純な操作を行なうことにより、操作経験の少ない作業者でもロボットの教示操作を極めて簡易化でき、ひいてはティーチング時間を大幅に短縮できる効果がある（請求項１，２）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るティーチングペンダントを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態としてのロボットの表示操作方法を説明すべくティーチングペンダントにおけるグラフィック画面（簡易教示画面）を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態としてのロボットの表示操作方法を説明すべくティーチングペンダントにおけるグラフィック画面（座標選択画面）を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態としてのロボットの表示操作方法を説明すべくティーチングペンダントにおけるグラフィック画面を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態としてのロボットの表示操作方法を説明すべくティーチングペンダントにおけるグラフィック画面を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態としてのロボットの表示操作方法を説明すべくティーチングペンダントにおけるグラフィック画面を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態としてのロボットの表示操作方法を説明すべくティーチングペンダントにおけるグラフィック画面を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態としてのロボットの表示操作方法を説明すべくティーチングペンダントにおけるグラフィック画面を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態としてのロボットの表示操作方法を説明すべくティーチングペンダントにおけるグラフィック画面を示す図である。
【符号の説明】
１ティーチングペンダント
３タッチパネル付きカラー表示液晶画面（ＬＣＤ，タッチパネル付き表示画面）
１５グラフィックキー
１７記憶キー
３１簡易教示画面
３２座標選択画面
３３ベース座標（移動）画面（グラフィック画面）
３４ベース座標（姿勢）画面（グラフィック画面）
３５関節座標（アーム）画面（グラフィック画面）
３６関節座標（手首）画面（グラフィック画面）
３７ツール座標（移動）画面（グラフィック画面）
３８ツール座標（姿勢）画面（グラフィック画面）
３１ａ〜３１ｄ，３２ａ〜３２ｃ，３３ａ〜３３ｆ，３３ｈ，３４ａ〜３４ｆ，３４ｈ，３５ａ〜３５ｆ，３５ｈ，３６ａ〜３６ｆ，３６ｈ，３７ａ〜３７ｆ，３７ｈ，３８ａ〜３８ｆ，３８ｈタッチキー

Claims

ロボットの制御装置に接続されて教示データを入力するためのティーチングペンダントに、タッチパネル付き表示画面である表示部を配置し、該ティーチングペンダントを用いて、可動部の移動を予め教示してから該教示データに基づいて再生動作を行なうロボットの教示操作方法であって、
該表示部に、教示対象ロボットのグラフィック画像を表示し、該ロボットの該グラフィック画像の作動方向を示す矢印を該グラフィック画像の作動方向に合わせて表示するとともに、該教示対象ロボットの動作を指示するための複数のタッチキーをそれぞれ、該ロボットの作動方向に対応して該グラフィック画像の周囲に分散するように該矢印の先に表示し、
前記の教示対象ロボットのグラフィック画像及び該矢印を参照しながら該複数のタッチキーのうちの少なくとも１つを押圧操作またはタッチ操作することにより、該ロボットに対する教示操作を行なうことを特徴とする、ロボットの教示操作方法。
該ロボットの座標系として、ベース座標系と関節座標系とツール座標系とをそなえていることを特徴とする、請求項１記載のロボットの教示操作方法。