JP4014662B2 - ロボット教示操作盤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はロボットの教示あるいは操作を行うロボット教示操作盤に関する。
【0002】
【従来の技術】
ロボットの教示操作盤としては、教示用の操作パネル、キャラクタベースの表示装置等が設けられていた。そして、これらの教示操作盤を使用して、ロボットのアームの動きを見ながら教示および操作を行ってきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、キャラクタベースの表示装置では、表示できるのは英数、カナ、漢字などの文字でしかないので、空間的な位置関係を表示することができず、操作者が直観的な認識をすることが難しい。本来ならば、ロボットのアームの空間的な位置および動きを表示したいが、これを数値などでしか表現できないため、操作者にとっては操作の難しいロボット教示操作盤であった。
【0004】
本願発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ロボットの動きなどを表示することができ、ロボット操作を視覚的にとらえることのできるロボット教示操作盤を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、ロボット制御装置に接続され、ロボットの教示あるいは操作時に操作者が携帯して表示装置の表示画面を見ながら操作パネルの各種装置スイッチを操作する、ロボット教示操作盤において、ロボット制御装置からのロボットプログラムを一時的に格納するデータ格納手段あるいはロボット制御装置内のロボットプログラムを逐一読み込む手段と、前記ロボットプログラムから少なくとも表示データを生成する表示データ生成手段と、前記表示データをグラフィック表示する表示装置と、前記ロボットを操作するための操作パネルとを有し、前記表示データはジョグ送りモード時に、前記ロボットを動作させずに押されたジョグボタンに対応するロボットの動作の向きを表示させる動作表示データを含むことを特徴とするロボット教示操作盤が提供される。
【0006】
上述の手段によれば、ロボット制御装置からデータ格納手段へバッファリングしたロボットプログラムを基にして、表示データ生成手段が教示点の表示データを生成し、これをグラフィック表示可能な表示装置に表示させる。操作者はこのロボット教示操作盤を携帯し、表示装置の表示画面を見ながら操作パネルにある各種操作スイッチを操作してロボットの教示あるいは操作を行う。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明の原理を示すブロック図である。
【0008】
この図において、1はロボット制御装置からのロボットプログラム1aを一時的に格納することができるデータ格納手段である。なお、このデータ格納手段1は、ロボット制御装置内のロボットプログラムを遠隔にて逐一読み込む手段としてもよい。このデータ格納手段1には、ロボットの形状、周辺機器の形状、ワーク部材の形状などを表す形状データ1bをも格納される。2はロボットの教示あるいは操作を行うための操作パネル、3はどの部分に触れたかによって位置情報を入力するためのタッチパネルである。4はデータ格納手段1からのデータおよび操作パネル2およびタッチパネル3からの指示を入力して表示データを生成する表示データ生成手段であり、5は操作パネル2およびタッチパネル3からの指示を入力してロボット制御装置に対する動作指令を生成する動作指令生成手段である。そして、6は表示データをグラフィック表示する表示装置である。
【0009】
ロボットを動作中または動作させようとするロボットプログラム1aはデータ格納手段1に格納されており、表示データ生成手段4ではこのロボットプログラム1aに基づいて、たとえばその教示点や経路を表す表示データを生成し、生成された表示データを表示装置6に出力し、教示点を表示装置6にグラフィック表示させる。データ格納手段1の形状データ1bは、教示点とともにたとえばロボットの形状などを表示装置6に同時に表示させるのに使用される。操作パネル2には、非常停止ボタン、ロボットを手動で操作するためのジョグボタンなどの操作スイッチを装備し、これらの操作スイッチの操作は動作指令生成手段5に入力され、動作指令となって、ロボット制御装置に出力されるとともに、表示データ生成手段4に入力されてロボットの動作状態を表す表示データに変換され、表示装置6にて表示される。タッチパネル3は表示装置6の表示画面上に装着され、表示画面に表示されたメニューボタン等を選択したり、表示されている教示点を指示したりするのに使用される。なお、このタッチパネル3は、非常停止ボタン、デッドマンスイッチを除くジョグボタンなどの操作入力手段としても使用することができる。タッチパネル3によって入力された指示はその指示結果の表示のために表示データ生成手段4に、およびロボットを動作させるために動作指令生成手段5に入力される。
【0010】
図2は本発明によるロボット教示操作盤の使用状態の概略図である。
この図において、ロボット教示操作盤10は、操作パネルに配置された教示操作などを行うのに必要な操作スイッチ30と、グラフィック表示が可能なグラフィック表示装置40と、このグラフィック表示装置40の表示画面上に装着されたタッチパネル40aとを有している。ロボット教示操作盤10は、安全柵80の外側に設置されたオペレーションボックス50を介してロボット機構部70に隣接して設置されたロボット制御装置60に接続されている。オペレーションボックス50はロボット制御装置60の操作部分、たとえば電源スイッチ、非常停止スイッチなどを切り離して安全柵80の外側で操作できるようにした遠隔操作部分である。操作者は、ロボット教示操作盤10を携帯し、柵越しにロボット機構部70のアームの動きを見ながら、タッチパネル40aおよび操作スイッチ30を操作してロボットの教示操作を行ったり、ロボットを手動操作したりすることができる。
【0011】
図3はロボット教示操作盤の外観の一例を示す図である。
ロボット教示操作盤10はグラフィック表示装置40を備え、その右側に配置された操作パネルには各種操作スイッチが備えられている。すなわち、非常停止ボタン31、教示操作盤有効スイッチ32、ジョグボタン33、ホールドキー34、前進・後退キー35が備えられ、加えて、このロボット教示操作盤10の背面にデッドマンスイッチが設けられている。非常停止ボタン31はロボットを非常停止させるもので、教示操作盤有効スイッチ32はジョグ送り、プログラムの作成、テスト実行を行う際にロボット教示操作盤10を有効にし、それ以外は安全のために無効にしていくためのものである。ジョグボタン33はロボットを手動で操作するためのもので、X軸、Y軸、Z軸方向の送りおよび各軸回りの回転を指示するキーを含んでいる。ホールドキー34はプログラムの実行を中断してロボットを一時停止するものであり、前進・後退キー35はプログラムをスタートさせてロボットを起動するものである。
【0012】
グラフィック表示装置40には、その表示画面上にタッチパネル40aが設けられており、画面上の任意の場所を指先で触れることによりその場所を表す画面上の位置情報がロボット教示操作盤10に入力されることになる。グラフィック表示装置40の表示画面において、その右端および下端には幾つかのキーが表示されているが、これらはハードキーではなく、画面上のこれらの位置に常時表示されるメインメニューであり、この内のいずれかを触れることによって、そのメニュー機能が選択される。
【0013】
図4はロボット教示操作盤の画面表示例を示す図である。
この図によれば、ロボット制御装置からバッファリングしたロボットプログラムの3次元データを基に、グラフィック表示装置40の表示画面に、教示点41を表示した例を示している。3次元データの表示は、3次元データを2次元平面に指定された視点から投影してできた3次元−2次元変換データを用いて行われる。教示点41は、ここでは、記号「×」によって示してある。また、これらの教示点41を通過する経路42を破線によって表示して、ある視線方向からの立体的表示を可能にしている。また、同時に、ロボットの現在位置を表示させることもでき、ここでは、記号「○」によってロボットの現在のTCP座標43を教示点41とは区別して表示している。このようにして、ロボットプログラムの教示点41を立体的にグラフィック表示することができ、必要ならロボットの現在位置、すなわち、ロボットの現在のTCP座標43を同時に表示させることができる。
【0014】
図5はロボット教示操作盤の別の画面表示例を示す図である。
この図によれば、ロボットプログラムの各教示点41において、座標軸44を表示するようにしている。座標軸44はX軸、Y軸、Z軸の3本の線によって表現されており、それぞれの教示点41におけるロボットのTCPのツール座標系の座標軸44が表示される。これにより、各教示点41でのロボットの姿勢を見ることができる。
【0015】
図6はロボット教示操作盤の別の画面表示例を示す図である。
図示の表示例においては、ロボットプログラムの教示点41とともにロボットのTCP付近がグラフィック表示されている。この例では、ハンド45aと、トーチホルダ45bと、トーチ45cとが表示されており、これにより教示点41とこの教示点41におけるトーチ45cの姿勢とを立体的に認識することができるようになる。ロボットの形状以外にも、周辺機器やワーク部材の形状をも表示させてもよい。
【0016】
また、グラフィック表示装置40には、ロボットプログラムの教示点41やロボットの形状に加えて、TCPのツール座標系の座標軸44aやワーク座標系の座標軸44b、あるいは図示はしないが、たとえばロボットのベースを表示した場合にそのベース付近にワールド座標系の座標軸を同時に表示させることもできる。
【0017】
さらに、ジョグ送りモードにおいて、ロボットを手動で動かすべくジョグボタンを押したとき、ロボットが実際に動作する前に、押されたジョグボタンに対応するロボットの動作の向きを表す矢印46を表示させるようにしている。または、ジョグ送り確認モードにおいて、ジョグボタンを押したとき、ロボットが実際に動作する代わりに、押されたジョグボタンに対応するロボットの動作の向きを表す矢印46を表示させることもできる。これにより、ロボットがどのように動作するかを、実際にロボットが動作する前にグラフィック表示装置40上で確認することができる。
【0018】
また、プログラムのテストモードの際においても、ロボットプログラムを再生してみるテスト実行の際に、すなわち、前進または後退キーを押したときに、ロボットが実際に動きだす前に、ロボットがどの方向に動作開始するかを表す矢印を、たとえばジョグ実行時に表示される矢印46と同じような形状で、表示させる。
【0019】
図7は表示された教示点の一つを指定するときの状態を示す図、図8は指定された教示点の移動指示を行ったときの状態を示す図である。
グラフィック表示装置40に表示されている教示点のうち、ある一つの教示点41aが表示されている部分を指で触れると、タッチパネルがこれを検出してその教示点41aが表示されている画面の表示座標から指で指定された教示点41aが認識される。すると、「教示点の操作」に関するポップアップメニュー47が画面上に出現する。ここで、ポップアップメニュー47の中から、「移動」を指定すると、すなわち、ポップアップメニュー47の中で「移動」を表示している部分を触れると、ロボットを指定した教示点41aまで移動させることができる。たとえば、ロボットの現在のTCP座標43aを表す記号「○」が図示の位置に表示されていたとすると、教示点41aを指定し、「移動」の指示を与えると、ロボットが教示点41aまで移動されるとともに、画面上に表示されていた「○」も教示点41aに向かって移動される。
【0020】
また、図7に示したように、グラフィック表示装置40に表示されている教示点のうち、ある一つの教示点41aを指で触れることで指定し、タッチパネルに触れた状態で指を矢印48の方向に移動させると、その移動に追従してその教示点41aは指の移動先に移動する。ただし、この教示点の移動操作を行う前に、教示点がどの平面上を移動するのかをあらかじめ指定しておく必要がある。たとえば、視線に対して垂直な平面か、または3点指定などによる平面かを事前に指定する。このように教示点移動用の平面をまず規定した上で、次に、教示点を指定し、さらにその教示点を画面上で移動させると、教示点はこの教示点を含むあらかじめ規定された平面上を移動することになる。さらに、この教示点の移動に対応して、あらかじめ規定した平面内でロボットをその教示点の移動に追従して移動させることができる。
【0021】
図9は本発明を実施するためのハードウエアの構成の一例を示す図である。
図において、ロボット教示操作盤10は、プロセッサ(CPU)11と、読み取り専用メモリ(ROM)12と、メインメモリ(RAM)13と、ハードディスク装置14と、ICカード15aを装着するために設けられたPCMCIA(Personal Computer Momory Card International Association)規格のPCMCIAソケット15と、液晶表示装置(LCD)インタフェース16と、タッチパネルインタフェース17と、オペレーションボックス50を経由してロボット制御装置60に接続するためのシリアル入出力(I/O)インタフェース18と、スイッチインタフェース19とを備え、これらの構成要素はそれぞれバス20により相互に結合されている。ロボット教示操作盤10は、さらに、液晶表示装置(LCD)インタフェース16に接続された液晶表示装置(LCD)40と、この液晶表示装置40の表示面に装着され、タッチパネルインタフェース17に接続されたタッチパネル40aと、スイッチインタフェース19に接続された操作スイッチ30とを備えている。
【0022】
プロセッサ11はこのロボット教示操作盤10全体を統括的に制御する。読み取り専用メモリ12にはロボット教示操作盤10の立ち上げ時に必要なプログラムなどが格納されている。メインメモリ13にはロボットの教示操作に必要なプログラムや、画面表示に必要なデータなどが展開される。ハードディスク装置14は、オペレーティングシステムや、ロボットプログラムの実行を指示したりロボットプログラムを編集したりするアプリケーションプログラムなどを格納している。ICカード15aにはたとえばロボットプログラムが格納され、このICカード15aをPCMCIAソケット15に装着することによってロボットプログラムをロボット教示操作盤10に取り込むことができ、さらにシリアル入出力インタフェース18を通じてロボット制御装置にロードすることができる。スイッチインタフェース19に接続されている操作スイッチ30としては、非常停止ボタン、ロボット教示操作盤を有効にしてジョグ送りなどを可能にする教示操作盤有効スイッチ、ロボットを手動で操作するためのジョグボタン、プログラムの実行を中断してロボットを一時停止するホールドキー、プログラムをスタートさせてロボットを起動する前進・後退キー、およびロボット教示操作盤を有効にしてロボット操作時には押されており解放することでロボットに非常停止を掛けるデッドマンスイッチがある。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、ロボット教示操作盤にグラフィック表示機能を設けて、ロボットの動きや教示点などの表示データを表示するようにしたので、ロボットの動作を視覚的に容易に認識できることができ、容易かつ正確な教示操作が可能になる。
【0024】
また、これに伴って、ロボットを操作する際の安全性も増す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を示すブロック図である。
【図2】本発明によるロボット教示操作盤の使用状態の概略図である。
【図3】ロボット教示操作盤の外観の一例を示す図である。
【図4】ロボット教示操作盤の画面表示例を示す図である。
【図5】ロボット教示操作盤の別の画面表示例を示す図である。
【図6】ロボット教示操作盤の別の画面表示例を示す図である。
【図7】表示された教示点の一つを指定するときの状態を示す図である。
【図8】指定された教示点の移動指示を行ったときの状態を示す図である。
【図9】本発明を実施するためのハードウエアの構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 データ格納手段
2 操作パネル
3 タッチパネル
4 表示データ生成手段
5 動作指令生成手段
6 表示装置
10 ロボット教示操作盤
30 操作スイッチ
40 グラフィック表示装置
50 オペレーションボックス
60 ロボット制御装置
70 ロボット機構部
Claims (12)
- ロボット制御装置に接続され、ロボットの教示あるいは操作時に操作者が携帯して表示装置の表示画面を見ながら操作パネルの各種装置スイッチを操作する、ロボット教示操作盤において、
ロボット制御装置からのロボットプログラムを一時的に格納するデータ格納手段あるいはロボット制御装置内のロボットプログラムを逐一読み込む手段と、
前記ロボットプログラムから少なくとも表示データを生成する表示データ生成手段と、
前記表示データをグラフィック表示する表示装置と、
前記ロボットを操作するための操作パネルとを有し、
前記表示データはジョグ送りモード時に、前記ロボットを動作させずに押されたジョグボタンに対応するロボットの動作の向きを表示させる動作表示データを含むことを特徴とするロボット教示操作盤。 - 前記表示データは少なくとも教示データを含むことを特徴とする請求項1記載のロボット教示操作盤。
- 前記表示データは教示データ毎にTCP(Tool Center Point)の座標軸表示を含むことを特徴とする請求項2記載のロボット教示操作盤。
- 前記表示データは教示データ毎に教示点の座標位置を含むことを特徴とする請求項2記載のロボット教示操作盤。
- 前記教示データは教示点と前記ロボットの現在位置とを含むことを特徴とする請求項2記載のロボット教示操作盤。
- 前記表示データは前記ロボットの現在の姿勢に応じた形状表示データ、周辺機器およびワークの表示データの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1記載のロボット教示操作盤。
- 前記表示データはさらに少なくともツール座標系、ワールド座標系の一つを座標軸データとともに含むことを特徴とする請求項6記載のロボット教示操作盤。
- 前記表示データはロボットプログラムのテストモードで前記ロボットを動作させずに前記ロボットの動作方向を表示させる動作方向データを含むことを特徴とする請求項1記載のロボット教示操作盤。
- 前記表示装置にタッチパネルを設けたことを特徴とする請求項1記載のロボット教示操作盤。
- 前記タッチパネルにより、前記表示データの教示点を指定することにより、前記ロボットが現在位置から前記教示点に移動するような動作指令を生成する動作指令生成手段を有することを特徴とする請求項9記載のロボット教示操作盤。
- 前記タッチパネルにより、前記表示データの教示点を指定し、前記教示点を移動させる移動指令手段を有し、前記移動指令手段により前記教示点を移動させ、前記教示点の移動に対応して、所定の平面内でロボットが前記教示点に追従して動作する動作指令を生成する動作指令生成手段を有することを特徴とする請求項9記載のロボット教示操作盤。
- 前記表示装置は液晶表示装置であることを特徴とする請求項1記載のロボット教示操作盤。
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