JP4281511B2 - ロボットシステム - Google Patents

Description

本発明は、教示されたデータに基づき、作業を行う産業用ロボットのロボットシステムに関する。

産業用ロボットの運用に関しては、産業用ロボットの作業条件などを変更する管理者、産業用ロボットの日常の操作を行うオペレータ、産業用ロボットの機能の追加などロボットそのものの機能についてカスタマイズを行うスーパーユーザ、などのように業務分担が通常行われている。そして、その業務分担に応じた権限があたえられている。
例えば、これらの操作者が自らの業務権限を適正に遂行できるように、操作者の識別手段を備え、識別手段の識別結果に基づいて操作者の操作内容を制限するロボット制御装置がある。管理者が操作可能なオペレータのＩＤをユーザＩＤリストとして登録しておく。オペレータは、ユーザＩＤを入力することで、管理者の登録したユーザＩＤリストと一致しているかどうかを識別される。ユーザＩＤリストに一致しない場合には、ユーザは、操作を継続できない。このようにユーザＩＤに基づいてセキュリティを管理している（例えば、特許文献１）。
特開２００２−２３９９５３号公報（第５頁左列第４行〜左列第３８行）

しかしながら、従来の産業用ロボットは、識別したユーザＩＤに基づいて操作者の操作内容を制限したため、有資格者の操作による予期せぬトラブルに対しては効果を発揮しなかった。本発明者の経験では、予期せぬトラブルは、有資格者の操作によってもたびたび発生している。従来技術のように有資格者は、いつも同じ操作内容の制限である必要はない。あるときはオペレータと同じ操作内容であり、あるときは管理者の操作内容の操作を行う。つまり、管理者であるものが、いつも管理者の操作内容となるために、誤操作を誘発する危険がある。
また、一度、管理者モードでなっている状態で、管理者がロボットから離れる場合には、操作内容の制限は、そのままの状態となっており、工場に設置されている産業用ロボットなどでは、複数の人々により操作されるため、セキュリティ上非常に問題となっていた。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、操作者の操作モードを選択させ、誤操作を防止できるロボットシステムを提供するものである。

本発明の請求項1記載のロボットシステムは、ロボットと、複数のキーを備えるペンダントと、前記ロボットに対する動作内容を編集するティーチモードと前記ロボットをプログラムに基づいてプレイバック制御するプレイバックモードと前記ロボットを操作する操作者の業務分担に応じた操作を制限する操作モード選択部を備えるロボット制御装置とから構成されるロボットシステムにおいて、
前記ティーチモードでは、全ての操作が許可されているメーカモードと前記メーカモードの一部の操作が許可されないカストマモードと前記カストマモードの一部の操作が許可されないオペレータモードとを含み、前記ロボット制御装置は、前記メーカモード、前記カストマモードまたは前記オペレータモードの何れか１つの操作モードを選択する前記操作モード選択部を備え、前記操作モードが前記カストマモードまたは前記メーカモードで操作され、前記カストマモードまたは前記メーカモードの操作が所定の時間を超えて連続して操作されていない場合と、前記操作モードが前記カストマモードまたは前記メーカモードで作業している際に前記プレイバックモードに切り換えられた場合と、のいずれの場合にも、前記操作モードが前記オペレータモードに自動的に遷移することを特徴とするものである。

本発明の請求項２記載のロボットシステムは、前記ロボットを操作する操作者の識別情報を入力する識別情報入力部と、前記メーカモードまたは前記カストマモードとなることを許可するモード許可部とを備え、前記操作モード選択部により前記メーカモードまたは前記カストマモードが選択された場合は、前記モード許可部は、前記識別情報入力部で入力された識別情報に基づいて前記メーカモードまたは前記カストマモードへの遷移を許可することを特徴とするものである。

本発明の請求項３記載のロボットシステムは、前記カストマモードへ遷移する際の識別情報は、前記カストマモード時に変更可能であることを特徴とするものである。

本発明の請求項４記載のロボットシステムは、前記操作モードに応じて、前記操作者による操作内容が制限されるように、カスタマモードおよびオペレータモードにおける操作の許可または不許可を設定する操作内容制限設定部を備えることを特徴とするものである。

本発明の請求項５記載のロボットシステムは、前記モード許可部は、前記カストマモードまたは前記メーカモードから前記オペレータモードに遷移するモードアウトメニューを前記操作者に提示することを特徴とするものである。

本発明のロボット制御装置によれば、操作モードを選択できるため、必要以上な操作権限にて、誤操作を誘発させる危険が少ない。また、操作者が操作した操作モードをオペレータモードに遷移させることが可能であるために、操作者が現場を離れる場合にも、他の操作者が与えられていない権限でロボットを操作することがない、という格段の効果を奏するものである。

以下、本発明の実施の形態として図１〜図８に基づいて説明する。

本発明の実施例１のシステム構成図を図１に示す。
ロボットシステムには、ロボット1、操作者がロボット1を操作するためのペンダント2、ロボット制御装置3が含まれる。ペンダント2には、画面表示部4とキー群10を備える。ペンダント2の制御は、ロボット制御装置3内にあるペンダント制御部6によって、制御される。また、動作モード切替スイッチ5は、ティーチモードまたはプレイバックモードに切り換えるスイッチである。ロボット制御装置3には、ロボットの動作プログラムや溶接作業や塗装作業などの作業条件データを格納する記憶領域を備えている。

ロボット制御装置3は、電源投入されると、プリオンラインモードと呼ばれるモードが活性化される。これは、ハードウェアや接続機器の状態を確認し、正常に立ち上がることをチェックするモードである。通常、この電源投入時のプリオンラインモードにて、ペンダント制御部6を介して、ペンダント2の接続状態などが確認される。プリオンラインモードにて、ロボットシステムが正常であることが、確認された段階にて、ロボットを動作できるオンラインモードに移行する。この際、ペンダント2は、動作モード切替スイッチ5の状態をペンダント制御部6に動作モードを転送する。

動作モード切替スイッチ5の状態は、動作モード選択部7に転送される。この動作モード選択部7において、動作モード切替スイッチ5がプレイモードであれば、プレイバック制御部8に処理を移行する。また、動作モード切替スイッチ5がティーチモードであれば、操作モード選択部9に処理を移行する。

プレイバック制御部8は、スタートボタンが押されたときに、指定されたロボットプログラムを呼び出し、ロボットプログラムに基づいて、ロボット1を動作させるモードである。このとき、呼び出されているプログラムの編集などはできないようになる。また、ホールドボタンを押された場合には、そのプログラムの実行は、停止する。つまり、ロボット1の動作も停止する。このスタートボタンやホールドボタンは、ペンダント2に装備されていても、ロボット制御装置3に装備されていてもよい。また、外部のシーケンサなどの上位制御盤からのデジタル信号などによりスタートまたはホールドの信号を受け取ることも可能である。

操作モード選択部9は、動作モード切替スイッチ5が、ティーチモードの場合に処理される。操作モードは、オペレータモード、カストマモード、メーカモードを含んでいる。メーカモードは、ロボット制御装置3内に記憶されているプログラム及びパラメータなどの全てのデータについて編集可能なモードである。例えば、ロボットアームの寸法や各軸の加減速時間、特殊なロボット命令を使用可能なように設定するパラメータなどを編集できる操作モードである。

カストマモードは、管理者が設定する時刻設定やロボットの原点設定などが編集可能な操作モードである。オペレータモードは、ロボットのプログラムの教示及び表示などの操作のみを実現する操作モードである。つまり、オペレータモードは、カストマモードの一部の機能を禁止している操作モードであり、カストマモードは、メーカモードの一部の操作を禁止している操作モードである。

操作モード選択部9の例を図２を示して説明する。図２では、画面表示部4に、操作モードを選択できる操作モード選択メニューが表示される。通常の操作者は、このモードを選択せずに、ロボットの状態表示、外部機器とのインターフェースの表示などを確認する。また、ペンダント2のキー群10にある、ジョグキー（ロボットの各軸を動作させるキー）を用いてロボット1を動作させることができる。

ここで、例えば、ロボット1の原点位置を設定する場合を想定する。このデータは、非常に重要なデータであるため、カストマモードにならない限り設定することはできない。このような場合には、図２に示すカストマモードへキー群10のカーソルキーを使用して、選択する。この情報は、ペンダント制御部6を介して、操作モード選択部9へ通知される。操作モード選択部9では、操作者がカストマモードになるための識別情報を入力させる識別情報入力部20を画面表示部4に表示する。図３にこの例を示す。

操作者は、カストマモードのパスワードをキー群10のキーを組合せることにより、入力する。この入力データは、ペンダント制御部6、操作モード選択部9を介して、モード許可部11に通知される。モード許可部11では、カストマモード、メーカモードのパスワードのテーブル21を備えており、このパスワードテーブルのパスワードと識別情報入力部20で入力されたパスワードを照合する。図４に詳細なブロック図を示す。操作者がカストマモードを選択し、識別情報入力部20では、ＮＩＳＨＩＫＡＷＡと入力したとする。
ロボット制御装置3は、パスワードテーブル21からカストマモードのパスワードを読み込む。この場合、ＭＯＲＩＴＡが読み出される。識別情報入力部20で入力されたＮＩＳＨＩＫＡＷＡとパスワードテーブル21でよみだされたＭＯＲＩＴＡが照合される。この場合、パスワードが異なると判断される。つぎに、メーカモードのパスワードが読み出される。メーカモードのパスワードは、ＮＩＳＨＩＫＡＷＡである。識別情報入力部20で入力されたパスワードは、メーカモードのパスワードであることが識別される。

カストマモードは、メーカモードの一部の操作が許可されていない操作モードであるため、モード許可部11は、メーカモードのパスワードにてカストマモードに遷移することを許可する。このようにして、操作モードをカストマモードとして、操作モード格納部22に格納する。
以上のようにして、操作モードがオペレータモードからカストマモードへ変更される。

実施例２について、図５を用いて説明する。実施例１のようにカストマモードに遷移している状態で、図５に示す識別情報変更にカーソルを合わせると、識別情報を変更可能となる。変更された識別情報（この場合はパスワード）は、図４のモード許可部11が備えるパスワードテーブル21のカストマモードのパスワードが変更される。

実施例３を図１、図４、５を用いて説明する。現在、操作モードが、カストマモードに遷移しているとする。カストマモードになっているため、モード許可部11は、図５に示すように、モードアウトというメニューを画面表示部4に表示する。操作者は、モードアウトを選択すると、その情報は、図１のペンダント制御部6に通知される。図４において、モード許可部11にて、現在の操作モードを格納している操作モード格納部22をカストマモードからオペレータモードに変更する。

実施例４を図６を用いて説明する。モード許可部11には、編集するデータに応じてその編集を許可または禁止となる操作モードの操作内容制限部12を備えている。例えば、原点設定データは、カストマモードで編集可能であるが、オペレータモードでは、編集できない。このように、各データごとに許可または禁止というフラグを持っている。

この操作内容制限部12は、メーカモードでは、カストマモード及びオペレータモードに対する許可、または禁止を自由に設定することが可能である。カストマモードの場合には、カストマモードで編集が許可されているものについて、オペレータモードの禁止を許可とすることができる。例えば、図６の命令設定は、カストマモードでは、許可となっており、オペレータモードでは、禁止となっている。これをオペレータモードで許可とすることもできる。
つまり、現在の操作モードで編集許可されているデータについて、現在の操作モードより低い操作モードの操作内容の制限を大きくしたり、または小さくしたりすることが可能である。

実施例５について、図１を用いて説明する。現在、カストマモードの操作モードであるとする。ペンダント2の動作モード切替スイッチ5により、プレイモードに切り替えられたとする。このデータは、ペンダント制御部6を介して、モード許可部11に通知される。このとき、モード許可部11の操作モード格納部22は、オペレータモードへ変更される。

ペンダント2のキー群10は、キー情報をペンダント制御部6に転送する。ペンダント制御部6では、キーが押されたかどうかを時系列的に解析する。例えば、時刻ｔで、全てのキーが押されていない場合、ロボット制御装置内のタイマ処理を開始する。この時点で、タイマカウンタに、所定のデータをセットする。例えば、５秒としておく。ロボット制御装置の基本クロックを10msとすると、時刻ｔでは、５００と設定される。基本クロックが発生するたびに、この５００と設定されたタイマは、デクリメントされる。つまり、５秒間全く操作がされない場合は、所定時間操作されないために、操作モード格納部22は、オペレータモードに遷移する。
また、タイマカウンタが０となる前に、キーが操作された場合には、タイマカウンタに５００がセットされる。

本発明は、教示されたデータに基づき、作業を行う産業用ロボットのロボット制御装置に有用である。

本発明の実施例１のシステム構成図 本発明の実施例１の画面表示部の例 本発明の実施例１の識別情報入力部の例 本発明の実施例１のモード許可部の構成図 本発明の実施例２、３の画面表示部の例 本発明の操作内容制限部の構成図

符号の説明

1：ロボット
2：ペンダント
3：ロボット制御装置
4：画面表示部
9：操作モード選択部
11：モード許可部

Claims (5)

1. ロボットと、複数のキーを備えるペンダントと、前記ロボットに対する動作内容を編集するティーチモードと前記ロボットをプログラムに基づいてプレイバック制御するプレイバックモードと前記ロボットを操作する操作者の業務分担に応じた操作を制限する操作モード選択部を備えるロボット制御装置とから構成されるロボットシステムにおいて、
   前記ティーチモードでは、全ての操作が許可されているメーカモードと前記メーカモードの一部の操作が許可されないカストマモードと前記カストマモードの一部の操作が許可されないオペレータモードとを含み、前記ロボット制御装置は、前記メーカモード、前記カストマモードまたは前記オペレータモードの何れか１つの操作モードを選択する前記操作モード選択部を備え、前記操作モードが前記カストマモードまたは前記メーカモードで操作され、前記カストマモードまたは前記メーカモードの操作が所定の時間を超えて連続して操作されていない場合と、前記操作モードが前記カストマモードまたは前記メーカモードで作業している際に前記プレイバックモードに切り換えられた場合と、のいずれの場合にも、前記操作モードが前記オペレータモードに自動的に遷移することを特徴とするロボットシステム。
2. 前記ロボットを操作する操作者の識別情報を入力する識別情報入力部と、前記メーカモードまたは前記カストマモードとなることを許可するモード許可部とを備え、前記操作モード選択部により前記メーカモードまたは前記カストマモードが選択された場合は、前記モード許可部は、前記識別情報入力部で入力された識別情報に基づいて前記メーカモードまたは前記カストマモードへの遷移を許可することを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。
3. 前記カストマモードへ遷移する際の識別情報は、前記カストマモード時に変更可能であることを特徴とする請求項１乃至２記載のロボットシステム。
4. 前記操作モードに応じて、前記操作者による操作内容が制限されるように、カスタマモードおよびオペレータモードにおける操作の許可または不許可を設定する操作内容制限設定部を備えることを特徴とする請求項１乃至３記載のロボットシステム。
5. 前記モード許可部は、前記カストマモードまたは前記メーカモードから前記オペレータモードに遷移するモードアウトメニューを前記操作者に提示することを特徴とする請求項１乃至４記載のロボットシステム。

Images