JP5278057B2 - 産業用ロボットの位置教示装置、産業用ロボットの動作教示装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、複数の機器間でワークを搬送する産業用ロボットに、複数の機器の位置情報を教示する産業用ロボットの位置教示装置、産業用ロボットの動作教示装置およびプログラムに関するものである。

従来、複数のワーク（部品）を組み立てる組立装置として、ワークの把持や移動、組み付けを行う産業用ロボットを有するものが知られている（特許文献１参照）。この組立装置は、ワークが保持されたトレイや、作業位置となる組立作業台に、産業用ロボットの先端に取り付けられたロボットツールを移動させて、ワークの組み付けや搬送を行うものである。

特開２００４−２９９０５３号公報

ところで、このような組立装置では、ロボットツールを各機器（トレイや組立作業台）に移動するために、産業用ロボットに、各機器の位置情報を教示する必要がある。かかる場合、レイアウト設計ソフトにより作成したレイアウト設計データを作成し、このレイアウト設計データに基づいて、位置情報を教示することが考えられる。
しかしながら、上記のような組立装置における各機器のレイアウト設計では、当該各機器間において、どの機器からどの機器にワークを搬送するか（ワークの受取り・引渡し関係）が大きく関わっている。例えば、機器Ａから機器Ｂにワークを搬送する場合、ワーク搬送のタクトタイムを短縮するためには、機器Ａと機器Ｂとを近接して配置する必要がある。すなわち、上記の位置教示方法では、このような各機器間の受取り・引渡し関係を把握しつつ、レイアウト設計を行うことが必要であり、作業に熟練を要し且つ作業が煩雑であるという問題があった。また、ひいては位置教示を行うことが煩雑である。

本発明は、レイアウト設計に基づいて、複数の機器の位置情報を教示すると共に、各機器間のワークの受取り・引渡し関係を把握しつつ、容易にレイアウト設計を行うことができる産業用ロボットの位置教示装置、産業用ロボットの動作教示装置およびプログラムを提供することを課題としている。

本発明の産業用ロボットの位置教示装置は、複数の機器間でワークを搬送する産業用ロボットに、複数の機器が設置可能な設置領域における複数の機器の位置情報を教示する産業用ロボットの位置教示装置であって、複数の機器のそれぞれについて、他の機器に対するワークの受取り・引渡し関係を規定した授受関係データを取得する授受データ取得手段と、設置領域に対応した設置領域図を表示する領域図表示手段と、各機器を表す各機器イメージを、設置領域図上に配置するための機器イメージ配置手段と、各機器イメージを配置する都度、取得した各授受関係データに基づいて、設置領域図上に配置された各機器イメージを結ぶイメージであると共に、これら対を成す機器のワーク搬送方向を指標する指標イメージを表示する指標表示手段と、各機器イメージの設置領域図上の位置に基づいて、各機器の位置情報を産業用ロボットに教示する位置教示手段と、を備えたことを特徴とする。

この場合、指標イメージは、ワーク搬送方向を指し示す矢印であることが好ましい。

これらの構成によれば、設置領域図上への機器イメージの配置に伴って、ワークを搬送する機器間を結ぶと共に、そのワーク搬送方向を指標する指標イメージを表示することにより、指標イメージによって、各機器間のワークの受取り・引渡し関係を容易に把握することができる。そのため、各機器間の受取り・引渡し関係を把握しつつ、容易にレイアウト設計を行うことができる。また、ひいては、容易に位置教示を行うことができる。また、機器イメージを設置領域図に配置し、それに基づいて各機器の位置情報を教示する構成であるため、直感的に且つ容易に位置情報を教示することができる。さらに、当該構成により、レイアウト設計と各機器の位置教示とを同時に行うことができる。

この場合、矢印は、その線が、対を成す機器間におけるワークの搬送軌跡を、模式的に指標することが好ましい。

この構成によれば、矢印（指標イメージ）の線によって、一対の機器間のワークの搬送軌跡を指標することにより、加えて搬送軌跡を把握しつつ、レイアウト設計を行うことができる、また、ひいては搬送軌跡を把握しつつ、位置教示を行うことができる。

本発明の産業用ロボットの動作教示装置は、産業用ロボットの動作を指示するための動作情報を産業用ロボットに教示する産業用ロボットの動作教示装置であって、複数の機器の授受関係データを設定すると共に、各授受関係データに基づく動作シーケンスを産業用ロボットに教示するシーケンス教示装置と、上記の位置教示装置と、を備え、授受データ取得手段は、シーケンス教示装置によって設定した授受関係データを取得することを特徴とする。

この構成によれば、上記の位置教示装置を用いることで、各機器間のワークの受取り・引渡し関係を加味してワークの位置情報を教示することができる。また、動作シーケンスの教示に用いる授受関係データを、位置情報の教示にも用いることで、動作情報の教示を効率良く行うことができる。

本発明のプログラムは、コンピューターを、上記の産業用ロボットの動作教示装置における各手段として機能させることを特徴とする。

この構成によれば、本プログラムをコンピューターに搭載するだけで、容易に、上記の産業用ロボットの動作教示装置における各手段を構成することができる。

本発明の実施形態に係る自動組立システムのシステム構成図である。 教示データ設計装置の構成要素を示した制御ブロック図である。 シーケンス設計画面を示した図である。 シーケンス設計動作を示したシーケンス設計画面の画面遷移図である。 レイアウト設計画面を示した図である。 レイアウト設計動作を示したレイアウト設計画面の画面遷移図である。 指標イメージの表示方法を示したフローチャートである。 優先順位設定画面を示した図である。 シーケンスデータの作成動作を示したフローチャートである。

以下、添付の図面を参照して、本発明の位置教示装置を適用した自動組立システムについて説明する。この自動組立システムは、複数のワーク（部品）を組み立てるシステムであり、連結して運用されるロボットセル群のうちの、１つのロボットセルを構成するシステムである。特に、この自動組立システムは、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を用いて、直感的且つ容易に、産業用ロボットの動作情報を教示することができる。

図１に示すように、自動組立システム１は、産業用ロボット２およびそれに対応する支持フレーム３からなるセルベース４と、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）５を介して産業用ロボット２に接続すると共に産業用ロボット２を管理するロボット管理端末６と、産業用ロボット２の動作シーケンス設計およびレイアウト設計を行うと共に、これに基づいて、動作情報を産業用ロボット２に教示するための動作教示データを作成する教示データ設計装置（動作教示手段）７と、を備えている。この動作情報とは、当該産業用ロボット２の動作を指示するための情報である。

ユーザーによって、教示データ設計装置７上で、動作シーケンス設計およびレイアウト設計が実施されると、これに基づいて、教示データ設計装置７は、動作教示データを作成し、所定の記録媒体８（ディスク状記録媒体やフラッシュメモリー等）に書き込む。その後、ロボット管理端末６は、記録媒体８から動作教示データを読み取り、さらに、動作教示データを産業用ロボット２に送信する。これにより、産業用ロボット２に動作情報が教示される。すなわち、教示データ設計装置７は、記録媒体８およびロボット管理端末６を介して、産業用ロボット２に、動作情報を教示する。

支持フレーム３は、産業用ロボット２を支持すると共に、エンドエフェクター１１の移動対象となる各ユニット（機器）を支持する。支持フレーム３には、教示データ設計装置７上で設計したレイアウト（レイアウト設計図７５）に基づく配置で、各ユニットが配設される。

産業用ロボット２は、ロボット本体１６と、ロボット本体１６を制御する制御部１７と、を備えている。ロボット本体１６は、把持部であるエンドエフェクター１１と、エンドエフェクター１１を先端に配設し、当該エンドエフェクター１１を対象位置（各ユニット）に移動する多関節アーム１８と、を有している。制御部１７は、教示された動作情報に基づいて、エンドエフェクター１１および多関節アーム１８の駆動を制御する。具体的には、多関節アーム１８を駆動することで、エンドエフェクター１１を対象位置に移動し、対象位置でエンドエフェクター１１を駆動する。このエンドエフェクター１１の駆動により、各種ワークＷが把持、搬送される。

なお、以下、産業用ロボット２によるワークＷの搬送動作を、ユニットを主体とした「受け取る」「引き渡す」という表現で表すものとする。具体的には、産業用ロボット２によって、ある１の「ユニットＡ」から、他の「ユニットＢ」にワークＷを搬送することを表現する際、「ユニットＡ」を主体としたときには、「ユニットＡは、ユニットＢにワークＷを引き渡す」と表現し、「ユニットＢ」を主体としたときには、「ユニットＢは、ユニットＡからワークＷを受け取る」と表現する。

ロボット管理端末６は、産業用ロボット２の各種指示をユーザーから受けると共に、産業用ロボット２の各種情報をユーザーに報知するユーザーインターフェースとして機能するものであり、キーボードやディスプレイ等で構成されている。また、上記記録媒体８の媒体読取機構（図示省略）を有し、記録媒体８から動作教示データを読み取り可能な構成となっている。さらに、ロボット管理端末６は、ＬＡＮ５で産業用ロボット２に接続し、記録媒体８から読み取った動作教示データを産業用ロボット２（制御部１７）に送信する。

次に図２を参照して教示データ設計装置７について説明する。図２に示すように、教示データ設計装置７は、一般的なコンピューターと同様の構成であり、表示手段２１、入力手段２２、媒体書込手段２３、および制御手段２４を有している。表示手段２１は、ディスプレイ２６で構成されており、動作シーケンス設計やレイアウト設計等を行う際の各種設計画面（図３、図５および図８参照）や、動作教示データの作成に係る各種情報を表示する。入力手段２２は、キーボード２７やマウス（ポインティングデバイス）２８等で構成されている。媒体書込手段２３は、上記記録媒体８に動作教示データを書き込む。

制御手段２４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３３と、ハードディスク（ＨＤＤ：Hard disk drive）３４と、を有している。ＣＰＵ３１は、教示データ設計装置７を制御する中央処理装置である。ＲＯＭ３２は、ＣＰＵ３１が各種制御を行うための制御プログラムを記憶しており、ＲＡＭ３３は、ワークエリアとして利用される。また、ハードディスク３４は、各種データおよび各種プログラムを書換可能に記憶している。制御手段２４は、ＲＯＭ３２やハードディスク３４に記憶されたプログラムに従い、ＣＰＵ３１が各種演算処理を行うことで、教示データ設計装置７の各手段を実現している。

ハードディスク３４は、各ユニットのデータであるユニットデータ３６と、動作シーケンス設計を実施させると共に、それに基づきユニットデータを更新するシーケンス設計プログラム３７と、レイアウト設計を実施させると共に、それに基づき、ユニットデータ３６を更新するレイアウト設計プログラム３８と、動作シーケンスにおける各搬送動作の優先順位を設定する優先順位設定プログラム３９と、更新されたユニットデータ３６に基づいて、動作教示データを作成する教示データ作成プログラム４０と、各種設計・設定に用いるイメージ（後述する各ユニットのユニットイメージ５２やロボットイメージ７７等）のデータであるイメージデータ４１と、を記憶している。

すなわち、教示データ設計装置７は、各種設計・設定によって、ユニットデータ３６を更新し、更新したユニットデータ３６に基づいて、動作教示データを作成する。なお、請求項にいう位置教示装置は、教示データ設計装置７、レイアウト設計プログラム３８および教示データ作成プログラム４０により構成されている。また、請求項にいうシーケンス教示装置は、教示データ設計装置７、シーケンス設計プログラム３７および教示データ作成プログラム４０により構成されている。さらに、請求項にいう優先順位設定装置は、教示データ設計装置７、優先順位設定プログラム３９および教示データ作成プログラム４０により構成されている。

ユニットデータ３６は、ユニット種別ごとに各ユニットの情報を記憶するデータである。ここにいう各ユニットとは、セルベース４（支持フレーム３）に設置可能な各種ユニットを示している。ユニット種別としては、「給材系ユニット」「排出系ユニット」「加工系ユニット」「検査系ユニット」および「廃棄系ユニット」がある。「給材系ユニット」は、保持したワークＷ（例えば、未加工のワークＷ）を他のユニットに引き渡し、セルベース４内にワークＷを給材するユニットである。「排出系ユニット」は、他のユニットからワークＷ（例えば、加工済みのワークＷ）を受け取り、セルベース４内からワークＷを排出するユニットである。「加工系ユニット」は、２つのワークＷを受け取って組立加工し、加工済みのワークＷを引き渡すユニットである。「検査系ユニット」は、受け取ったワークＷを検査して、検査済みのワークＷを引き渡すユニットである。「廃棄系ユニット」は、廃棄対象となったワークＷ（例えば、検査でＮＧと判断されたワークＷ）を受け取り、廃棄するユニットである。

ユニットデータ３６は、ユニットごとに、自身の情報であるユニット情報と、他のユニットに対するワークＷの受取り・引渡し関係の情報である授受情報（授受関係データ）と、を記憶する記憶領域を有している。また、分岐要素を有するユニット（主に「検査系ユニット」）では、加えて、当該分岐要素の情報である分岐情報の記憶領域を有している。

ユニット情報は、本ユニットの名称と、本ユニットのサイズ（Ｘ,Ｙ,Ｚ）と、本ユニットの位置情報（Ｘ,Ｙ,Ｚ）と、から成る。本ユニットの名称、サイズおよびＺ軸方向の位置情報は、初期設定もしくはユーザー設定によって設定・記憶される。一方、本ユニットのＸ軸およびＹ軸方向の位置情報は、後述するレイアウト設計動作により設定・記憶される。

授受情報は、上記したように、他のユニットに対するワークＷの受取り・引渡し関係を示す情報である。各ユニットの授受情報は、ワークＷの受取りに関係する受取り関係情報と、ワークＷの引渡しに関係する引渡し関係情報との少なくとも一方から成る。すなわち、ワークＷを受け取るユニット（ユニット種別）は、受取り関係情報を有し、ワークＷを引き渡すユニット（ユニット種別）は、引渡し関係情報を有している。具体的には、「給材系ユニット」の授受情報は、引渡し関係情報から成り、「排出系ユニット」および「廃棄系ユニット」の授受情報は、受取り関係情報から成る。さらに、「加工系ユニット」および「検査系ユニット」の授受情報は、受取り関係情報および引渡し関係情報から成る。

受取り関係情報は、ワークＷを受け取る受取りポートのポート数と、各受取りポートの名称と、各受取りポートのユニット中心点に対する相対的な位置情報（ＸＹＺ）と、各受取りポートのアクセス種別と、各受取りポートに割り振られたポート番号と、各受取りポートにワークＷを引き渡す引渡しユニットの名称と、を有している。ここにいう「ポート」とは、当該ユニットにおけるワークＷの仮想的な出入口を示すものであり、各ユニットの役割に起因して設定されている。例えば、「加工系ユニット」であれば、２つのワークＷを受け取り、１つのワークＷ（加工済みのワークＷ）を引き渡すため、２つの受取りポートと、１つの引渡しポートと、を有している。なお、分岐要素を有するユニットでは、２つの引渡しポートを有し、各引渡しポートを各分岐枝に対応させる。受取りポートのアクセス種別としては、ユニット上の同一位置にワークＷを受け取る「ポイント」と、ユニット上にワークＷを配列して受け取る「パレット」と、がある。また、受取り関係情報は、加えて、「パレット」におけるワークＷのパレット配置数（ＸＹ方向の分割数）の情報を有している。

引渡し関係情報は、ワークＷを引き渡す引渡しポートのポート数と、各引渡しポートの名称と、各引渡しポートのユニット中心点に対する相対的な位置情報（ＸＹＺ）と、各引渡しポートのアクセス種別と、各引渡しポートに割り振られたポート番号と、各引渡しポートからワークＷを受取る受取りユニットの名称と、各引渡しポートに対応した搬送動作のシーケンス優先順位（番号）と、を有している。引渡しポートのアクセス種別としては、受取りポートのアクセス種別と同様に、同一位置からワークＷを引き渡す「ポイント」と、配列したワークＷを引き渡す「パレット」と、がある。また、引渡し関係情報は、「パレット」におけるワークＷのパレット配列数の情報を有している。授受情報（受取り関係情報および引渡し関係情報）のうち、受取りユニットおよび引渡しユニットの名称は、後述する動作シーケンス設計動作により設定・記憶され、シーケンス優先順位は、後述する優先順位設定動作により設定・記憶される。一方、その他の情報は、初期設定もしくはユーザー設定によって設定される。

分岐情報は、上記したように分岐要素に関連する情報を記憶している。各ユニットの分岐条件は、初期設定もしくはユーザー設定によって予め設定されており、ハードディスク３４上の他の記憶領域に記憶されている。一方、分岐情報では、当該分岐条件の分岐数と、当該分岐条件の判定動作周期と、を記憶する。分岐条件の判定動作周期とは、判定動作を行う周期であり、例えば、「検査系ユニット」では、ワークＷが正常（ＯＫ）か異常（ＮＧ）かを判定する検査動作を、何回に１回の周期で行うか、を示す情報である。

シーケンス設計プログラム３７は、シーケンス設計画面５１を表示して、ユーザーに動作シーケンス設計をさせると共に、これに基づいて、上記の受取りユニットおよび引渡しユニットの名称の情報（授受関係データ）を設定・記憶するプログラムである。ここで図３を参照して、シーケンス設計画面５１について説明する。

図３に示すように、シーケンス設計画面５１は、各ユニットを示す各ユニットイメージ（機器イメージ）５２およびコモンブロック５３をリストアップするリスト表示領域５４と、動作シーケンス設計を行う作業エリアとなる作業エリア表示領域５５と、を有している。リスト表示領域５４には、各イメージの種類を示すタブ５６が配置されており、当該各タブ５６をクリックする操作を受けて、イメージの種類別に切り替えて、各イメージをリストアップする。詳細は後述するが、シーケンス設計動作では、リスト表示領域５４上の複数のイメージを、作業エリア表示領域５５上に配置し、更に、これらイメージを結線することで、シーケンス設計図５７を作成する。

各ユニットイメージ５２には、受取り関係情報を有するユニットであれば、１つの受取りポートイメージ６１（図４（ｂ）参照）が付加されており、引渡し関係情報を有するユニットであれば、１つの引渡しポートイメージ６２が付加されている。受取りポートイメージ６１は、画面右側を頂部とする横Ｖ字型を成し、ユニットイメージ５２の画面左側に付加されている。一方、引渡しポートイメージ６２は、画面右側を頂部とする横Ｖ字型を成し、ユニットイメージ５２の画面左側に付加されている。シーケンス設計動作では、各イメージ間で、このポートイメージ６１,６２を結線することで、各イメージを結線する。なお、受取りポートイメージ６１および引渡しポートイメージ６２の数は、各ユニットのポート数に対応するものではなく、例えば、受取りポートのポート数が２つであったとしても、受取りポートイメージ６１は、１つのみ付加されている。このポート数の差は、コモンブロック５３によって調整される。

コモンブロック５３は、動作シーケンスにおける分岐、およびワークＷの分流、合流を示すものであり、縦長方形を成すイメージである。コモンブロック５３は、上記の受取りポートイメージ６１および引渡しポートイメージ６２を有し、これらを各ユニットイメージ５２の各ポートイメージ６１,６２に結線することで、上記分岐、分流および合流を示す。コモンブロック５３は、合流を示すと共に複数の受取りポートイメージ６１および１つの引渡しポートイメージ６２が付加された合流コモンブロック５３ａと、分岐および分流を示すと共に１つの受取りポートイメージ６１および複数の引渡しポートイメージ６２が付加された分岐コモンブロック５３ｂと、がある。例えば、合流コモンブロック５３ａの引渡しポートイメージ６２と、「加工系ユニット」の受取りポートイメージ６１とを結線して用い、「加工系ユニット」へのワークＷの合流を示す。これにより、当該ユニットイメージ５２からの受取りポートイメージ６１（引渡しポートイメージ６２）を、コモンブロック５３を介して増やし、受取りポート（引渡しポート）のポート数に対応させる。

なお、コモンブロック５３は、初期状態で分岐等を有するユニットに対して用いるだけでなく、コモンブロック５３を結線して、ユニットに分岐の付加を設定することも可能である。例えば、「給材系ユニット」の引渡しポートイメージ６２に、コモンブロック５３を結線すると、所定の分岐条件の分岐を付加する設定となっている。かかる際、ユニットデータ３６において、当該ユニットに分岐情報を付加する。なお、付加する分岐の分岐条件は、ユニット種別ごと、もしくはユニットごとに設定され、初期設定もしくはユーザー設定により設定される。

図３（ｂ）は、シーケンス設計図５７が完成した際のシーケンス設計画面５１を示す図である。図３（ｂ）に示すように、シーケンス設計図５７は、複数のイメージ（ユニットイメージ５２およびコモンブロック５３）と、これらを結線する矢印イメージ６３と、から成る。各矢印イメージ６３が、ワークＷの流れ（ワークＷの搬送動作）を表しており、全体として、各ユニット間でワークＷを搬送させる動作シーケンスを示している。

ここで図４を参照して、シーケンス設計プログラム３７によるシーケンス設計動作について説明する。図４に示すように、シーケンス設計動作において、まず、シーケンス設計プログラム３７を実行する教示データ設計装置７は、ユニットデータ３６およびイメージデータ４１に基づいて、表示手段２１により、シーケンス設計画面５１を表示する（機器表示手段）。その後は、ユーザー操作に伴って、作業エリア表示領域５５へのイメージの配置と、イメージの結線とを繰り返すことで、シーケンス設計図５７が作成する。

イメージの配置は、リスト表示領域５４上のイメージを作業エリア表示領域５５上にドラックアンドドロップする操作に伴って行われる。すなわち、ユーザーが、任意のイメージをドラッグし、作業エリア表示領域５５上の任意の位置にドロップする操作を行うと、教示データ設計装置７は、ドラッグしたイメージを、ドロップした位置に配置して表示する（図４（ａ）および（ｂ）参照）。

イメージの結線は、引渡しポートイメージ６２を、受取りポートイメージ６１にドラックアンドドロップする操作に伴って行われる。すなわち、ユーザーが、入力手段２２によって、任意のイメージの引渡しポートイメージ６２をドラッグし、他のイメージの受取りポートイメージ６１上にドロップする操作を行うと（引渡し側機器指定手段）、教示データ設計装置７は、上記任意のイメージと他のイメージとを結線する矢印イメージ６３を表示する（図４（ｃ）参照）。

任意のイメージと、他のイメージとが結線されると、教示データ設計装置７は、当該結線に基づいて、各イメージの授受情報（引渡しユニットおよび受取りユニットの名称）を更新する。すなわち、教示データ設計装置７は、任意のユニットイメージ５２と、他のユニットイメージ５２とが結線された場合には、ユニットデータ３６において、ドロップした受取りポートイメージ６１のユニットの名称を、ドラッグした引渡しポートイメージ６２の引渡しポートにおける受取りユニットの名称として設定・記憶する。これと共に、ドラッグした引渡しポートのユニットの名称を、ドロップした受取りポートイメージ６１の受取りポートにおける引渡しユニットの名称として設定・記憶する（授受データ設定手段）。また、ユニットイメージ５２とコモンブロック５３とが結線され、コモンブロック５３を介してユニットイメージ５２とユニットイメージ５２とが結線された場合にも同様である。

なお、分岐コモンブロック５３ｂの複数の受取りポートイメージ６１と、分岐コモンブロック５３ｂの受取り側に結線したユニット（ユニットイメージ５２）の複数の受取りポートとの対応関係は、初期設定では、画面上側の受取りポートイメージ６１を、１番目の受取りポートとして順に設定されている。しかしながら、これをユーザー設定によって設定変更することも可能である。具体的には、ユーザーは、分岐後の矢印イメージ６３を指定（クリック）し、当該対応関係を設定する。

このイメージの配置とイメージの結線とを繰り返すことで、所望のシーケンス設計図５７を作成したら（図４（ｄ）参照）、本動作を終了する。なお、ユニット間の搬送動作ではない産業用ロボット２の動作を設定すべく、矢印イメージ６３上に当該動作を示すアクションポイントを設定可能なようにしてもよい。当該動作として、ワークＷの姿勢変更（裏返し）等が考えられる。

レイアウト設計プログラム３８は、レイアウト設計画面７１を表示して、ユーザーにレイアウト設計をさせると共に、これに基づいて、ユニットデータ３６における各ユニットのＸＹ方向の位置情報を設定するプログラムである。ここで図５を参照して、レイアウト設計画面７１について説明する。

図５に示すように、レイアウト設計画面７１は、複数のユニットイメージ５２を表示するユニット表示領域７２と、各ユニットイメージ５２を配置する設置領域図７３を表示する領域図表示領域７４と、を有している。詳細は後述するが、レイアウト設計動作では、ユニット表示領域７２上のユニットイメージ５２を、設置領域図７３上に配置して、レイアウト設計図７５を作成する。

ユニット表示領域７２では、上記のシーケンス設計図５７で配置された複数のユニットイメージ５２のみを表示する。すなわち、動作シーケンスに組み込まれたユニットのみ、ユニットイメージ５２として表示する。

設置領域図７３は、各ユニットが設置可能な設置領域（具体的には、支持フレーム３周り）を模式的に表した平面図であり、当該設置領域に対応した図である。設置領域図７３には、支持フレーム３を表すフレームイメージ７６と、産業用ロボット２を表すロボットイメージ７７と、産業用ロボット２におけるエンドエフェクター１１の移動可能領域７８と、が配置されている。これらの配置は、実地の配置に対応している。なお、領域図表示領域７４上に、表示したユニットイメージ５２の位置および設置領域図７３を正逆反転する反転アイコン８０を配置し、これらの表示を反転表示可能とするようにしても良い（図５参照）。

ここで図６を参照して、レイアウト設計プログラム３８によるレイアウト設計動作について説明する。図６に示すように、レイアウト設計動作において、まず、レイアウト設計プログラム３８を実行する教示データ設計装置７は、ユニットデータ３６およびイメージデータ４１に基づいて、表示手段２１により、レイアウト設計画面７１を表示する（領域図表示手段）。その後は、ユーザー操作に伴って、各ユニットイメージ５２を設置領域図７３上に配置することで、レイアウト設計図７５を作成する（図６（ａ）ないし（ｄ）参照）。

ユニットイメージ５２の配置は、ユニット表示領域７２上のユニットイメージ５２を設置領域図７３（領域図表示領域７４）上にドラッグアンドドロップする操作によって行われる。すなわち、ユーザーが、任意のユニットイメージ５２をドラッグし、設置領域図７３上の任意の位置にドロップする操作を行うと、教示データ設計装置７は、ドラッグしたユニットイメージ５２を、ドロップした位置に配置して表示する（機器イメージ配置手段）。

ユニットイメージ５２が配置されると、設置領域図７３上の位置に対応するＸＹ方向の位置情報を、ユニットデータ３６における当該ユニットのＸＹ方向の位置情報として記憶・設定する。

加えて、ユニットイメージ５２が配置された際、これに伴って、配置されている各ユニット間におけるワークＷの受取り・引渡し関係を示した指標イメージ７９を、設置領域図７３上に表示する（指標表示手段）。指標イメージ７９は、ワークＷの搬送先と搬送元との関係にあるユニット間を結ぶと共に、ワーク搬送方向を指し示す矢印である。ここで図７を参照して、指標イメージ７９の表示方法について詳細に説明する。

図７に示すように、各ユニットイメージ５２が配置されると（Ｓ１：Ｙｅｓ）、教示データ設計装置７は、配置されている各ユニットイメージ５２に対象として（Ｓ２、Ｓ７およびＳ８）、指標イメージ７９の表示判定を行い（Ｓ３〜Ｓ５）、指標イメージ７９を表示する（Ｓ６）。すなわち、まず、ユニットデータ３６における対象のユニットの引渡しポートの有無を判定する（Ｓ３）。対象のユニットが、引渡しポートを有していない場合（Ｓ３：Ｎｏ）には、指標イメージ７９の表示をキャンセルする。一方、対象のユニットが、引渡しポートを有している場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）には、対象のユニットの各引渡しポートにおける受取りユニットの名称を抽出する（授受関係データ取得手段）（Ｓ４）。次に、抽出した各受取りユニットの名称を、配置されているユニット（ユニットイメージ５２）の中から検出する（Ｓ５）。各受取りユニットのそれぞれにおいて、その名称を有するユニットが検出された場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）には、対象のユニットのユニットイメージ５２と、検出したユニットのユニットイメージ５２とを結ぶと共に、検出したユニットイメージ５２を指し示す指標イメージ７９を表示する（Ｓ６）。

なお、複数の引渡しポートに対し、それぞれ各受取りユニットの名称を有するユニットが検出された場合には、複数本の指標イメージ７９を表示するが、当該複数の引渡しポートが、分岐条件の分岐枝に対応するものであるときには、複数本の指標イメージ７９において、搬送元側半分を共有線として表示する。

上記のユニットイメージ５２の配置を繰り返すことで、ユニット表示領域７２上の全ユニットイメージ５２を配置する。これにより、レイアウト設計図７５を作成したら、本動作を終了する。なお、レイアウト設計動作において、指標イメージ７９を指定（クリック）し、対応する搬送動作の各種設定（例えば、移動高さ、移動速度、高さ方向移動加速度等の設定）を行うようにしても良い。また、ユニットイメージ５２を指定し、対応するユニットの各種設定・変更を行うようにしても良い。

優先順位設定プログラム３９は、優先順位設定画面８１を表示すると共に、各指標イメージ７９に対応する搬送動作の優先順位を設定するプログラムである。優先順位設定画面８１は、レイアウト設計図７５を表示した設計図表示領域８２を有している。

ここで図８を参照して、優先順位設定プログラム３９による優先順位設定動作について説明する。優先順位設定動作において、まず、優先順位設定プログラム３９を実行する教示データ設計装置７は、表示手段２１により、優先順位設定画面８１を表示する（図８（ａ）参照）。次に、ユーザー操作に伴って、各指標イメージ７９の搬送動作に、優先順位を設定する（図８（ｂ）参照）。具体的には、ユーザーが、レイアウト設計図７５上の任意の指標イメージ７９を指定（クリック）する操作を行うと、教示データ設計装置７は、優先順位を示す番号のリストを表示する。次に、ユーザーがこれを選択する操作を行うと、教示データ設計装置７は、選択した番号を指定した指標イメージ７９上に表示すると共に、ユニットデータ３６において、選択した番号を、当該指標イメージ７９の搬送元の引渡しポートにおけるシーケンス優先順位として設定する。これを所望の指標イメージ７９に実施することで、優先順位設定が行われる。なお、優先順位（シーケンス優先順位）は１以上の番号で示し、１に近づくほど優先順位が高いものとする。また、ここで設定しなかった指標イメージ７９の優先順位（引渡しポートのシーケンス優先順位）は、もっとも優先順位の低い設定として「０」に設定する。

教示データ作成プログラム４０は、各種設定によって更新されたユニットデータ３６に基づいて、シーケンスデータとポイントデータとからなる動作教示データを作成するプログラムである。まず、図９を参照して、教示データ作成プログラム４０によるシーケンスデータの作成動作について説明する。

図９に示すように、シーケンスデータの作成動作において、まず、教示データ作成プログラム４０を実行する教示データ設計装置７は、ユニットデータ３６から各種データを抽出して、各指標イメージ７９に対応する各搬送動作の搬送動作データを作成する（Ｓ１１）。各搬送動作データは、本搬送動作の搬送元ユニットの名称と、本搬送動作の搬送元ポート番号と、本搬送動作の搬送先ユニットの名称と、本搬送動作の搬送先ポート番号と、本搬送動作のシーケンス優先番号とから成り、異なるシーケンス番号が順に付番されている。

搬送動作データは、ユニットデータ３６における引渡しポートごとに各情報が抽出され、作成される。各搬送動作データの作成では、まず、シーケンス番号を付番すると共に、各引渡しポートを有するユニットの名称を、搬送元ユニットの名称として抽出する。また、各引渡しポートのポート番号を、搬送元ポート番号として抽出する。さらに、各引渡しポートの受渡しユニットの名称を、搬送先ユニットの名称として抽出する。またさらに、搬送先ユニットの受取りポートのうち、搬送元ユニットを引渡しユニットとする受取りポートのポート番号を、搬送先ポート番号として抽出する。加えて、各引渡しポートのシーケンス優先順位を、搬送動作のシーケンス優先番号として抽出する。

複数（指標イメージ７９の数と同数）の搬送動作データを作成したら、各搬送動作データに動作開始シーケンス番号を付加する（Ｓ１２）。動作開始シーケンス番号とは、本搬送動作の前に行われる搬送動作のシーケンス番号であり、本搬送動作のトリガーとなる搬送動作のシーケンス番号である。動作開始シーケンス番号の付加は、搬送動作データの相互間の情報を用いて行われる。具体的には、搬送動作データごとに、本搬送動作データの搬送元ユニットの名称が、搬送先ユニットの名称となっている搬送動作データを検出する。その後、検出した搬送動作データのシーケンス番号を、本搬送動作データの動作開始シーケンス番号として抽出・付加する。なお、当該搬送動作データが複数検出された場合には、複数の動作開始シーケンス番号を抽出・付加する。

各搬送動作データに動作開始シーケンス番号を付加したら、シーケンス優先順位の高い順に、優先動作番号を１つずつ付番していく（Ｓ１３）。最後に、各搬送動作データを、優先動作番号順に、シーケンスコードとしてコード化して並べ、シーケンスデータを作成する（Ｓ１４）。シーケンスコードは、シーケンス番号と、シーケンスのコメントと、搬送元ポート番号と、搬送先ポート番号と、動作開始シーケンス番号の数と、各動作開始シーケンス番号と、から成る（例えば、「００１，ポイント００１からポイント００２に搬送する，００１，００２，１，００２」等）。教示データ設計装置７は、各搬送動作データから、シーケンス番号、搬送元ポート番号、搬送先ポート番号、動作開始シーケンス番号の数および各動作開始シーケンス番号を抽出し、これらに基づいてシーケンスのコメントを生成し、シーケンスコードを作成する。全搬送動作データをシーケンスコード化して並べることで、シーケンスデータを作成する。産業用ロボット２では、このシーケンスデータの各シーケンスコードを並び順に参酌し、実行可能な最前のシーケンスコードの搬送動作を実行する（この「実行可能」とは、例えば、動作開始シーケンス番号のシーケンスコードが実行された後である場合であり、且つ当該搬送動作が分岐枝を示すものであるとき、当該分岐枝の分岐条件を満たしている場合である）。１の搬送動作を実行すると、再度、各シーケンスコードを最初から並び順に参酌して、搬送動作を繰り返す。これにより、設計した動作シーケンスを実行する。

次に、ポイントデータの作成動作について説明する。ポイントデータは、各ポートの位置情報のデータであり、各ポート番号と位置情報とを対応付けるデータである。ポイントデータは、ポートごとのポイントコードを、ポート番号順に並べたものであり、ポートコードは、ポート番号と、ポートの位置情報（ＸＹＺ）と、パレット配置数（ＸＹ方向の分割数）と、から成る（例えば、「００１，１０，２０，０，２，２」等）。ポイントデータの作成動作において、教示データ作成プログラム４０を実行する教示データ設計装置７は、ポート番号およびパレット配置数を、ユニットデータ３６から抽出し、一方、ポートの位置情報を、ユニットの位置情報（ＸＹＺ）と、ポートのユニットに対する相対的な位置情報（ＸＹＺ）と、を足し合わせて求める。これにより、各ポートコードを作成し、これを並べることで、ポイントデータを作成する。

教示データ設計装置７により作成したシーケンスデータおよびポイントデータは、動作教示データとして、記録媒体８およびロボット管理端末６を介して、産業用ロボット２に送られる。これにより、教示データ設計装置７は、産業用ロボット２に動作情報を教示する（位置教示手段）。

以上のような構成によれば、レイアウト設計動作において、設置領域図７３上へのユニットイメージ５２の配置に伴って、ワークＷを搬送する機器間を結ぶと共に、そのワーク搬送方向を指標する指標イメージ７９を表示することにより、指標イメージ７９によって、各ユニット間のワークＷの受取り・引渡し関係を容易に把握することができる。そのため、各ユニット間の受取り・引渡し関係を把握しつつ、容易にレイアウト設計を行うことができる。また、ひいては、容易に位置教示を行うことができる。また、ユニットイメージ５２を設置領域図７３に配置し、それに基づいて各ユニットの位置情報を教示する構成であるため、直感的に且つ容易に位置情報を教示することができる。さらに、当該構成により、レイアウト設計と各ユニットの位置教示とを同時に行うことができる。

また、動作情報を教示する装置（教示データ設計装置７）において、動作シーケンスの教示に用いる授受関係データ（受取りユニットおよび引渡しユニットの名称の情報）を、位置情報の教示（レイアウト設計）にも用いることで、動作情報の教示を効率良く行うことができる。

さらに、各指標イメージ７９に対し、対応する搬送動作の優先順位を設定することにより、動作シーケンスの各搬送動作に、優先順位を設定・付加することができるため、より複雑な動作シーケンスを作成することができる。

またさらに、シーケンス設計動作において、複数のユニットイメージ５２を表示し、表示した複数のユニットイメージ５２の中から、引渡し側のユニットを指定すると共に、その指定結果に基づいて、授受関係データ（受取りユニットおよび引渡しユニットの名称の情報）を設定する構成であるため、授受関係データを、容易に且つ直感的に設定することができる。

なお、本実施形態においては、指標イメージ７９が、単に、ユニットイメージ５２間を結ぶと共に、ワーク搬送方向を指標する矢印であったが、この矢印の線が、対象のユニット間におけるワークＷの搬送軌跡を、模式的に指標するものであっても良い。かかる場合、加えてワークＷの搬送軌跡を把握しつつ、レイアウト設計を行うことができる、また、ひいては搬送軌跡を把握しつつ、位置教示を行うことができる。

また、本実施形態においては、複数のユニットにおける各ポートの位置情報を教示する構成であったが、直接、複数のユニットの位置情報を教示する構成であっても良い。

さらに、本実施形態においては、ロボット管理端末６および記録媒体８を介して動作情報（動作シーケンスおよび位置情報）を教示する構成であったが、教示データ設計装置７がロボット管理端末６に接続されている構成であっても良いし、教示データ設計装置７が、産業用ロボット２（制御部１７）に直接接続し、直接、動作情報を教示する構成であっても良い。

またさらに、本実施形態おいては、動作情報として、動作シーケンスと各ユニット（の各ポート）の位置情報とを教示する構成であったが、いずれか一方のみを教示する構成であっても良い。

また、本実施形態においては省略したが、シーケンス設計動作の際、ユニットイメージ５２および、ユニットデータ３６における当該ユニットの各種情報を、新規作成する構成であっても良い。かかる場合、専用の設定画面を表示し、各種情報を設定し、ユニットデータ３６およびイメージデータ４１に記憶する。

さらに、本実施形態においては、レイアウト設計図７５上で、指標イメージ７９に対応する各搬送動作に、優先順位を設定する構成であったが、シーケンス設計図５７上で、矢印イメージ６３に対応する各搬送動作に、優先順位を設定する構成であっても良い。ひいては、シーケンス設計動作の際に、優先順位を設定する構成であっても良い。

２：産業用ロボット、 ７：教示データ設計装置、 ２１：表示手段、 ２２：入力手段、 ２３：媒体書込手段、 ３７：シーケンス設計プログラム、 ３８：レイアウト設計プログラム、 ３９：優先順位設計プログラム、 ４０：教示データ作成プログラム、 ５２：ユニットイメージ、 ７３：設置領域図、 ７９：指標イメージ、 Ｗ：ワーク

Claims (5)

1. 複数の機器間でワークを搬送する産業用ロボットに、前記複数の機器が設置可能な設置領域における前記複数の機器の位置情報を教示する産業用ロボットの位置教示装置であって、
   前記複数の機器のそれぞれについて、他の機器に対する前記ワークの受取り・引渡し関係を規定した授受関係データを取得する授受データ取得手段と、
   前記設置領域に対応した設置領域図を表示する領域図表示手段と、
   前記各機器を表す各機器イメージを、前記設置領域図上に配置するための機器イメージ配置手段と、
   前記各機器イメージを配置する都度、取得した前記各授受関係データに基づいて、前記設置領域図上に配置された前記各機器イメージを結ぶイメージであると共に、これら対を成す機器のワーク搬送方向を指標する指標イメージを表示する指標表示手段と、
   前記各機器イメージの前記設置領域図上の位置に基づいて、前記各機器の位置情報を前記産業用ロボットに教示する位置教示手段と、を備えたことを特徴とする産業用ロボットの位置教示装置。
2. 前記指標イメージは、前記ワーク搬送方向を指し示す矢印であることを特徴とする請求項１に記載の産業用ロボットの位置教示装置。
3. 前記矢印は、その線が、前記対を成す機器間における前記ワークの搬送軌跡を、模式的に指標することを特徴とする請求項２に記載の産業用ロボットの位置教示装置。
4. 前記産業用ロボットの動作を指示するための動作情報を前記産業用ロボットに教示する産業用ロボットの動作教示装置であって、
   前記複数の機器の前記授受関係データを設定すると共に、前記各授受関係データに基づく動作シーケンスを前記産業用ロボットに教示するシーケンス教示装置と、
   請求項１ないし３のいずれかに記載の産業用ロボットの位置教示装置と、を備え、
   前記授受データ取得手段は、前記シーケンス教示装置によって設定した前記授受関係データを取得することを特徴とする産業用ロボットの動作教示装置。
5. コンピューターを、請求項４に記載の産業用ロボットの動作教示装置における各手段として機能させるためのプログラム。

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