JP5386921B2

JP5386921B2 - 産業用ロボットの位置教示装置、動作プログラム作成装置、産業用ロボットの位置教示方法およびプログラム

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Publication number: JP5386921B2
Application number: JP2008262516A
Authority: JP
Inventors: 正幸奥山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2028-10-09
Also published as: JP2010089218A

Description

本発明は、産業用ロボットに、対象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、動作プログラム作成装置、産業用ロボットの位置教示方法およびプログラムに関するものである。

従来、複数の部品を組み立てる組立装置として、部品の把持や移動、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、部品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（エンドエフェクタ）を移動して、部品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、産業用ロボットに、各機器の座標を直接入力して教示する方法が考えられる。
しかしながら、このような方法では、実地における、もしくはレイアウト設計によって決定した配置における各機器の座標を取得し、取得した座標をキーボード等で入力する必要がある。そのため、直感的に教示処理を行うことができないといった問題があった。また、教示処理の際、各機器の視覚的な位置を、座標という数値的な要素に変換する必要があるため、教示処理が煩雑となってしまうという問題があった。また、これにより、変換ミスが生じやすくなるという問題もある。

本発明は、容易且つ直感的に位置情報を教示することができる産業用ロボットの位置教示装置、動作プログラム作成装置、産業用ロボットの位置教示方法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、対象機器を移動目標としてエンドエフェクタを移動する産業用ロボットに、対象機器を設置可能な設置領域上における、対象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、設置領域に対応した設置領域図と対象機器を表す機器イメージとを記憶する記憶手段と、対象機器の機能に応じて設けられ且つ当該機能を特定するユニット種別を選択する操作の操作情報を取得するユニット種別選択手段と、設置領域図を表示すると共に、ユニット種別に対応した属性がそれぞれ設定され且つ機器イメージの配置点の候補となる複数の候補配置点を、設置領域図上に所定の配置パターンで表示する領域図表示手段と、複数の候補配置点のうち、いずれかの候補配置点に、機器イメージを配置する操作の操作情報を取得する機器イメージ配置手段と、配置した機器イメージの設置領域図上の位置に対応した対象機器の位置情報を教示する位置教示手段と、を備え、領域図表示手段は、複数の候補配置点のうち、選択したユニット種別に対応する属性の候補配置点のみを表示することを特徴とする。

本発明の産業用ロボットの位置教示方法は、コンピュータを用いて、対象機器を移動目標としてエンドエフェクタを移動する産業用ロボットに、対象機器を設置可能な設置領域上における、対象機器の位置情報を教示する産業用ロボットの位置教示方法であって、コンピュータは、設置領域に対応した設置領域図と、対象機器を表す機器イメージと、を記憶する記憶工程と、対象機器の機能に応じて設けられ且つ当該機能を特定するユニット種別を選択する操作の操作情報を取得するユニット種別選択工程と、設置領域図を表示すると共に、ユニット種別に対応した属性がそれぞれ設定され且つ機器イメージの配置点の候補となる複数の候補配置点を、設置領域図上に所定の配置パターンで表示する領域図表示工程と、複数の候補配置点のうち、いずれかの候補配置点に、機器イメージを配置する操作の操作情報を取得する機器イメージ配置工程と、配置した機器イメージの設置領域図上の位置に対応した対象機器の位置情報を教示する位置教示工程と、を実行し、領域図表示工程では、複数の候補配置点のうち、選択したユニット種別に対応する属性の候補配置点のみを表示することを特徴とする。

これらの構成によれば、ユーザが、機器イメージ配置手段（機器イメージ配置工程）にて、設置領域図上に機器イメージを配置すると、配置した機器イメージの位置に基づいて、位置情報が教示される。このように、設置領域図上に機器イメージを配置するだけで、容易に位置情報を教示することができる。また、実地の設置領域に対応した設置領域図の表示により、直感的に位置情報の教示を行うことができるため、ユーザにとって扱い易いものとなる。さらに、設置領域図に機器イメージを配置する構成であるため、レイアウト設計と位置教示とを同時に行うことができる。
また、適切な設置箇所を複数の候補配置点に設定することで、産業用ロボットが届かない位置への配置等、不適切な位置への配置を防止することができる。

この場合、記憶手段は、複数の候補配置点の複数の配置パターンを記憶し、複数の配置パターンの中から、上記所定の配置パターンを選択する操作の操作情報を取得する配置パターン選択手段を、更に備えたことが好ましい。

対象機器の種別や設置環境等の違いによって、適切な配置パターンは異なる。それに対し、上記構成によれば、記憶した複数の配置パターンの中から、候補配置点の表示に用いる配置パターン（上記所定の配置パターン）を選択することにより、各種条件に対応した適切な配置パターンを用いることができる。

この場合、記憶手段は、対象機器を支持するための複数種の支持フレームと、複数の候補配置点の複数の配置パターンとを対応付けて記憶し、複数種の支持フレームの中から、いずれかの支持フレームを選択する操作の操作情報を取得する支持フレーム選択手段と、選択した支持フレームに対応する配置パターンを、上記所定の配置パターンに設定する配置パターン設定手段と、を備えたことが好ましい。

対象機器を支持する支持フレームの違いに依存して、適切な配置パターンは変化する。上記構成によれば、選択した支持フレームに対応して、候補配置点の表示に用いる配置パターン（上記所定の配置パターン）を設定するため、各種支持フレームに対応した適切な配置パターンを用いることができる。

これらの場合、領域図表示手段は、産業用ロボットを表すロボットイメージを、当該産業用ロボットの設置領域上の位置情報に対応した設置領域図上の位置に、表示することが好ましい。

この構成によれば、実地の産業用ロボットの位置に対応して、ロボットイメージを配置し表示することにより、ユーザは、産業用ロボットとの位置関係を把握しながら、機器イメージの配置を行うことができる。そのため、より直感的に位置情報を教示することができる。

この場合、記憶手段は、対象機器の候補となる複数の候補機器を示す複数の候補機器イメージを記憶し、複数の候補機器イメージを表示する候補機器表示手段と、表示した複数の候補機器イメージから、１の候補機器イメージを選択することで、複数の候補機器から対象機器を選択する操作の操作情報を取得する対象機器選択手段と、を更に備えることが好ましい。

この構成によれば、表示した複数の候補機器イメージから、１の候補機器イメージを選択することで対象機器を選択し、その選択した対象機器の機器イメージ（候補機器イメージ）を設置領域図上に配置する。これにより、複数の機器の位置情報を教示することができる。また、一連の動作を表示手段上で行うことができるため、ユーザにとってより扱い易いものとなる。なお、対象機器を選択した後、配置を行う構成であっても良いし、設置領域図上の配置点を指定した後、対象機器を選択して、対象機器を当配置点に配置する構成であっても良い。また、ポインティングデバイスを用い、設置領域図上に１の候補機器イメージをドラッグアンドドロップすることで一連の動作を行うものであっても良い。

本発明の動作プログラム作成装置は、上記の産業用ロボットの位置教示装置により教示した位置情報を用いて、産業用ロボットの動作プログラムを作成することを特徴とする。

この構成によれば、容易に位置情報を教示することができ、且つ扱い易い位置教示装置を用いることで、動作プログラムを容易に作成することができる。

本発明のプログラムは、コンピュータに、上記の産業用ロボットの位置教示方法における各工程を実行させる。

この構成によれば、コンピュータに本プログラムを搭載するだけで、上記の産業用ロボットの位置教示方法における各工程を容易に実行させることができる。

以下、添付の図面を参照して、本発明の産業用ロボット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、配置図（設置領域図）を表示するＧＵＩ（Graphical User Interface）を用いて、直感的且つ容易に、移動対象（移動目標）となる各ユニット（対象機器）の位置情報を産業用ロボットに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１０と、各ユニットの位置を教示する位置教示装置４と、を備えている。また、セルベース１０と位置教示装置４とは、ＬＡＮ５を介して接続されている。

産業用ロボット２は、ロボット本体６と、ロボット本体６を制御する制御部７と、を備えている。ロボット本体６は、把持部であるエンドエフェクタ８と、エンドエフェクタ８を先端に配設し、当該エンドエフェクタ８を対象位置（各ユニット）に移動する多関節アーム９と、を有している。制御部７は、位置教示装置４から教示された各ユニットの位置情報に基づいて、エンドエフェクタ８および多関節アーム９の駆動を制御する。具体的には、多関節アーム９を駆動することで、エンドエフェクタ８を対象位置に移動し、対象位置でエンドエフェクタ８を駆動する。このエンドエフェクタ８の駆動により、各種ワークが把持、搬送される。なお、エンドエフェクタ８は、ワークの種類に応じて付け替えができるように、着脱可能に構成されることが好ましい。また、１のロボット本体６に、複数種類のワークに対応した複数のエンドエフェクタ８を取付可能な構成としても良い。

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８の移動対象となる各ユニットを支持するもの（各ユニットが配設されるもの）である。なお、支持フレーム３は、産業用ロボット２および各ユニットに対応したものを用いる。

次に図２を参照して位置教示装置４について説明する。位置教示装置４は、支持フレーム３を中心とする実地の設置領域に対応した配置図Ａ（図４参照）を表示し、ユーザに対して各ユニットのレイアウト設計を促すと共に、このレイアウト設計に基づく各ユニットの設置領域上の位置情報を、産業用ロボット２に教示する。なお、この配置図Ａ上で行ったレイアウト設計に倣って、支持フレーム３に各ユニットが配設される。

図２に示すように、位置教示装置４は、一般的なコンピュータと同様の構成であり、表示機構１１、入力機構１２、通信機構１３および制御機構１４を有している。表示機構１１は、ディスプレイ１６で構成されており、位置教示装置４の制御に係る操作画面（設計画面５１，図４参照）や、当制御に係る各種情報を表示する。入力機構１２は、キーボード１７やマウス（ポインティングデバイス）１８等で構成されている。通信機構１３は、前述したＬＡＮ５と接続されるのであり、産業用ロボット２の制御部７に対して情報の入出力を行う。

制御機構１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３と、ハードディスク（ＨＤＤ：Hard disk drive）（記憶手段）２４と、を有している。ＣＰＵ２１は、位置教示装置４を制御する中央処理装置である。ＲＯＭ２２は、ＣＰＵ２１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、ＲＡＭ２３は、ワークエリアとして利用される。また、ハードディスク２４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。制御機構１４は、ＲＯＭ２２やハードディスク２４に記憶されたプログラムに従い、ＣＰＵ２１が各種演算処理を行うことで、位置教示装置４の各手段を実現している。

次に図３を参照して制御機構１４によって実現される各手段について説明する。図３に示すように、制御機構１４は、設計データ記憶手段３１と、データ読込手段３２と、操作情報取得手段３３と、設計画面表示手段３４と、木構造データ構築手段３５と、木構造データ送信手段（位置教示手段）３６と、を実現する。制御機構１４は、設計画面表示手段３４により、配置図Ａを含むレイアウトの設計画面５１を表示し、木構造データ構築手段３５により、ユーザによるレイアウト設計に基づいて、各ユニットの位置情報を伴う木構造データを構築する。さらに、木構造データ送信手段３６により、構築した木構造データを産業用ロボット２に送信することで、産業用ロボット２に各ユニットの位置情報を教示する。

設計データ記憶手段３１は、セルデータ記憶手段４１と、ユニットデータ記憶手段４２と、を備えている。セルデータ記憶手段４１は、複数のセルベース１０に関するデータであるセルデータを、各セルベース１０に対応したフォルダに記憶する。各フォルダには、セルベース１０に対応したセルベースイメージ７０（図７：Ｄ１参照）と、支持フレーム３の平面図を表すフレームイメージ７４と、産業用ロボット２の平面図を表すロボットイメージ７５と、配置図Ａ上におけるロボットイメージ７５の座標と、その座標に対する産業用ロボット２の搬送可能範囲データおよび可動範囲データと、配置図Ａ上の配置候補となる候補配置点７８の配置パターン（各候補配置点７８の座標）と、各候補配置点７８の位置情報と、を記憶している（各イメージおよび候補配置点７８は、図４および図７参照）。ここで、ロボットイメージ７５の座標は、実地の設置領域における産業用ロボット２の位置に対応している。また、候補配置点７８の配置パターンは、当該セルベース１０（支持フレーム３）において、各ユニットが適切に配設可能な位置に対応している。なお、各ユニットの取り付け構造によって、適切に配設可能な位置が異なるため、各候補配置点７８には、取り付け構造に対応した属性が設定されている。候補配置点７８の属性は、後述するユニット種別の取付位置に対応しており、「接続ユニット」、「給材ユニット」、「処理ユニット」の取付位置に対応した「ＷｏｒｋｉｎｇＰｏｉｎｔｓ」と、「カメラユニット」の取付位置に対応した「ＶｉｅｗＰｏｉｎｔｓ」と、「ハンドユニット」の取付位置に対応した「Ｈａｎｄ」と、がある。

ユニットデータ記憶手段４２は、エンドエフェクタ８の移動対象である各ユニットや、エンドエフェクタ８となるハンドユニットに関するユニットデータを、各ユニットに対応したフォルダに記憶する。このフォルダ内には、各ユニットの平面図を表したユニットイメージ（機器イメージ）８１が記憶されている（図４参照）。また、各ユニットには、「接続ユニット」、「給材ユニット」、「処理ユニット」、「カメラユニット」および「ハンドユニット」といったユニット種別が設定されており、各ユニットデータのフォルダは、このユニット種別ごとのフォルダに記憶されている。

データ読込手段３２は、設計データ記憶手段３１から各種データを読み込む。読み込んだ各種データは、設計画面表示手段３４による表示や木構造データ構築手段３５によるデータ構築に用いられる。

操作情報取得手段３３は、キーボード１７からの操作情報を取得するキーボード操作情報取得手段４５と、マウス１８からの入力データに基づいて、設計画面５１に対する操作情報を取得するマウス操作情報取得手段４６と、を備えている。マウス操作情報取得手段４６は、クリックやドラッグアンドドロップ等の操作の操作情報（座標情報を含む）を取得する。

設計画面表示手段３４は、レイアウトの設計画面５１（図４参照）を、ディスプレイ１６に表示させるものである。ここで図４を参照して設計画面５１について説明する。図４に示すように、設計画面５１は、セルリスト７１（図７：Ｄ１参照）およびユニットリスト７２を選択的に表示するリスト表示領域５２と、配置図Ａを表示する配置図表示領域５３と、操作中のユニットに関する対象物情報を表示する対象物情報表示領域５４、５５、５６と、配置したユニットを表示する配置ユニット表示領域５７と、を有している。つまり、図３に示すように、設計画面表示手段３４は、各表示領域に対応して、リスト表示手段（候補機器表示手段）６１と、配置図表示手段（領域図表示手段）６２と、対象物情報表示手段６３と、配置ユニット表示手段６４と、を有している。

リスト表示手段６１は、読み込んだ各セルデータから、セルベース名およびセルベースイメージ７０を抽出してセルリスト７１を生成する共に、読み込んだ各ユニットデータから、ユニット名およびユニットイメージ８１を抽出して、ユニットリスト７２を生成する。リスト表示手段６１は、リスト表示領域５２の上部に、「セルベース」「接続ユニット」「給材ユニット」といった複数のタグ７３を表示し、生成したセルリスト７１およびユニット種別ごとのユニットリスト７２を、タグ７３のクリックによって切り替えて、リスト表示領域５２上に表示する。

配置図表示手段６２は、配置図Ａを生成し、配置図表示領域５３に表示する配置図生成手段６７と、配置図Ａを更新する配置図更新手段６８と、を備えている。配置図生成手段６７は、セルリスト７１のうちの任意のセルベースイメージ７０が、配置図表示領域５３上にドラッグアンドドロップされた際（当該ドラッグアンドドロップの操作情報を取得した際）、そのセルベース１０の配置図Ａを生成し、配置図表示領域５３上に表示する。配置図Ａは、支持フレーム３を中心とした各ユニットの設置領域を仮想的に表した平面図である。配置図生成手段６７は、読み込んだセルデータに基づいて、フレームイメージ７４、ロボットイメージ７５、産業用ロボット２の搬送可能範囲７６および可動範囲７７を配置すると共に、セルデータ上の配置パターンで候補配置点７８を配置した配置図Ａを生成する。すなわち、任意のセルベースイメージ７０が、配置図表示領域５３にドラッグアンドドロップ（選択）されると、これに伴って複数種の支持フレーム３から１の支持フレーム３を決定する。さらに、配置図生成手段６７は、決定した支持フレーム３に対応する配置パターンで、候補配置点７８を配置図Ａ上に配置する。このように、請求項にいう支持フレーム選択手段は、マウス１８、マウス操作情報取得手段４６および設計画面表示手段３４により、構成されており、配置パターン設定手段は、セルデータ記憶手段４１および配置図生成手段６７により、構成されている。

なお、ここで表示する候補配置点７８は、選択（クリック）したタグ７３に対応した属性の候補配置点７８のみ表示する。例えば、「接続ユニット」のタグ７３が選択された場合は、「接続ユニット」に対応する属性である「ＷｏｒｋｉｎｇＰｏｉｎｔｓ」の候補配置点７８のみ表示する。なお、「セルベース」のタグ７３が選択された場合には、全ての候補配置点７８を表示する。

配置図更新手段６８は、ユニットリスト７２のユニットイメージ８１が、任意の候補配置点７８にドラッグアンドドロップ（配置）された際（当該ドラッグアンドドロップの操作情報を取得した際）、配置図Ａを更新する。厳密には、ドラッグアンドドロップされた際、対象となった候補配置点７８上に、そのユニットイメージ８１を重畳して表示する。なお、ここで配置したユニットイメージ８１も、候補配置点７８と同様、選択したタグ７３のユニット種別に属するユニットイメージ８１のみ表示し、「セルベース」のタグ７３が選択された際には、配置した全てのユニットイメージ８１を表示する。また、候補配置点７８以外の座標にドラッグアンドドロップされた場合には、当該ユニット配置動作をキャンセルする（候補配置点７８以外の座標への配置を禁止する）。

また、方向指定の必要があるユニットイメージ８１を配置（ドラッグアンドドロップ）する場合には、方向を変更するための所定の操作（例えば、キーボード１７の上下キーを押下）により、配置図ＡのＸＹ平面内で、ユニットイメージ８１の方向を変更して表示することが好ましい。かかる場合、当該ユニットイメージ８１の方向を示すデータを、後述する木構造データに記憶する。

対象物情報表示手段６３は、操作中のユニットのユニットデータを表示する。図５に示すように、設計画面５１は、３つの対象物情報表示領域５４、５５、５６を有している。対象物情報表示手段６３は、１つ目の表示領域５４に、操作中のユニットのフォルダを表示し、２つ目の表示領域５５に、操作中のユニットのユニットイメージ８１と、ユニットイメージ８１上の給除材位置とを表示する。更に、３つ目の表示領域５６に、操作中のユニットのプロパティを表示する。

配置ユニット表示手段６４は、配置した各ユニットを、後述する木構造データと同様の、木構造のリスト形式で、配置ユニット表示領域５７に表示する。

図３に示すように、木データ構造構築手段３５は、木構造データ生成手段８５と、ユニットデータ付加手段８６と、を備えている。木構造データ生成手段８５は、上記セルベースイメージ７０のドラッグアンドドロップに伴って、読み出したセルデータに基づく空の木構造データを生成する。ユニットデータ付加手段８６は、上記ユニットイメージ８１のドラッグアンドドロップ（ユニット配置）に伴って、空の木構造データに、読み出したユニットデータを付加するユニットデータ付加手段８６と、を備えている。

木構造データ送信手段３６は、木構造データ構築手段３５が構築した木構造データを、通信機構１３により、産業用ロボット２の制御部７に送信する。

ここで、図５を参照して、木構造データについて説明する。図５（ａ）は、空の木構造データを示した図である。図５（ａ）に示すように、根となる「ＣｅｌｌＢａｓｅ」というフォルダ（第１階層）内には、ドラッグアンドドロップしたセルベース１０の名前やサイズ等を示すファイルと、「ＷｏｒｋｉｎｇＰｏｉｎｔｓ」「ＶｉｅｗＰｏｉｎｔｓ」といった候補配置点７８の属性のフォルダと、を記憶している（第２階層）。

属性の各フォルダ内には、当該属性における候補配置点７８のフォルダを記憶している（第３階層）。なお、属性の「ＷｏｒｋｉｎｇＰｏｉｎｔｓ」のフォルダ内には、候補配置点７８のフォルダに加え、産業用ロボット２の情報を記憶したフォルダを記憶している。候補配置点７８の各フォルダ内には、当該候補配置点７８に対応する設置箇所の位置情報（本例ではＸＹ座標）を示すファイルを記憶している（第４階層）。木構造データ生成手段８５は、読み出したセルデータに基づいて、このような空の木構造データを生成する。なお、本例では、位置情報としてＸＹ座標を記憶しているが、ＸＹＺの３次元の座標を記憶するものであっても良い。

図５（ｂ）は、ユニットデータを付加した木構造データである。図５（ｂ）に示すように、当木構造データは、候補配置点７８の各フォルダ内に、候補配置点７８の設置箇所の位置情報と共に、ユニットデータを記憶している。ユニットデータ付加手段８６は、ユニット配置の都度、配置された候補配置点７８のフォルダに、配置されたユニットイメージ８１のユニットデータを付加する。これにより、配置したユニットと位置情報との対応関係が構築される。

次に、図６および図７を参照して、位置教示装置４による位置教示動作について説明する。図６に示すように、ユーザによって、セルリスト７１から任意のセルベースが、配置図表示領域５３にドラッグアンドドロップされると、制御機構１４は、操作情報取得手段３３により、そのドラッグアンドドロップの操作情報を取得する（Ｓ１）。ドラッグアンドドロップの操作情報を取得すると、配置図生成手段６７により、そのセルベース１０に対応した配置図Ａを生成・表示する（図７：Ｄ２）と共に、木構造データ生成手段８５により、そのセルベース１０に対応する空の木構造データを生成する（Ｓ２）。

次に、配置図Ａおよび木構造データを生成した状態で、ユーザによって、ユニットリスト７２から任意のユニットイメージ８１が、配置図Ａの候補配置点７８にドラッグアンドドロップされると、制御機構１４は、操作情報取得手段３３により、そのドラッグアンドドロップの操作情報を取得する（Ｓ３）。ドラッグアンドドロップの操作情報を取得すると、配置図更新手段６８により、当該候補配置点７８上に、そのユニットイメージ８１を重畳して表示する（図７：Ｄ３）と共に、ユニットデータ付加手段８６により、木構想データ上の、配置した候補配置点７８のフォルダに、配置したユニットのユニットデータを記憶する（Ｓ４）。すなわち、任意のユニットイメージ８１がドラッグされることで、候補となる複数のユニット（候補機器）から１のユニットを選択される。また、１のユニットイメージ８１が候補配置点７８にドロップされると、この１のユニットイメージ８１を、候補配置点７８に配置される。このように、請求項にいう対象機器選択手段および機器イメージ配置手段は、マウス１８およびマウス操作情報取得手段４６により、構成されている。

このようなユニット配置動作（Ｓ１〜Ｓ４）を繰り返すことで、ユーザによるレイアウト設計がなされ（図７：Ｄ４）、制御機構１４は、設計画面表示手段３４により、設計画面５１を更新しつつ、木構造データ構築手段３５により、木構造データを構築する。ユーザによるレイアウト設計が終了し、制御機構１４が、操作情報取得手段３３により、ユーザによる保存操作（例えば、ツールバーのアイコンから「ファイル」の「保存」をクリックする）を取得すると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、木構造データ構築手段３５によって構築した木構造データを保存する（Ｓ６）。その後、木構造データ送信手段３６により、保存した木構造データを産業用ロボット２に送信する（Ｓ７）。このように、ユニットの位置情報を伴う木構造データを産業用ロボット２に送信することで、産業用ロボット２に、各ユニットの位置情報を教示する。

以上のような構成によれば、配置図Ａ上にユニットイメージ８１を配置するだけで、容易に位置情報を教示することができる。また、実地の設置領域に対応した設置領域図の表示により、直感的に位置情報の教示を行うことができるため、ユーザにとって扱い易いものとなる。さらに、配置図Ａにユニットイメージ８１を配置する構成であるため、レイアウト設計と位置教示とを同時に行うことができる。

また、ユニットイメージ８１の配置点の候補となる複数の候補配置点７８を、配置図Ａ上に所定の配置パターンで表示し、複数の候補配置点７８のうち、いずれかの候補配置点７８に、ユニットイメージ８１を配置する構成であるため、適切な設置箇所を複数の候補配置点７８に設定することで、産業用ロボット２が届かない位置への配置等、不適切な位置への配置を防止することができる。なお、当効果は得られないが、ユニットイメージ８１を配置図Ａ上の任意の位置に配置可能な構成としても良い。かかる場合、配置図Ａ上の座標と、設置領域上における位置情報とを対応付けて記憶し、ドラッグアンドドロップした座標に対応する位置情報を取得して教示する。

さらに、複数種の支持フレーム３の中から、いずれかの支持フレーム３を選択し、選択した支持フレーム３に対応する配置パターンを、候補配置点７８の表示に用いる配置パターン（所定の配置パターン）に設定する構成であるため、各種支持フレーム３に対応した適切な配置パターンを用いることができる。

またさらに、実地の産業用ロボット２の位置に対応して、ロボットイメージ７５を配置し表示することにより、ユーザは、産業用ロボット２との位置関係を把握しながら、ユニットイメージ８１の配置を行うことができる。そのため、より直感的に位置情報を教示することができる。

また、候補となる複数のユニットイメージ８１を表示し、その中から、１のユニットイメージ８１を選択（ドラッグ）することで、配置するユニットを選択する構成であるため、複数のユニットの位置情報を教示することができる。なお、本実施形態では、ユニットをドラッグアンドドロップする構成（ユニットを選択した後に、ユニットを配置する構成）であったが、配置点を指定した後に、ユニットを選択する構成であっても良い。

なお、本実施形態においては、支持フレーム３の選択を介して、配置に用いる配置パターンを設定する構成であったが、リスト表示手段６１により、複数の配置パターン（配置パターンを表すイメージ等）を表示し、任意の配置パターンを配置図表示領域５３にドラッグアンドドロップすることで、配置パターンを選択する構成であっても良い。この構成によれば、記憶した複数の配置パターンの中から、候補配置点７８の表示に用いる配置パターンを選択することにより、各種条件に対応した適切な配置パターンを用いることができる。なお、この構成において、請求項にいう配置パターン選択手段は、マウス１８、マウス操作情報取得手段４６および設計画面表示手段３４により構成されている。

また、本実施形態の自動組立システム１は、教示した位置情報を用いて、産業用ロボット２の動作プログラムを作成する動作プログラム作成手段を、産業用ロボット２の制御部７で実現する構成であるが、動作プログラム作成手段として機能する独立した装置（動作プログラム作成装置）を有して、動作プログラムを作成しても良い。この場合、動作プログラム作成装置は、産業用ロボット２および位置教示装置４とそれぞれ接続されて用いられる。

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。位置教示装置の構成要素を示した制御ブロック図である。制御機構が実現する各手段を示した機能ブロック図である。設計画面を示した図である。木構造データを示した図である。位置教示装置による位置教示動作を示したフローチャートである。位置教示装置による位置教示動作を示した画面遷移図である。

符号の説明

２：産業用ロボット、４：位置教示装置、８：エンドエフェクタ、１８：マウス、２４：ハードディスク、３３：設計画面表示手段、３６：木構造データ送信手段、４１：セルデータ記憶手段、４６：マウス操作情報取得手段、６１：リスト表示手段、６２：配置図表示手段、６７：配置図精製手段、７５：ロボットイメージ、７８：候補配置点、８１：ユニットイメージ、Ａ：配置図

Claims

対象機器を移動目標としてエンドエフェクタを移動する産業用ロボットに、前記対象機器を設置可能な設置領域上における、前記対象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、
前記設置領域に対応した設置領域図と前記対象機器を表す機器イメージとを記憶する記憶手段と、
前記対象機器の機能に応じて設けられ且つ当該機能を特定するユニット種別を選択する操作の操作情報を取得するユニット種別選択手段と、
前記設置領域図を表示すると共に、前記ユニット種別に対応した属性がそれぞれ設定され且つ前記機器イメージの配置点の候補となる複数の候補配置点を、前記設置領域図上に所定の配置パターンで表示する領域図表示手段と、
前記複数の候補配置点のうち、いずれかの候補配置点に、前記機器イメージを配置する操作の操作情報を取得する機器イメージ配置手段と、
配置した前記機器イメージの前記設置領域図上の位置に対応した前記対象機器の位置情報を教示する位置教示手段と、を備え、
前記領域図表示手段は、前記複数の候補配置点のうち、選択した前記ユニット種別に対応する属性の候補配置点のみを表示することを特徴とする産業用ロボットの位置教示装置。
前記記憶手段は、前記複数の候補配置点の複数の配置パターンを記憶し、
前記複数の配置パターンの中から、前記所定の配置パターンを選択する操作の操作情報を取得する配置パターン選択手段を、更に備えた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。
前記記憶手段は、前記対象機器を支持するための複数種の支持フレームと、複数の候補配置点の複数の配置パターンとを対応付けて記憶し、
前記複数種の支持フレームの中から、いずれかの支持フレームを選択する操作の操作情報を取得する支持フレーム選択手段と、
選択した前記支持フレームに対応する配置パターンを、前記所定の配置パターンに設定する配置パターン設定手段と、を備えた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。
前記領域図表示手段は、前記産業用ロボットを表すロボットイメージを、当該産業用ロボットの前記設置領域上の位置情報に対応した前記設置領域図上の位置に、表示することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の産業用ロボットの位置教示装置。
前記記憶手段は、前記対象機器の候補となる複数の候補機器を示す複数の候補機器イメージを記憶し、
前記複数の候補機器イメージを表示する候補機器表示手段と、
表示した前記複数の候補機器イメージから、１の候補機器イメージを選択することで、前記複数の候補機器から前記対象機器を選択する操作の操作情報を取得する対象機器選択手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の産業用ロボットの位置教示装置。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の産業用ロボットの位置教示装置により教示した位置情報を用いて、前記産業用ロボットの動作プログラムを作成することを特徴とする動作プログラム作成装置。
コンピュータを用いて、対象機器を移動目標としてエンドエフェクタを移動する産業用ロボットに、前記対象機器を設置可能な設置領域上における、前記対象機器の位置情報を教示する産業用ロボットの位置教示方法であって、
前記コンピュータは、
前記設置領域に対応した設置領域図と、前記対象機器を表す機器イメージと、を記憶する記憶工程と、
前記対象機器の機能に応じて設けられ且つ当該機能を特定するユニット種別を選択する操作の操作情報を取得するユニット種別選択工程と、
前記設置領域図を表示すると共に、前記ユニット種別に対応した属性がそれぞれ設定され且つ前記機器イメージの配置点の候補となる複数の候補配置点を、前記設置領域図上に所定の配置パターンで表示する領域図表示工程と、
前記複数の候補配置点のうち、いずれかの候補配置点に、前記機器イメージを配置する操作の操作情報を取得する機器イメージ配置工程と、
配置した前記機器イメージの前記設置領域図上の位置に対応した前記対象機器の位置情報を教示する位置教示工程と、を実行し、
前記領域図表示工程では、前記複数の候補配置点のうち、選択した前記ユニット種別に対応する属性の候補配置点のみを表示することを特徴とする産業用ロボットの位置教示方法。
コンピュータに、請求項７に記載の産業用ロボットの位置教示方法における各工程を実行させるプログラム。