JP5702811B2 - 動作プログラム作成装置 - Google Patents

Description

本発明は、周辺装置とロボットとが組み合わされたシステムの動作プログラムを作成する動作プログラム作成装置に関する。

ワークを把持するハンドを備えた産業用ロボットは、工作機械などの周辺装置と連携してワークを加工することが多い。そして、制御装置は、ロボットと周辺装置とからなるシステムを所定の動作プログラムに従って制御する。周辺装置およびワーク等が変更される場合には、そのような動作プログラムを適宜変更する必要がある。

特許文献１においては、動作プログラムにおける教示位置に対応する引数が定義されており、作業内容に応じて位置情報が引数に入力される。また、特許文献２においては、動作プログラムを作業単位毎に複数のブロックに分割し、ブロックを適宜組み合わせることが行われている。さらに、特許文献３においては、コンピュータの画面上で、アイコンを用いて作業シーケンスを組立てるプログラミング方法が提案されている。このように従来技術においては、作業内容に応じて新たな動作プログラムを編集している。

特許第３９０５０７５号公報 特許第５０５８０６３号公報 特開平８−２４９０２６号公報

しかしながら、従来技術においては、新たな動作プログラムを完成させた場合であっても、その動作プログラムの有効性を判断するためには、動作プログラムを実際に実行する必要があった。つまり、従来技術においては、完成された動作プログラムを実際に実行するまで、その有効性を判断することはできなかった。このため、動作プログラムを実際に実行すると、例えばロボットのハンドにより把持されたワークが周辺装置に衝突するなどの不具合が判明する場合があった。そして、そのような場合には、動作プログラムを再修正し、修正後の動作プログラムを再度実行して、不具合があるか否かを確認する必要があった。このような作業は煩雑であり、また多大な時間も必要とされる。

また、従来技術においては動作プログラムを実際に実行してその有効性を判断しているので、動作プログラムを編集する装置をロボットの日常運転の保守に利用することは難しかった。

さらに、既存の動作プログラムを作業内容に応じて複数のブロックに分割する作業は多大な時間が必要とされる。このため、既存の動作プログラムが使用されているロボットに対しては、そのような動作プログラムを複数のブロックに分割するシステムを導入するのが困難であった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、新たな動作プログラムが完成する前にその有効性を簡単に判断することのできる動作プログラム作成装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、周辺装置とロボットとが組み合わされたシステムの動作プログラムを作成する動作プログラム作成装置において、前記動作プログラムを構成する作業単位であるブロックを複数記憶するブロック記憶部と、作成しようとする動作プログラムに組み入れるブロックを、前記ブロック記憶部が記憶するブロックから、任意の数だけ選択させる選択部と、該選択部により選択された任意の数のブロックを動作プログラムをなすような所定の順番に従って配置したパス図を表示する表示部と、該表示部において、表示されている前記任意の数のブロックのうちの少なくとも一つのブロックの選択を受け付けると共に、選択された該ブロックの引数を入力させる選択入力部と、前記任意の数のブロックのそれぞれに実行ボタンを前記表示部上において配置すると共に、前記実行ボタンが前記選択入力部により操作されることにより、前記実行ボタンに対応する前記ブロックを実行する実行部と、前記選択部により選択された任意の数のブロックと前記選択入力部により選択された前記少なくとも一つのブロックの入力された引数とに基づいて、前記任意の数のブロックを前記所定の順番で並べて前記動作プログラムを作成する作成部と、を具備する動作プログラム作成装置が提供される。
２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記表示部は、前記パス図内における前記ブロックの実行状態を表示する。
３番目の発明によれば、１番目の発明において、さらに、既存の動作プログラムを解析して、前記既存の動作プログラムから複数のブロックと、該ブロックに含まれる引数とを設定する設定部を具備する。

１番目の発明においては、新たな動作プログラムが完成する前に、実行ボタンにより各ブロックを実行して該ブロックの内容を動作確認することができる。従って、新たな動作プログラムが完成する前にその有効性を簡単に判断することが可能となる。また、複数のブロックのそれぞれに実行ボタンを配置しているので、操作者が、カーソルを移動させたり、ブロックを選択したりする操作を省略することができ、動作プログラムを編集するのに要する時間を短くすることができる。また、不具合が発生したブロックについては、別の引数を入力して再度実行することにより、日常運転の保守も容易に行うことができる。
２番目の発明においては、表示部に表示されたパス図上で、各ブロックの実行状態を確認することができる。また、不具合が発生したブロックを容易に特定することができる。
３番目の発明においては、既存の動作プログラムの再利用を図ることができる。

本発明に基づく動作プログラム作成装置を含むシステムを示す図である。 図１に示される動作プログラム作成装置の一つの動作を示すフローチャートである。 図１に示される表示部の拡大図である。 図３に示されるパス図における一つのブロックを示す図である。 図３に示されるパス図における他のブロックを示す図である。 図３に示される実行ボタンを示す図である。 動作プログラム作成装置の他の動作を示すフローチャートである。 表示部の他の拡大図である。 動作プログラム作成装置のさらに他の動作を示すフローチャートである。 図９により得られたパス図を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づく動作プログラム作成装置を含むシステムを示す図である。図１に示されるシステム１は、ロボット２と、工作機械５と、ロボット２および工作機械５に接続された制御装置１０とを主に含んでいる。図示されるように、ロボット２は多関節ロボットであり、その先端にアーム３を備えている。アーム３は制御装置１０からの指示に従って開閉し、ワークＷを把持、解放する。

工作機械５は、下降してワークＷを工作機械５のベースに把持するクランパ６と、開閉可能な扉７とを備えている。ワークＷがクランパ６によって把持されると、扉７が閉鎖すると共に、加工ツール（図示しない）がワークＷを加工する。

制御装置１０はデジタルコンピュータであり、ロボット２および工作機械５の動作を制御すると共に、システム１の動作プログラムを作成する動作プログラム作成装置としての役目を果たす。なお、図面には示さないものの、動作プログラム作成装置１０が、スクリーン上でシミュレーション動作が可能なオフラインプログラミング装置であってもよい。また、ロボット２および工作機械５が前述した形式とは異なる形式であってもよい。さらに、システム１がロボット２または工作機械５のいずれかのみを含む場合およびロボット２が他の周辺装置と組み合わされるシステムの場合であっても本発明の範囲に含まれる。

図１に示されるように、制御装置１０は、動作プログラムの作業単位である複数のブロックを記憶するブロック記憶部１１を有している。そして、複数のブロックから、動作プログラムを構成する任意の数のブロックを選択する選択部１２と、該選択部１２により選択された任意の数のブロックと該ブロックに含まれる引数とからなるパス図を表示する表示部１３と、該表示部１３において任意の数のブロックのうちの少なくとも一つのブロックを選択すると共に、該少なくとも一つのブロックの引数を入力する選択入力部１４とが、制御装置１０に接続されている。選択部１２は、マウス、キーボード等であり、表示部１３は、例えば液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等である。さらに、選択入力部１４は、例えばマウス、キーボード等であり、選択部１２と共通であってもよい。

さらに、制御装置１０は、複数のブロックのそれぞれに実行ボタンを表示部１３上で配置すると共に、実行ボタンが選択入力部１４により操作されることにより、実行ボタンに対応するブロックを実行する実行部１５と、選択部１２により選択された任意の数のブロックと選択入力部１４により選択された少なくとも一つのブロックの入力された引数とに基づいて、動作プログラムを作成する作成部１６とを含んでいる。さらに、制御装置１０は、既存の動作プログラムを解析して、前記既存の動作プログラムから複数のブロックと、該ブロックに含まれる引数とを設定する設定部１７を含んでいる。

図２は図１に示される動作プログラム作成装置の一つの動作を示すフローチャートである。以下、図１および図２を参照しつつ、本発明の動作プログラム作成装置の動作について説明する。はじめに、ステップＳ１１において、操作者は、ブロック記憶部１１から、動作プログラムを構成するのに必要な任意の数のブロックを選択する。

図３は図１に示される表示部の拡大図であり、ステップＳ１１において選択された複数のブロックが表示部１３に表示されている。図３から分かるように、ステップＳ１１においては、「ユーザ座標系を選択」Ｌ１、「ツール座標系を選択」Ｌ２、「機械手前（進入）」Ｐ１、「ドアを開放」Ｌ３、「未加工ワーク配置」Ｐ２、「ワーク解放」Ｌ４、「ワーク把持」Ｌ５、「機械手前（退出）」Ｐ３、「ドアを閉鎖」Ｌ６、「待機」Ｐ４のブロックが選択されている。図面には示さないものの、ブロック記憶部１１には、他の作業を示すブロックも記憶されているものとする。

これらブロックのそれぞれは、動作プログラムを構成する一要素であり、これらブロックが適宜組み合わされることにより、一つの動作プログラムが形成されるようになっている。ブロック記憶部１１に記憶される複数のブロックのそれぞれは、作業単位を示す一種のテンプレートである。また、図３から分かるように、選択された複数のブロックは、動作プログラムをなすような順番で配置され、パス図を形成している。複数のブロックの順番は、操作者が適宜決定してもよく、また、選択された複数のブロックが所定の順番に従って自動的に配置されるようにしてもよい。

ここで、図４は図３に示されるパス図における一つのブロックＰ４を示す図であり、図５は、図３に示されるパス図における他のブロックＬ６を示す図である。図４に示されるブロックＰ４および図３に示されるブロックＰ１〜Ｐ３は角丸のブロックであり、図４に示されるブロックＬ６および図３に示されるブロックＬ１〜Ｌ５は角のある矩形ブロックである。

ブロックＰ１〜Ｐ４は位置ブロックであり、ロボット２がどの位置へ移動するのかを教示するブロックである。これに対し、ブロックＬ１〜Ｌ６はロジックブロックであり、どのような動作を行うかを教示するブロックである。

再び、図２を参照すると、ステップＳ１２においては、位置ブロックＰ１〜Ｐ４の各位置を設定する。具体的には、操作者は、選択入力部１４を用いて一つの位置ブロック、例えば位置ブロックＰ１を選択し、引数としての所望の位置情報を入力する。そして、他の位置ブロックＰ２〜Ｐ４についても同様に位置情報を入力する。

次いで、ステップＳ１３においては、ロジックブロックＬ１〜Ｌ６の制御信号の種類および番号を設定する。具体的には、操作者は、選択入力部１４を用いて一つのロジックブロック、例えばロジックブロックＬ１を選択し、要求される制御信号の種類および番号を引数として入力する。

例えばロボット２のハンド３が使用される場合には、ロボット信号が制御信号の種類として選択される。同様に、周辺機器、例えば工作機械５が使用される場合には、デジタル信号が制御信号の種類として選択される。また、例えば制御信号の番号としては、ロボット２のハンド３を開放するＮｏ．１信号、ハンド３を閉鎖するＮｏ．２信号が設定されている。同様に、工作機械５の扉７を開放するＮｏ．１信号、扉７を閉鎖するＮｏ．２信号が設定されている。このような制御信号の種類および番号は、予めテーブルとして設定されている。従って、操作者は、選択入力部１４を用いて、テーブルから各ロジックブロックＬ１〜Ｌ６の制御信号の種類および番号を選択すればよい。

次いで、位置ブロックＰ１〜Ｐ４およびロジックブロックＬ１〜Ｌ６の設定が終了すると、ステップＳ１４において、実行部１５が、図６に示される実行ボタンＡを各ブロックＰ１〜Ｐ４およびＬ１〜Ｌ６のそれぞれに配置する（図３においては、実行ボタンＡがすべてのブロックに既に配置されている）。

そして、操作者は、選択入力部１４を用いて、所望のブロックに配置された実行ボタンＡを押圧する。あるいは、操作者が望む場合には、全てのブロックＰ１〜Ｐ４、ブロックＬ１〜Ｌ６の実行ボタンＡを押圧してもよい。

これにより、押圧された実行ボタンＡに対応するブロックのみが実際に実行される。例えば、位置ブロックＰ２の実行ボタンＡが押圧された場合には、ロボット２が未加工ワークＷを所定位置まで実際に移動させる。あるいは、ロジックブロックＬ３の実行ボタンＡが押圧された場合には、工作機械５の扉７が実際に開放する。

このように、本発明においては、動作プログラムの実際の動作をブロック毎に確認することができる。従って、ワークの種類を変更した場合、あるいは、工作機械５を他の工作機械に変更した場合であっても、ロボット２などが周辺機器に干渉するか否かを容易に確認することができる。このことは、動作プログラムの一部のみを変更する場合に特に有利であり、最小限の動作確認で足りる。

最終的に、所望のブロックについての動作確認が終了すると、ステップＳ１５において、作成部１６が、動作確認済みのブロックに基づいて、システム１の動作プログラムを作成する。具体的には、作成部１６は、選択されたブロックＰ１〜Ｐ４、Ｌ１〜Ｌ６を所定のルールに基づいて適切な順番で並べて、新たな動作プログラムを作成する。

このように、本発明においては、動作プログラムを新たに作成する前に、実行ボタンＡにより各ブロックＰ１〜Ｐ４、Ｌ１〜Ｌ６を実行して該ブロックの内容を動作確認できる。従って、新たな動作プログラムが完成する前にその有効性を簡単に判断することが可能となる。また、複数のブロックＰ１〜Ｐ４、Ｌ１〜Ｌ６のそれぞれに実行ボタンＡを配置しているので、カーソルを移動させたり、ブロックを選択したりする操作を省略することも可能である。その結果、動作プログラムを編集するのに要する時間を短くすることもできる。

また、不具合が発生したブロックＰ１〜Ｐ４、Ｌ１〜Ｌ６については、別の位置情報または制御信号の情報などを入力して再度実行すればよい。従って、本発明の動作プログラム作成装置をシステム１の日常運転の保守にも利用することができる。

図７は動作プログラム作成装置の他の動作を示すフローチャートである。図７に示される動作は、図２のステップＳ１４において同時に実行される。あるいは、図７に示される動作は、図２のステップＳ１５においてシステム１の動作プログラムが作成された後で実行されてもよい。

図７のステップＳ２１においては、作成された動作プログラムの行番号に対応するブロックを検出する。そして、検出されたブロックを表示部１３のパス図上で強調表示する。表示部の他の拡大図である図８においては、「ドアを開放」ブロックＬ３が強調表示されている。従って、操作者は、表示部１３に表示されたパス図上で、各ブロックの実行状態を目視で確認することができる。

なお、図２のステップＳ１４において複数のブロックの実行ボタンＡが押圧された場合には、対応するブロックの内容が所定の順番で実行される。この場合には、現在実行中のブロックのみが順番に強調表示されるものとする。また、ブロックが強調表示されているときには、そのブロックの内容が実行されている。従って、不具合が発生した場合には、その不具合に関するブロックを容易に特定し、再変更することができる。

ところで、システム１の動作プログラムは既存のものが存在している場合も多い。そして、システム１の例えば工作機械５を変更する場合には、既存の動作プログラムを変更する必要がある。そのような場合には、既存の動作プログラムのパス図を作成するために、制御装置１０の設定部１７が以下の動作を行う。

図９は動作プログラム作成装置のさらに他の動作を示すフローチャートである。設定部１７が既存の動作プログラムを読込んだ後で、図９に示される処理を行う。ここで、既存の動作プログラムは例えば以下のようなものである。
1, ユーザフレーム＝１；
2, ツールフレーム＝１；
3, チョクセン イチ［１：機械手前（進入）］ ２０００ｍｍ／ｓｅｃ イチギメ；
4, ＤＯ［１］＝オン；
5, タイキ ＤＩ［１］＝オン；
6, チョクセン イチ［２：未加工ワーク配置］ ２０００ｍｍ／ｓｅｃ イチギメ；
7, ＲＯ［２］＝オン；
8, タイキ ＲＩ［２］＝オン；
9, ＤＯ［３］＝オン；
10, タイキ ＤＩ［３］＝オン；
11, チョクセン イチ［３：機械手前（退出）］ ２０００ｍｍ／ｓｅｃ イチギメ；
12, ＤＯ［２］＝オン；
13, タイキ ＤＩ［２］＝オン；
14,チョクセン イチ［４：待機］ ２０００ｍｍ／ｓｅｃ
各行において最も左側の数字は動作プログラムの行番号を表している。

図９に示されるステップＳ３１においては、動作プログラムの行番号Ｉ＝１を設定すると共に、ブロック番号Ｊ＝０を設定する。そして、ステップＳ３２において動作プログラムの第Ｉ行の内容（Ｌｉｎｅ）に着目し、Ｌｉｎｅが動作に関するものであるか否かを判定する（ステップＳ３３）。

Ｌｉｎｅが動作に関するものである場合、例えばロボット２の移動に関する場合には、ステップＳ３５において、そのＬｉｎｅの属性が位置であると判定する。例えば、行番号Ｉ＝３、６、１１、１４は位置の属性を有する。

これに対し、Ｌｉｎｅが動作に関するものでない場合には、ステップＳ３４において、Ｌｉｎｅが制御信号に関するものであるか否かを判定する。そのような場合には、ステップＳ３６においてＬｉｎｅの属性が信号であると判定し、そうでない場合には、ステップＳ３７においてＬｉｎｅの属性がロジックであると判定する。

次いで、ステップＳ３８に進み、設定部１７がそれぞれの属性に応じてブロック番号Ｊを設定する。ブロック番号Ｊが付けられた動作プログラムは以下のようになる。
1, 1, ユーザフレーム＝１；
2, 2, ツールフレーム＝１；
3, 3, チョクセン イチ［１：機械手前（進入）］ ２０００ｍｍ／ｓｅｃ イチギメ；
4, 4, ＤＯ［１］＝オン；
5, 4, タイキ ＤＩ［１］＝オン；
6, 5, チョクセン イチ［２：未加工ワーク配置］ ２０００ｍｍ／ｓｅｃ イチギメ；
7, 6, ＲＯ［２］＝オン；
8, 6, タイキ ＲＩ［２］＝オン；
9, 7, ＤＯ［３］＝オン；
10, 7, タイキ ＤＩ［３］＝オン；
11, 8, チョクセン イチ［３：機械手前（退出）］ ２０００ｍｍ／ｓｅｃ イチギメ；
12, 9, ＤＯ［２］＝オン；
13, 9, タイキ ＤＩ［２］＝オン；
14, 10,チョクセン イチ［４：待機］ ２０００ｍｍ／ｓｅｃ
左から２番目の数字が動作プログラムのブロック番号を表している。

ブロック番号Ｊが付けられた動作プログラムから分かるように、位置属性のＬｉｎｅおよびロジック属性のＬｉｎｅは単独のブロックとして作成される。また、例えば行番号Ｉ＝４の「ＤＯ［１］＝オン」は制御信号の属性を有している。そして、この行番号のＬｉｎｅは、ブロック番号Ｊ＝４の「タイキ ＤＩ［１］＝オン」（ロジック属性）に連続している。このように、制御信号属性のＬｉｎｅがロジック属性のＬｉｎｅに連続している場合には、制御信号属性のＬｉｎｅは、関連するロジック属性のＬｉｎｅと同一ブロックとされる。他のブロック番号Ｊ＝６、７、９も概ね同様な処理が行われている。

次いで、ステップＳ３９に進み、全ブロック番号Ｊに応じた数のブロックを順番に表示部１３に配置すると共に、ブロック内にＬｉｎｅと属性データとを追記する。そして、ステップＳ４０において、各Ｌｉｎｅを解析して引数部分を抽出する。さらに、ステップＳ４１において、Ｌｉｎｅデータのコメントを引数に設定する。最終的に、ステップＳ４２において行番号Ｉに１を追加し、最後の行になるまでステップＳ３２からステップＳ４２までの動作を繰返す。

図１０は図９により得られたパス図を示す図であり、図３などに示されるパス図と概ね同様である。ただし、図１０における各ブロックＰ１〜Ｐ４、Ｌ１〜Ｌ６にはブロック番号Ｊが括弧付きで示されていることに留意されたい。なお、各ブロックの名称は、パス図の作成後に操作者が変更するようにしてもよい。

このように、本発明においては、設定部１７が既存の動作プログラムの各行を位置属性のブロックとロジック属性のブロックとに分離し、各ブロックに引数を設定している。従って、操作者は、選択入力部１４を用いて所望のブロックを選択し、その引数を適宜変更すればよい。これにより、システム１の例えば工作機械５を変更する場合であっても、既存の動作プログラムを容易に変更することができる。

このように、本発明においては、既存の動作プログラムからパス図を自動的に作成することが可能であり、既存の動作プログラムの再利用を図ることができる。それゆえ、パス図を最初から作成する場合と比較して、操作者の負担を軽減することも可能である。なお、図９および図１０においては、既存の動作プログラムを、動作命令のＬｉｎｅと、信号命令のＬｉｎｅと、それ以外のＬｉｎｅ（ロジック属性）とに分離して、パス図を作成している。しかしながら、動作プログラムの条件文およびラベル文に基づいて、パス図を作成してもよく、そのような場合であっても、本発明の範囲に含まれる。

１ システム
２ ロボット
３ ハンド
５ 工作機械
６ クランパ
７ 扉
１０ 制御装置（動作プログラム作成装置）
１１ ブロック記憶部
１２ 選択部
１３ 表示部
１４ 選択入力部
１５ 実行部
１６ 作成部
１７ 設定部

Claims (3)

1. 周辺装置とロボットとが組み合わされたシステムの動作プログラムを作成する動作プログラム作成装置において、
   前記動作プログラムを構成する作業単位であるブロックを複数記憶するブロック記憶部と、
   作成しようとする動作プログラムに組み入れるブロックを、前記ブロック記憶部が記憶するブロックから、任意の数だけ選択させる選択部と、
   該選択部により選択された任意の数のブロックを動作プログラムをなすような所定の順番に従って配置したパス図を表示する表示部と、
   該表示部において、表示されている前記任意の数のブロックのうちの少なくとも一つのブロックの選択を受け付けると共に、選択された該ブロックの引数を入力させる選択入力部と、
   前記任意の数のブロックのそれぞれに実行ボタンを前記表示部上において配置すると共に、前記実行ボタンが前記選択入力部により操作されることにより、前記実行ボタンに対応する前記ブロックを実行する実行部と、
   前記選択部により選択された任意の数のブロックと前記選択入力部により選択された前記少なくとも一つのブロックの入力された引数とに基づいて、前記任意の数のブロックを前記所定の順番で並べて前記動作プログラムを作成する作成部と、を具備する動作プログラム作成装置。
2. 前記表示部は、前記パス図内における前記ブロックの実行状態を表示する、請求項１に記載の動作プログラム作成装置。
3. さらに、既存の動作プログラムを解析して、前記既存の動作プログラムから複数のブロックと、該ブロックに含まれる引数とを設定する設定部を具備する、請求項１に記載の動作プログラム作成装置。

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