JP6348141B2 - 付加軸の状態が含まれる動作プログラムを表示するロボットの制御装置 - Google Patents

付加軸の状態が含まれる動作プログラムを表示するロボットの制御装置 Download PDF

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Description

本発明は、ロボットを制御する制御装置に関する。
製品を製造する製造工場には、所定の作業を実施するためにロボットが配置される。ロボットは、作業に応じて位置および姿勢を変更できるように形成されている。ロボットは、複数の駆動軸を有し、駆動軸にてアームの向きが変化することにより位置及び姿勢が変化する。一般的なロボットでは、6個以下の駆動軸が配置されている。例えば、駆動軸を6個配置することにより、ロボットの位置および姿勢を多彩に変更することができる。近年では、更に1個の駆動軸を追加した7軸のロボットが知られている。このような、更に加えられた駆動軸は、冗長軸と称される。
特開2011−11263号公報には、7個の駆動軸を有するロボットの動作プログラムを生成するプログラム作成装置が開示されている。この公報には、周辺機器との干渉の回避を考慮した動作プログラムを、オフラインで生成する制御が開示されている。
特開2014−161921号公報には、冗長軸を有するロボットのシミュレータが開示されている。この公報には、操作ハンドルをオペレータが操作した場合に、操作に基づく制御点の変位量または回転量を算出し、ロボットの姿勢を変更した仮想画像を表示部に表示することが開示されている。
特開2011−11263号公報 特開2014−161921号公報
ロボットの制御装置は、動作プログラムに基づいてロボットを制御する。作業者は、予め定められた規則に従って動作プログラムを作成する。動作プログラムには、ロボットの動作に関する動作指令文が記載されている。作業者は、作成された動作プログラムを見て、ロボットの動作を予測することができる。そして、作業者は、作成された動作プログラムが正しいか否かを判別することができる。
6個以下の駆動軸を備えるロボットについては、作業者は、動作プログラムを見ることにより、ロボットの状態や動作を容易に推定することができる。ところが、冗長軸としての付加軸を有するロボットに慣れていない作業者は多い。このために、作業者が付加軸の状態やロボットの動作を推定することは難しいという問題があった。
特に、制御装置は、動作プログラムを表示する時に、動作プログラムの主要な動作指令文を表示する画面と、それぞれの動作指令文の詳細な内容を表示する画面とを切り換えて表示する場合がある。この場合に、作業者は、付加軸の情報を得るために画面を切り替える必要が有るために、付加軸の状態およびロボットの動作を推定することが難しいという問題があった。
本発明のロボットの制御装置は、6個の駆動軸および付加軸を有するロボットを制御する制御装置である。制御装置は、ロボットの動作に関する動作指令文が記載された動作プログラムを表示する表示部と、表示部の表示を制御する表示制御部とを備える。表示制御部は、動作指令文を含む動作プログラムを表示する第1の画面と、動作指令文に含まれる駆動軸の状態が表示される第2の画面とを表示部に表示する。表示制御部は、更に、第1の画面において、6個の駆動軸の状態を含まずに、付加軸の状態を含む動作指令文を表示する。
上記発明においては、表示制御部は、第1の画面において、動作指令文の付加軸の状態を編集できるように形成されることができる。
本発明によれば、付加軸の状態を容易に把握することができる表示を行うロボットの制御装置を提供することができる。
実施の形態におけるロボット装置の概略図である。 実施の形態におけるロボット装置のブロック図である。 実施の形態における付加軸の動作を説明するロボットの第1の概略図である。 実施の形態における付加軸の動作を説明するロボットの第2の概略図である。 実施の形態における表示部に表示される第1の画面である。 実施の形態における表示部に表示される他の第1の画面である。 実施の形態における表示部に表示される第2の画面である。 比較例における表示部に表示される第1の画面である。
図1から図8を参照して、実施の形態におけるロボットの制御装置について説明する。本実施の形態のロボットは、複数の関節部を備える多関節ロボットである。
図1は、本実施の形態におけるロボット装置の概略図である。ロボット装置は、ワークに所定の作業を行うエンドエフェクタ2と、エンドエフェクタ2を移動するロボット1とを備える。エンドエフェクタ2としては、任意の作業を行う作業ツールを採用することができる。たとえば、エンドエフェクタ2は、ワークを把持したり解放したりするハンド、溶接を行う溶接ガン、塗装用の作業ツール等の任意の作業ツールを採用することができる。
本実施の形態におけるロボット1は、設置面に固定されるベース14と、ベース14に支持された旋回部13とを備える。ロボット1は、複数のアーム10〜12を備える。それぞれのアーム10〜12同士の間には、関節部16が配置されている。アーム10〜12は、関節部16にて向きが変化する。ロボット1は、アーム12に関節部16を介して連結されているリスト15を含む。リスト15にはエンドエフェクタ2が固定されている。
ロボット装置は、ロボット1およびエンドエフェクタ2を制御する制御装置3を備える。制御装置3は、制御装置本体4と、制御装置本体4に接続された操作盤5とを含む。操作盤5は、作業者が制御装置3制御に関する情報を入力する入力部6を含む。入力部6は、キーボードおよび他の装置から情報を取得する通信装置などにより構成されている。
操作盤5は、制御に関する情報を表示する表示部7を含む。表示部7は、例えば液晶表示パネル等により構成されている。なお、本実施の形態の表示部7は、タッチパネル式の表示パネルが採用さている。このために、表示部7は、制御に関する情報を入力する入力部としても機能する。このように、表示部が入力部の機能を有していても構わない。
図2に、本実施の形態におけるロボット装置のブロック図を示す。図1および図2を参照して、制御装置3は、バスを介して互いに接続されたCPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、およびROM(Read Only Memory)等を有する演算処理装置を含む。演算処理装置は、制御装置本体4の内部に配置されている。
制御装置3には、ロボット1の動作を行うために予め定められた動作プログラム29が入力される。動作プログラム29は、入力部6を介して入力され、記憶部21に記憶される。動作制御部22は、動作プログラム29に基づいてロボット1およびエンドエフェクタ2を駆動するための動作指令を送出する。
動作制御部22は、アーム駆動部23にアーム駆動装置1aを駆動する動作指令を送出する。アーム駆動部23は、ロボット1のモータ等を含むアーム駆動装置1aを駆動する電気回路を含む。アーム駆動部23は、動作制御部22からの動作指令に基づいてアーム駆動装置1aに電気を供給する。アーム駆動装置1aが駆動することにより、アーム10〜12およびリスト15の向きが調整される。
動作制御部22は、エンドエフェクタ駆動部24にエンドエフェクタ2を駆動する動作指令を送出する。エンドエフェクタ駆動部24は、モータ等を含むエンドエフェクタ駆動装置2aを駆動する電気回路を含む。エンドエフェクタ駆動部24は、動作指令に基づいてエンドエフェクタ駆動装置2aに電気を供給する。
図1を参照して、本実施の形態におけるロボット1は、6個の駆動軸J1〜J6を有する。駆動軸J1は、旋回部13を回転させる駆動軸である。駆動軸J2,J3は、アーム10,12の向きを変更する駆動軸である。駆動軸J4は、アーム12の周方向の周りにアーム12を回転させることにより、リスト15の向きを変更する駆動軸である。駆動軸J5は、リスト15の延びる方向を回転軸としてリスト15を回転させる駆動軸である。
本実施の形態のロボット1は、6個の駆動軸J1〜J6に加えて、付加軸としての駆動軸E1を備える。すなわち、本実施の形態におけるロボット1は、7個の駆動軸を有する。本実施の形態の駆動軸E1は、アーム11の向きを変更する駆動軸である。一般的なロボットは、6個以下の駆動軸を有する場合が多い。付加軸である駆動軸E1は、冗長軸と称される。付加軸は、7番目以上の駆動軸を示している。例えば、8個の駆動軸を有する場合には、7番目の駆動軸および8番目の駆動軸が付加軸に相当する。
図3に、付加軸の駆動の状態を示すロボットの第1の概略図を示す。図4に、付加軸の駆動の状態を示すロボットの第2の概略図を示す。図3には、駆動軸E1における駆動の角度が0°の状態が示されている。図4には、駆動軸E1における駆動の角度が75°の状態が示されている。駆動軸の状態は、予め定められた方向を基準とした角度によって表現することができる。それぞれの駆動軸において、駆動する角度を指定することにより、駆動軸の状態が設定される。そして、ロボット1の位置および姿勢が設定される。作業者は、これらのロボットの駆動軸の状態を推定しながら動作プログラムを作成することができる。または、作業者は、動作プログラムを確認したり修正したりすることができる。
図5に、本実施の形態における表示部に表示される第1の画面を示す。図2および図5を参照して、作業者が所定の操作をすることにより、表示制御部25は、記憶部21から動作プログラム29を読み込む。そして、表示制御部25は、表示部7に第1の画面31を表示する。
第1の画面31には、動作プログラム29が表示されている。第1の画面では、ロボット1およびエンドエフェクタ2の動作の主要な動作指令文が記載されている。作業者は、予め定められた動作指令文の規則に基づいて、動作プログラム29を作成することができる。本実施の形態の表示制御部25は、作業者が作成した動作プログラム29を表示するように形成されている。すなわち、表示制御部25は、動作プログラムの形式を変更せずに作業者が作成した動作プログラム29を表示している。表示制御部25は、この形態に限られず、作業者が作成した動作プログラム29の形式とは異なる形式にて、動作プログラムを表示するように形成されていても構わない。例えば、表示制御部25は、作業者が確認しやすいように動作指令文の形式を変更した動作プログラムを表示するように形成されていても構わない。
動作プログラム29は、ロボット1やエンドエフェクタ2の動作の指令を示す動作指令文によって構成されている。動作プログラム29には、1つ以上の動作指令文が記載されている。例えば、4行目の動作指令文では、記号「L」によりロボット1が直線的に動作することが指令されている。記号「P[2:E1:75°]」ではツール先端点の位置が指令されている。そして、ツール先端点の速度が1000mm/sで移動することが指令されている。記号「FINE」は、ロボットが滑らかに動作するように、動作の種類が指令されている。動作制御部22は、このような動作指令文を読み込むことにより、ロボット1やエンドエフェクタ2の動作指令を生成することができる。
ロボットを駆動する動作の指令には、駆動軸の状態が含まれる。本実施の形態では、駆動軸の詳細な情報は、第2の画面で表示することができる。図5を参照して、第1の画面31では、作業者が指定している部分が強調して表示されている。作業者は、入力部6を操作することにより、矢印91,92に示す様に強調されている部分(カーソル)を移動する。例えば、作業者は、4行目の動作指令文の位置が指定されている部分まで強調されている部分を移動する。
図6に、強調されている部分を移動した後の第1の画面を示す。4行目の動作指令文において、位置が指定されている部分が選択されている。作業者が第1の画面31の下部に表示されているボタン62を押すことにより、画面が切り替わって第2の画面が表示される。
図7に、本実施の形態において表示部が表示する第2の画面を示す。第2の画面32は、複数の駆動軸のそれぞれの状態を表示する画面である。第2の画面32には、基本の6個の駆動軸J1〜J6の情報に加えて、付加軸となる駆動軸E1の情報が記載さている。ここでは、それぞれの駆動軸の角度が表示されている。このように、作業者は第1の画面にて動作指令文を確認し、第2の画面でそれぞれの動作指令文における駆動軸の状態を確認することができる。作業者は、第1の画面31にて所望の動作指令文を選択することにより、動作指令文における駆動軸の詳細な情報を確認することができる。
ところで、図6を参照して、表示部7が表示する動作指令文には、基本となる6個の駆動軸J1〜J6の情報は表示されずに、付加軸となる駆動軸E1の情報が表示されている。例えば、1行目の動作指令文においては、位置P1において、位置の記号の中に「E1:0°」と記載されている。この動作指令文では、位置P1では、駆動軸E1の角度が0°になることを示している。また、4行目の動作指令文においては、位置の記号の中に「E1:75°」と記載されている。これは、位置P2では、駆動軸E1の角度が75°になることを示している。
このように、本実施の形態の表示制御部25は、第1の画面31において、6個の駆動軸の状態を含まずに、付加軸の状態を含む動作指令文を表示する。
図8に、比較例の制御装置における第1の画面を示す。比較例の第1の画面39においては、本実施の形態におけるロボットの動作と同一の動作を実施する動作プログラムが表示されている。
比較例の第1の画面39では、動作指令文に全ての駆動軸の状態の情報が含まれていない。そして、作業者が第1の画面39の下部のボタン62を押すことにより、図7における第2の画面32が表示される。作業者は、第2の画面32にて、それぞれの駆動軸の状態を確認することができる。
ところで、従来の技術における一般的なロボットは、駆動軸が6個以下である。このため、駆動軸が6個以下のロボットにおいては、作業者は、動作指令文を見ることにより、ロボット1の状態を容易に推定することができる。ところが、作業者は、付加軸を有するロボットに慣れていない場合が多い。このために、作業者は、付加軸の状態やロボットの動作を推定することが難しい。図8に示す比較例の第1の画面では、付加軸の情報は記載されておらず、付加軸の状態またはロボットの動作を推定するためには、第2の画面を閲覧する必要がある。
これに対して、図5および図6に示す本実施の形態の第1の画面では、動作指令文に付加軸の情報が含まれている。このために、作業者は、第2の画面に切り替えなくても、容易に付加軸である駆動軸E1の状態を推定することができる。作業者は、付加軸に関する経験に関わらず、付加軸の状態を容易に推定することができる。更に、作業者は、ロボット1の動作を容易に想像することができる。この結果、作業者は、動作プログラムに記載された動作指令文が正しいか否かを容易に判別することができる。または、他の装置に干渉するか否か等のロボットの動作を容易に判別することができる。
図5を参照して、本実施の形態の第1の画面31の下部には、編集のボタン61が配置されている。作業者は、ボタン61を押すことにより、選定している動作指令文を修正することができる。特に、第1の画面31で、ボタン61を押すことにより、付加軸の情報を変更することができる。
図6を参照して、例えば、作業者は強調されている部分を、4行目に記載の位置P2に合わせる。作業者は、ボタン61を押すことにより、駆動軸E1の角度を所望の角度に変更することができる。そして、制御装置3は動作プログラムを変更する。記憶部21は、変更した動作プログラムを記憶する。
作業者が付加軸を有するロボットに慣れていない場合に、付加軸の設定値を変更する作業が多く発生する場合がある。しかしながら、本実施の形態の制御装置では、第2の画面に切替えなくても付加軸の情報を容易に変更することができる。第1の画面にて修正された付加軸の情報は、第2の画面にも反映される。また、図7を参照して、第2の画面32においても、作業者は、編集のボタン63を押すことにより、選択している駆動軸の角度を変更することができる。
本実施の形態においては、7軸のロボットを例示して説明したが、6個の駆動軸に加えて付加軸を有する任意のロボットに、本発明を適用することができる。たとえば、8軸のロボットの場合に、表示制御部は、2個の付加軸の情報を含めた動作指令文を第1の画面に表示することができる。
上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。
1 ロボット
2 エンドエフェクタ
3 制御装置
5 操作盤
7 表示部
21 記憶部
25 表示制御部
29 動作プログラム
31〜34 画面
J1〜J6 駆動軸
E1 駆動軸

Claims (2)

  1. 6個の駆動軸および付加軸を有するロボットを制御する制御装置であって、
    ロボットの動作に関する動作指令文が記載された動作プログラムを表示する表示部と、
    表示部の表示を制御する表示制御部とを備え、
    表示制御部は、動作指令文を含む動作プログラムを表示する第1の画面と、動作指令文に含まれる駆動軸の状態が表示される第2の画面とを表示部に表示し、更に、前記第1の画面において、前記6個の駆動軸の状態を含まずに、前記付加軸の状態を含む動作指令文を表示することを特徴とする、ロボットの制御装置。
  2. 表示制御部は、前記第1の画面において、動作指令文の前記付加軸の状態を編集できるように形成されている、請求項1に記載のロボットの制御装置。
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