JP6683671B2 - ジョグ座標系を設定するロボットの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ジョグ座標系を設定するロボットの制御装置に関する。

ロボット装置において、手動にてロボットを駆動できるように形成されたロボットの制御装置が知られている。例えば、ロボットの制御装置は、動作プログラムに従って自動的にロボットを駆動する機能に加えて、作業者の操作に応じてロボットを駆動する機能を有することが知られている。

動作プログラムは、作業者が指定した教示点に基づいて生成することができる。作業者は、ロボットを手動にて動かして教示点を設定することができる。例えば、作業者は、教示操作盤を操作してロボットを所望の位置および姿勢にする。このときのロボットのツール先端点の位置を教示点として制御装置に記憶させることができる。制御装置は、教示点に基づいて、動作プログラムを生成することができる。

また、教示操作盤には、ロボットの駆動に関する情報を表示する表示部を備えるものがある。例えば、表示部にロボットの教示点の軌跡を表示して、作業者が画像においてロボットの軌跡を変更する制御が知られている（例えば、特開平１０−２９１１８３号公報）。

また、ロボットの教示点を設定する場合には、教示操作盤を操作してロボットを駆動する他に、作業者はロボットのアームを把持してアームを移動させることによりロボットの位置および姿勢を変更することができる。そして、作業者は、所望のロボットの位置および姿勢に対応する教示点を設定することができる。このような教示点の設定を行う場合に、表示部にロボットのモデルを表示する制御が知られている（例えば、特開２０１７−１９０６８号公報）。

教示点の設定においては、教示操作盤に配置されたキーを押すことにより、ロボットの位置および姿勢を変更することが知られている。更に、ジョグ操作を行うために、ジョグ操作を行うためのジョグ座標系を設定することが知られている（例えば、特開平９−１６２６０号公報）。

特開２０１７−１９０６８号公報 特開平１０−２９１１８３号公報 特開平９−１６２６０号公報

作業者は、ロボットを手動にて駆動する場合に、ロボットが作業を行う領域において、ジョグ座標系を設定することができる。ジョグ座標系を設定すると、ジョグ座標系の座標軸に対する教示操作盤のキーを押すことにより、座標軸に対応する方向にロボットを駆動することができる。

ジョグ座標系を設定する方法としては、作業者は、制御装置にジョグ座標系の情報を直接的に入力することができる。例えば、作業者は、ロボットの基準座標系におけるジョグ座標系の原点の位置、および基準座標系におけるジョグ座標系の向きを設定することができる。この場合に、作業者は、基準座標系における座標値を入力することによりジョグ座標系を設定することができる。または、上記の特開平９−１６２６０号公報に開示されているように、ロボットが作業を行う領域において、２点の位置を設定することにより、ジョグ座標系の駆動軸の方向を設定することができる。

このように、ロボットのジョグ座標系を設定するためには、ジョグ座標系の情報を作業者が設定する必要がある。しかしながら、ロボットを手動にて駆動している期間中に、現在のジョグ座標系と異なるジョグ座標系が必要になった場合には、前述の方法によりジョグ座標系を設定する必要がある。

または、複数のジョグ座標系を記憶部に記憶しておくことができる。ロボットを手動にて駆動する期間中に、ジョグ座標系を切り替えることができる。しかしながら、この方法においても、予め記憶されたジョグ座標系と異なるジョグ座標系が必要になった場合に、前述の方法によりジョグ座標系を設定する必要がある。または、作業者は、予め設定されたジョグ座標系を代わりに用いなければならず、作業効率が悪くなるという問題がある。

本開示の一態様のロボットの制御装置は、ジョグ操作を行うためのジョグ座標系およびロボットを含む３次元の画像を表示する表示部と、ジョグ座標系の座標軸に対応するロボット操作部を含む入力部とを備える。制御装置は、表示部に表示される画像を制御する表示制御部と、ロボット操作部の操作を検出し、ロボット操作部の操作に応じてロボットの位置および姿勢を変更する手動制御部とを備える。ロボットは、複数の駆動軸を含む多関節ロボットである。ジョグ座標系の原点は、ロボットの作業ツールが取り付けられるリストまたはロボットに取り付けられた作業ツールにおける予め定められた位置に固定されている。入力部は、作業者が表示部の画像の操作を行うための画像操作部を有する。表示制御部は、作業者の画像操作部の操作に応じて、ジョグ座標系およびロボットのうち一方の向きが固定された状態で他方の向きが連続的に変化するように画像を変更する。作業者がロボット操作部を操作すると、手動制御部は、画像におけるロボットに対するジョグ座標系の座標軸の方向に基づいて、ロボットの位置および姿勢を変更する。

本開示の一態様によれば、ジョグ座標系を容易に変更することができる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斜視図である。 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教示操作盤の概略平面図である。 教示操作盤の表示部に表示されるロボットの第１の画像である。 教示操作盤の表示部に表示されるロボットの第２の画像である。 教示操作盤の表示部に表示されるロボットの第３の画像である。 教示操作盤の表示部に表示されるロボットの第４の画像である。 教示操作盤の表示部に表示されるロボットの第５の画像である。 教示操作盤の表示部に表示される画像を制御するフローチャートである。

図１から図９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装置は、作業者が手動でロボットを制御するように形成されている。本実施の形態におけるロボットの手動の制御には、作業者がロボットのアーム等の構成部材を把持して構成部材を移動させる制御、および、ロボットの操作盤に配置されたキー等を操作してロボットを駆動する制御が含まれる。本実施の形態の制御装置は、作業者の操作盤の操作に基づいて、ロボットの位置および姿勢を変更する。

図１は、本実施の形態におけるロボット装置の概略斜視図である。ロボット装置５は、ロボット１およびハンド２を備える。ロボット装置５は、ロボット１およびハンド２を制御する制御装置４を備える。本実施の形態のロボット１は、複数の駆動軸を含む多関節ロボットである。本実施の形態の多関節ロボットでは、関節部において６個の駆動軸が設定されている。関節部において、駆動軸の周りにアームおよびリストの向きが変化する。

ハンド２は、ワークを把持したり解放したりする作業ツールである。作業ツールは、エンドエフェクタとも称される。ハンド２は指部２ａが開いたり閉じたりするように形成されている。作業ツールとしてはハンド２に限られず、ロボット装置５が行う作業に応じた任意の作業ツールを採用することができる。例えば、アーク溶接を実施する作業ツールまたはシール材をワークの表面に配置する作業ツール等を採用することができる。

本実施の形態のロボット１は、上部アーム１１と下部アーム１２とを含む。下部アーム１２は、旋回ベース１３に支持されている。旋回ベース１３は、ベース１４に支持されている。ロボット１は、上部アーム１１の端部に連結されているリスト１５を含む。リスト１５は、ハンド２を固定するフランジ１６を含む。これらのロボット１の構成部材は、予め定められた駆動軸の周りに回転するように形成される。

制御装置４は、ロボット１の制御を行うための計算機を含む本体部３を含む。本体部３は、ロボット１に接続されている。制御装置４は、通信装置を介して本体部３に接続された教示操作盤３１を備える。教示操作盤３１は、本体部３に対して操作を行ったり情報を表示したりする。

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、ロボット１は、ロボット１の位置および姿勢を変化させるロボット駆動装置を含む。ロボット駆動装置は、アームおよびリスト等の構成部材を駆動するロボット駆動モータ２２を含む。本実施の形態では、１つの駆動軸に対応して１つのロボット駆動モータ２２が配置されている。

ロボット装置５は、ハンド２を駆動するハンド駆動装置を備える。ハンド駆動装置は、ハンド２の指部２ａを駆動するハンド駆動モータ２１を含む。ハンド駆動モータ２１が駆動することによりハンド２の指部２ａが開いたり閉じたりする。

本実施の形態のロボット１は、予め定められた動作プログラム４１に基づいて駆動するように形成されている。ロボット１は、動作プログラム４１に基づいて、自動的に初期の位置から目標の位置までワークを搬送することができる。

制御装置４の本体部３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵにバスを介して接続されたＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等を有する演算処理装置（計算機）を含む。制御装置４は、ロボット１の制御に関する情報を記憶する記憶部４２を含む。動作プログラム４１は、記憶部４２に記憶される。動作制御部４３は、動作プログラム４１に基づいてロボット１を駆動するための動作指令をロボット駆動部４５に送出する。ロボット駆動部４５は、ロボット駆動モータ２２を駆動するための電気回路を含む。ロボット駆動部４５は、動作指令に基づいてロボット駆動モータ２２に電気を供給する。ロボット駆動モータ２２が駆動することにより、ロボット１の位置および姿勢が変化する。

また、動作制御部４３は、動作プログラム４１に基づいてハンド２を駆動する動作指令をハンド駆動部４４に送出する。ハンド駆動部４４は、ハンド駆動モータ２１を駆動するための電気回路を含む。ハンド駆動部４４は、動作指令に基づいてハンド駆動モータ２１に電気を供給する。ハンド駆動モータ２１が駆動することにより、ハンド２の指部２ａが駆動する。ハンド２は、ワークを把持したり解放したりすることができる。

ロボット１は、ロボット１の位置および姿勢を検出するための状態検出器を含む。本実施の形態における状態検出器は、ロボット駆動モータ２２に取り付けられた位置検出器１８を含む。位置検出器１８の出力により、それぞれの駆動軸における構成部材の向きを取得することができる。例えば、位置検出器１８は、ロボット駆動モータ２２が駆動するときの回転角を検出することができる。

図３に、本実施の形態における教示操作盤の概略平面図を示す。図１から図３を参照して、教示操作盤３１は、ロボット１に関する情報を入力する入力部３２を含む。作業者が入力部３２を操作することにより、所望の情報を入力することができる。入力部３２は、予め定められた座標系の座標軸に対応する複数のキー３４ａ，３４ｂを含む。キー３４ａ，３４ｂは、ロボットを手動にて操作するロボット操作部として機能する。教示操作盤３１は、ロボット１に関する情報を表示する表示部３３を含む。

本実施の形態の表示部３３は、タッチパネル方式が採用されている。作業者は、表示部３３の画面を指で押したりなぞったりすることにより、情報を入力することができる。本実施の形態の表示部３３は、作業者が表示部３３に表示される画像を操作できるように形成されている。このために、本実施の形態の表示部３３は、画像を表示する機能の他に、情報を入力する入力部の機能を有する。

ロボット装置５には、ロボット１の位置および姿勢が変化した時に不動の基準座標系６１が設定される。図１に示す例では、ロボット１のベース１４に、基準座標系６１の原点６２が配置されている。基準座標系６１はワールド座標系とも称される。基準座標系６１では、原点６２の位置が固定され、更に、座標軸の向きが固定されている。基準座標系６１は、座標軸として、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を有する。また、Ｘ軸の周りの座標軸としてＷ軸が設定される。Ｙ軸の周りの座標軸としてＰ軸が設定される。Ｚ軸の周りの座標軸としてＲ軸が設定される。そして、基準座標系６１の座標値（ｘ_b，ｙ_b，ｚ_b，ｗ_b，ｐ_b，ｒ_b）を設定することができる。

本実施の形態における制御装置４は、作業者がロボット操作部を操作することにより、ロボット１の位置および姿勢が変化するように形成されている。制御装置４は、手動にてロボット１の位置および姿勢を変更できるように形成されている。作業者が入力部３２に配置されたキー３４ａ，３４ｂを押すことにより、予め定められた座標系に基づいてロボット１の位置および姿勢が変化する。本実施の形態では、このような操作をジョグ操作と称する。また、ジョグ操作を行うためのキーは、ジョグキーとも称される。なお、ロボット操作部は、キーに限られず、手動にてロボットを駆動するための任意の構成を採用することができる。

本実施の形態においては、ロボット１のジョグ操作を行うためのジョグ座標系６３が設定されている。ジョグ座標系６３の原点６４は、作業者により任意の位置に設定することができる。例えば、原点６４は、作業ツールのツール先端点の位置に設定することができる。図１に示す例では、原点６４は、ハンド２のツール先端点に設定されている。

ジョグ座標系６３は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を有する。ジョグ座標系６３は、Ｘ軸の周りのＷ軸、Ｙ軸の周りのＰ軸、およびＺ軸の周りのＲ軸を有する。このように、ジョグ座標系６３は、複数の座標軸を有する。

ジョグ座標系６３は、ロボット１の位置および姿勢が変化した場合に、ロボット１またはハンド２における原点６４の位置が変化しない座標系である。図１に示す例では、フランジ１６の位置が変化すると、原点６４の位置が変化する。このように、ジョグ座標系６３の原点６４は、ロボット１の位置および姿勢の変化に従って位置が変化する。一方で、ジョグ座標系６３の向きは、ロボット１の位置および姿勢が変化した場合にも変化しない。すなわち、Ｘ軸の延びる方向、Ｙ軸の延びる方向、およびＺ軸の延びる方向は、ロボット１の位置および姿勢が変化した場合に変化しない。ジョグ座標系６３の向きは、基準座標系６１に対して一定である。

このようなジョグ座標系６３は、基準座標系６１を変換することにより算出することができる。例えば、原点６４の位置は、ロボット１の位置および姿勢に基づいて、基準座標系６１のＸ軸の座標値、Ｙ軸の座標値、およびＺ軸の座標値にて設定される。またジョグ座標系６３の向きは、基準座標系６１のＷ軸の座標値、Ｐ軸の座標値、およびＲ軸の座標値にて設定することができる。

教示操作盤３１の入力部３２に配置されたキー３４ａは、ジョグ座標系のＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の方向に原点６４を直線状に移動させる為のボタンである。作業者がキー３４ａを押すことにより、ジョグ座標系６３に含まれる座標軸に沿って原点６４が移動するように、ロボット１の位置および姿勢が変化する。例えば、作業者が「Ｘ＋」のキー３４ａを押すと、原点６４がＸ軸の正側に移動するように、ロボット１の位置および姿勢が変化する。

また、キー３４ｂは、Ｘ軸の周りのＷ軸、Ｙ軸の周りのＰ軸、およびＺ軸の周りのＲ軸の方向に、ハンド２またはロボット１が回転するようにロボット１を駆動する為のボタンである。作業者がキー３４ｂを押すことにより、原点６４を通る座標軸の周りにハンド２またはロボット１のフランジ１６が回転するように、ロボット１の位置および姿勢が変化する。例えば、作業者が「Ｘ＋」のキー３４ｂを押すと、原点６４から延びるＸ軸を回転軸として、正側にハンド２が回転するようにロボット１の位置および姿勢が変化する。

ジョグ操作では、作業者がキー３４ａ，３４ｂを押している期間中に、ロボット１の位置および姿勢が変化する。または、１回のキーの押圧に対して１回の移動量が予め定められていても構わない。また、上記の実施の形態では、教示操作盤３１に機械式のキー３４ａ，３４ｂが配置されているが、この形態に限られない。表示部３３にキーが表示されても構わない。作業者が表示部３３に表示されたキーを押すことにより、ロボット１の位置および姿勢が変化しても構わない。

ジョグ座標系６３を用いてジョグ操作を行うことにより、ロボット１の位置および姿勢の調整が容易になる。例えば、作業台に置かれたワークに近づく向きをジョグ座標系のＸ軸の正側の方向に設定することができる。作業者が入力部３２のＸ軸の正側のキー３４ａを押すことにより、原点６４に対応するツール先端点をワークに近づく向きに移動させることができる。このために、手動でロボット１を駆動する時に、ロボット１を短時間で所望の位置および姿勢に変更することができる。この結果、ロボット１に教示点を設定する作業の効率が向上する。

図２を参照して、本実施の形態における制御装置４は、ジョグ操作を制御するジョグ制御部５１を含む。ジョグ制御部５１は、表示部３３に表示される画像を制御する表示制御部５２を含む。ジョグ制御部５１は、表示部３３に表示される画像におけるロボット１に対するジョグ座標系６３の向きに基づいて、ロボット１の位置および姿勢を変更する手動制御部５３を含む。

図４に、本実施の形態における教示操作盤の表示部に表示される第１の画像を示す。本実施の形態における表示制御部５２は、ロボット１およびジョグ座標系６３の画像７１を表示部３３に表示するように形成されている。本実施の形態においては、表示部３３は、ロボット１およびジョグ座標系６３を含む画像を３次元にて表示する。なお、表示部３３が表示する画像は、ロボット１およびジョグ座標系６３以外の物を含んでいても構わない。

図２および図４を参照して、作業者は、予めロボット１およびハンド２の３次元モデル４９を制御装置４に入力する。３次元モデル４９としては、例えば、ＣＡＤ（Computer Aided Design）装置にて生成される３次元データを用いることができる。ロボットの３次元データには、ロボット１を構成する構成部材の形状データが含まれている。表示部に３次元の画像を表示できるデータとしては３次元モデルに限られず、任意のデータを採用することができる。例えば、ＣＡＤ装置で形成された２次元の図面データを利用して制御装置の内部で３次元モデルを作成しても構わない。

表示制御部５２は、３次元モデル４９に基づいて、表示部３３にロボット１を表示する。表示制御部５２は、位置検出器１８の出力に基づいて、ロボット１の位置および姿勢を算出する。表示制御部５２は、現在の位置および姿勢のロボット１の画像を表示部３３に表示する。実際のロボット１の位置および姿勢の変化に対応して、画像におけるロボット１の位置および姿勢が変化する。

更に、表示制御部５２は、ジョグ座標系６３を３次元にて表示する。ジョグ座標系６３の初期の位置および初期の向きは予め定められている。作業者が教示操作盤３１においてジョグ操作を選択したときに、画像７１には、初期の位置および初期の向きにてジョグ座標系６３が表示される。本実施の形態においては、表示部３３の枠に平行な方向にＸ軸およびＹ軸が配置され、表示部３３の画面に垂直な方向にＺ軸が配置されるように、ジョグ座標系６３が表示されている。

前述の通り、実際のジョグ座標系６３の原点６４の位置は、予め定められている。本実施の形態では、ツール先端点に原点６４が配置されている。一方で、画像７１においては、任意の位置にジョグ座標系６３の原点６６を配置することができる。すなわち、画像７１の内部において、ジョグ座標系６３を任意の位置に表示することができる。図４に示す例では、ロボット１のフランジ１６の表面において、フランジ１６の回転中心に原点６６が配置されている。作業者が教示操作盤３１を操作したときに、ロボット１は、画像７１におけるジョグ座標系６３の原点６６の位置に関わらず、実際のジョグ座標系６３の原点６４の位置に基づいて駆動する。

制御装置４の入力部は、作業者が表示部３３に表示される画像の操作を行うための画像操作部を有する。本実施の形態では、タッチパネル方式の表示部３３が入力部の機能を有する。表示部３３は、作業者が表示部３３の表面に触れることにより画像の操作を行うことができるように形成されている。このために、本実施の形態の表示部３３は、画像操作部として機能する。

制御装置４は、作業者が表示部３３を操作することにより、画像７１においてロボット１に対するジョグ座標系６３の向きを変更できるように形成されている。本実施の形態の表示制御部５２は、作業者の操作により予め定められた点を中心として回転する視点から見たロボット１の画像を表示する。回転の中心点は、例えば、ロボット１を中心に視点が移動するように、ロボット１が配置される領域の内部に配置することができる。

作業者が指にて表示部３３の表面をなぞることにより、表示制御部５２は、画像７１におけるロボット１の向きを変更することができる。または、表示制御部５２は、ロボット１を見る時の視点の位置を変更することができる。画像７１におけるジョグ座標系６３の原点６６は、予め固定された位置の移動に伴って移動する。一方で、画像７１におけるジョグ座標系６３の向きは変化せずに一定である。このように、画像においてジョグ座標系６３の向きが固定される場合に、本実施の形態のジョグ制御部５１は、ロボット１の画像の回転に合わせて、画像における見かけ上のジョグ座標系６３の向きが固定されるように、ジョグ座標系６３の位置および向きを算出する。表示制御部５２は、その計算結果に基づいて、ジョグ座標系６３の画像を表示する。

例えば、作業者は、矢印９１に示す方向に表示部３３の表面をなぞることにより、視点を高さ方向に回転させることができる。または、作業者は、矢印９２に示す方向に表示部３３の表面をなぞることにより、視点を水平方向に回転させることができる。このように、ロボット１を見る位置（視点）を任意に調整することができる。

図５に、ロボットおよびジョグ座標系の第２の画像を示す。第２の画像７２は、作業者が画像を操作することにより、ロボット１を上側から見るように視点の位置を変更したときの画像である。第２の画像７２においては、図１の矢印９３に示すように、ロボット１の真上の視点８７からロボット１を見たときの画像である。

図６に、ロボットおよびジョグ座標系の第３の画像を示す。第３の画像７３は、図５の画像７２において、作業者が指で矢印９１に示す方向になぞることにより、ロボット１の画像を変更したときの画像である。画像７２に対して、ジョグ座標系６３のＸ軸の周りにロボット１の向きが回転している。第３の画像７３は、図１の矢印９４に示すように、ロボット１の側方に配置された視点８８からロボット１を見たときの画像である。

図７に、ロボットおよびジョグ座標系の第４の画像を示す。第４の画像７４は、図６の画像７３において、作業者が指で矢印９２に示す方向になぞることにより、ロボット１の画像を移動したときの画像である。作業者が画像を操作することにより、ロボット１を正面から見るように視点を変更している。図６のロボット１の画像に対して、Ｙ軸の周りにロボット１の向きが変化している。第４の画像７４は、図１の矢印９５に示すように、ロボット１の正面側に配置された視点８９からロボット１を見たときの画像である。

図４から図７を参照して、作業者は、表示部３３に表示される画像を操作することにより、ロボット１を任意の向きに変更している。しかしながら、画像７１，７２，７３，７４におけるジョグ座標系６３の向きは常に一定である。すなわち画像の右側にＸ軸が延び、上側にＹ軸が延び、画像の手前側にＺ軸が延びている。

このように、表示制御部５２は、ジョグ座標系６３の向きが固定された状態で、ロボット１の向きが変化するように画像を変更する。本実施の形態では、ロボット１を見る視点の位置を変更している。この結果、ロボット１に対するジョグ座標系６３の向きが変化する。

図２および図３を参照して、ジョグ制御部５１は、表示部３３に表示されている画像におけるロボット１に対するジョグ座標系６３の向きに基づいて、ロボット１の位置および姿勢を変更する手動制御部５３を含む。現在表示されている画像におけるロボット１に対するジョグ座標系の座標軸の延びる方向は、実際にロボット１が駆動する方向に対応する。

作業者は、入力部３２を用いてジョグ座標系に基づくジョグ操作を選択する。手動制御部５３は、作業者のキー３４ａ，３４ｂの操作を検出する。すなわち、手動制御部５３は、入力部３２のいずれかのキー３４ａ，３４ｂが押されたことを検出する。

手動制御部５３は、作業者のキー３４ａ，３４ｂの操作および表示部３３に表示されている画像に基づいて、ロボット１を駆動する駆動軸を選定し、駆動軸の駆動量を算出する。例えば６軸のロボット１の場合に、手動制御部５３は、１つ以上の駆動軸を選定し、それぞれの駆動軸における駆動量を算出する。手動制御部５３は、選定された駆動軸および駆動量の動作指令を動作制御部４３に送出する。動作制御部４３は、受信した動作指令に基づいて、ロボット駆動装置を駆動する。この結果、ロボット１の位置および姿勢が変更される。

手動制御部５３は、押されたキーに対応する方向にロボット１が駆動するように、ロボット１の位置および姿勢を制御する。手動制御部５３は、キー３４ａに対応する座標軸の方向にジョグ座標系６３の原点６４が移動するように、ロボット１の位置および姿勢を変更する。また、手動制御部５３は、キー３４ｂに対応する座標軸の方向にハンド２またはロボット１が回転するように、ロボット１の位置および姿勢を制御する。例えば、作業者が入力部３２の「Ｘ＋」のキー３４ａを押すと、手動制御部５３は、表示部３３に表示されたＸ軸の正側の方向に、ジョグ座標系６３の原点６４が移動するように、ロボット１の位置および姿勢を変更する。そして、表示制御部５２は、位置検出器１８の出力に基づいて、現在のロボット１の位置および姿勢になるように、ロボット１の画像を変更する。

図８に、ロボットおよびジョグ座標系の第５の画像を示す。図８は、図５に示す状態から作業者が「Ｙ＋」のキー３４ａを押した後の状態を示している。ジョグ座標系６３の原点６６の位置が矢印９６に示す様にＹ軸の正側に移動している。ロボット１の画像は、ロボット１の位置および姿勢の変化と共に変化している。また、画像７２におけるジョグ座標系６３の向きは一定である。

作業者がジョグ操作を行うことにより、実際のロボット１の位置および姿勢に応じて表示部３３における画像が変化する。作業者は、更に、所望のキー３４ａ，３４ｂを押すことにより、ロボット１の位置および姿勢を変更することができる。または、作業者は、表示部３３の画面をなぞることにより、ロボット１に対するジョグ座標系６３の向きを変更することができる。そして、所望のキー３４ａ，３４ｂを押すことにより、表示部３３に表示されたジョグ座標系６３の向きに基づいて、ロボット１の位置および姿勢を変更することができる。このように、作業者は、ジョグ座標系の向きを変更しながら、ジョグ操作を行うことができる。なお、作業者がジョグ操作を終了した時には、ロボット１に対するジョグ座標系６３の向きは初期の向きに戻すことができる。

図９に、本実施の形態における表示部の画像の制御のフローチャートを示す。図２および図９を参照して、作業者は、教示操作盤３１においてジョグ座標系６３に基づくジョグ操作を選択する。例えば、作業者は、ジョグ操作を選択するキーを押圧する。ジョグ制御部５１は、ジョグ座標系に基づくジョグ操作が選択された信号を検出する。

ステップ１０１において、表示制御部５２は、表示部３３にロボット１の３次元の画像を表示する。ステップ１０２において、表示制御部５２は、表示部３３にロボット１の画像と共にジョグ座標系６３の３次元の画像を表示する。表示制御部５２は、ロボット１に対するジョグ座標系６３の予め定められた初期の位置および初期の向きに基づいて、ロボット１およびジョグ座標系６３の画像を表示する。

次に、ステップ１０３において、表示制御部５２は、作業者の操作により視点が移動されたか否かを判別する。すなわち、作業者が画像の操作を行って画像におけるロボット１の向きを変更したか否かを判別する。ステップ１０３において、作業者が視点を移動していない場合に、制御はステップ１０５に移行する。ステップ１０３において、作業者が視点を移動した場合に、制御はステップ１０４に移行する。

ステップ１０４において、表示制御部５２は、視点の移動に応じて、画像におけるロボット１の向きを変更する。この時に、表示制御部５２は、画像におけるジョグ座標系６３の向きは変更しない制御を実施する。

次に、ステップ１０５において、表示制御部５２は、ジョグ操作の終了指令を検出したか否かを判別する。すなわち、作業者がジョグ座標に基づくジョグ操作の選択を解除したか否かを判定する。ステップ１０５において、ジョグ操作の終了指令を検出しない場合に、制御はステップ１０３に戻る。そして、ステップ１０３およびステップ１０４を繰り返すことにより、ロボット１の画像の向きを変更する。また、作業者は、ステップ１０３からステップ１０５を実施している期間中に、入力部３２のキー３４ａ，３４ｂを押すことにより、画像に表示されているジョグ座標系６３の向きに基づいてロボット１を駆動することができる。

ステップ１０５において、ジョグ操作の終了指令を検出した場合には、制御はステップ１０６に移行する。ステップ１０６において、表示制御部５２は、ジョグ座標系６３の設定を初期値に戻す。表示制御部５２は、ロボット１に対するジョグ座標系６３の向きを初期の向きに戻す。

このように、作業者は、表示部３３の画像を操作することにより、ロボット１に対するジョグ座標系６３の座標軸の向きを容易に変えることができる。特に、ロボット１の手動操作を行っている期間中に、ジョグ座標系６３の向きを変更することができる。このために、ジョグ座標系の設定を容易に行うことができる。また、作業者は、短時間で新たなジョグ座標系を設定することができる。このために、手動によりロボットを操作するときの作業効率が向上する。また、ロボットおよびジョグ座標系の画像に基づいてジョグ座標系を設定することができるために、ジョグ座標系の設定の失敗を抑制することができる。

また、表示制御部５２は、作業者の操作により視点の位置を回転させている。表示制御部５２は、この視点から見たロボット１の画像を表示している。この制御を行うことにより、視点が移動するとロボット１の対するジョグ座標系６３の向きが変更されるために、作業者は容易にロボット１に対するジョグ座標系６３の向きを変更することができる。

上記の第１の画像から第４の画像では、視点の移動と共に、画像におけるジョグ座標系６３の原点６６の位置も移動している。すなわち、原点６４は、ロボット１のリスト１５のフランジ１６の表面に配置されているが、この形態に限られない。画像においては、原点６４の位置は固定されていても構わない。例えば、画像の左下に常にジョグ座標系を表示していても構わない。この場合においても、実際のロボット１において設定されたジョグ座標系６３の原点６４の位置に基づいて、ロボット１の位置および姿勢が変更される。

上記の実施の形態においては、作業者が表示部３３の表面をなぞることにより、ロボット１の画像の向きが変更されているが、この形態に限られない。画像操作部の任意の操作により、ロボットの画像の向きを変更することができる。例えば、入力部に配置された画像操作部としてのキーを操作することにより、画像の向きを変更しても構わない。

上記の実施の形態において、表示制御部５２は、ロボット１の周りに視点を回転しているが、この形態に限られない。表示制御部５２は、任意の視点の操作を行うことができる。例えば、表示制御部５２は、ロボットの視点を直線的に移動させても構わない。または、表示制御部５２は、作業者の入力部３２の操作に応じてロボット１の画像を拡大したり縮小したりしても構わない。

上記の実施の形態においては、ジョグ操作が終了する度にジョグ座標系６３の設定を初期の設定に戻しているが、この形態に限られない。ジョグ操作の終了時またはジョグ操作を行っている期間中に設定したジョグ座標系６３を記憶部４２に記憶させても構わない。そして、ジョグ操作を開始する時またはジョグ操作を行っている期間中に、表示制御部５２は、記憶部４２に記憶したジョグ座標系６３を取得して表示部３３に表示することができる。この制御を行うことにより、任意のジョグ座標系６３を記憶しておくことができて、表示部３３の画像の操作を行わなくても、容易にロボット１に対するジョグ座標系６３の姿勢を設定することができる。例えば、頻繁に用いるジョグ座標系６３の設定を記憶しておくことにより、短時間でジョグ座標系６３を設定することができて、作業の効率が向上する。

また、上記の実施の形態において、表示制御部５２は、作業者の画像操作部の操作に応じてロボット１の向きが変化し、ジョグ座標系の向きが固定されるように画像を制御しているが、この形態に限られない。表示制御部は、作業者の画像操作部の操作に応じて、ロボットの向きは変化せずに、ジョグ座標系の向きが変化するように画像を制御しても構わない。この場合においても、作業者が入力部のキーを押した時に、手動制御部は、現在表示されている画像におけるロボットに対するジョグ座標系の向きに基づいて、ロボットを駆動することができる。このように、表示制御部は、作業者の入力部の操作に応じてジョグ座標系およびロボットのうち一方の向きが固定された状態で他方の向きが変化するように画像を変更することができる。

ロボット１を手動で駆動する操作としては、教示点を設定する操作に限られない。任意の目的でロボット１を手動にて操作することができる。例えば、ロボットの周りでワークの搬送を行う場合に、ロボットの上部アームが障害になる場合がある。この時に、上部アームの向きを変更するように、ロボットの位置および姿勢を一時的に変更することができる。

上記の実施の形態においては、表示部３３および入力部３２が教示操作盤３１に配置されているが、この形態に限られない。表示部３３および入力部３２のうち少なくとも一方は、教示操作盤３１と異なる装置に配置されていても構わない。また、表示部および入力部が配置される装置は、ロボットに専用の教示操作盤に限られず、ロボットのジョグ操作を行うための表示部および入力部を備える任意の装置に配置することができる。例えば、タブレット等の携帯用の計算機が本実施の形態の表示部および入力部の機能を備えていても構わない。

上述のそれぞれの制御においては、機能および作用が変更されない範囲において適宜ステップの順序を変更することができる。上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。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
４ 制御装置
３１ 教示操作盤
３２ 入力部
３３ 表示部
３４ａ，３４ｂ キー
４２ 記憶部
５２ 表示制御部
５３ 手動制御部
６３ ジョグ座標系
６４，６６ 原点
７１〜７５ 画像
８７，８８，８９ 視点

Claims (3)

1. ジョグ操作を行うためのジョグ座標系およびロボットを含む３次元の画像を表示する表示部と、
   前記ジョグ座標系の座標軸に対応するロボット操作部を含む入力部と、
   前記表示部に表示される前記画像を制御する表示制御部と、
   前記ロボット操作部の操作を検出し、前記ロボット操作部の操作に応じて前記ロボットの位置および姿勢を変更する手動制御部とを備え、
   前記ロボットは、複数の駆動軸を含む多関節ロボットであり、
   前記ジョグ座標系の原点は、前記ロボットの作業ツールが取り付けられるリストまたは前記ロボットに取り付けられた作業ツールにおける予め定められた位置に固定されており、
   前記入力部は、作業者が前記表示部の前記画像の操作を行うための画像操作部を有し、
   前記表示制御部は、作業者の前記画像操作部の操作に応じて、前記ジョグ座標系および前記ロボットのうち一方の向きが固定された状態で他方の向きが連続的に変化するように前記画像を変更し、
   作業者が前記ロボット操作部を操作すると、前記手動制御部は、前記画像における前記ロボットに対する前記ジョグ座標系の座標軸の方向に基づいて、前記ロボットの位置および姿勢を変更する、ロボットの制御装置。
2. 前記画像操作部の操作により変更された前記ロボットに対する前記ジョグ座標系の向きを記憶する記憶部を備え、
   前記表示制御部は、前記記憶部に記憶された前記ロボットに対する前記ジョグ座標系の向きを取得して前記画像を表示する、請求項１に記載のロボットの制御装置。
3. 前記表示制御部は、作業者の操作により予め定められた点を中心として回転する視点から見た前記ロボットの画像を表示する、請求項１または２に記載のロボットの制御装置。

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