JP6801333B2 - ロボット用の表示システム - Google Patents
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Description
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロボットの動作を作業者に対して適切に認識させることができるロボット用の表示システムを提供することにある。
これにより、複数の予想軌跡に対する分岐の可能性の高低を直感的に把握可能となり、予想軌跡が多く表示されていても容易に区別することができるようになり、安全のみならず調整作業の利便性も向上させることができる。
例えば動作を10回繰り返した後に分岐する場合、現時点での繰り返し回数が例えば5回であれば、分岐命令が設定されていたとしても分岐する可能性は無いと考えられる。その場合、分岐先の予想軌跡を表示すると、かえって混乱を招くおそれがある。そのため、分岐する可能性が無いと判定した場合にはその予想軌跡を表示しないことにより、「この軌跡に移動する可能性はあるのだろうか」といった考察つまりは作業以外の思考をする必要が無くなり、ロボットの動作に対する作業者の理解速度の向上を図ることができるため、より安全性を向上させることができる。
図1は、作業者の視野を模式的に示している。この図1の場合、作業者の視野には、ロボット1が存在している。このロボット1は、例えば6軸の垂直多関節型ロボットであり、各軸に設けられているモータによって各軸のアームが駆動される。そして、第6軸アームの先端部に取り付けたハンド等により、作業対象物であるワーク(図示省略)に対して作業を行う。本実施形態では、ロボット1は、ベルトコンベアや作業台等により構成された搬送ライン2を流れてくるワークに対して作業を行うことを想定している。
これらの仮想画像は、図2に示す表示システム10によって生成および表示されている。本実施形態の表示システム10は、ロボット1、コントローラ4、画像処理装置5、眼鏡型表示装置6(頭部装着型ディスプレイに相当する)、および教示装置7等を備えている。
前述のように、実機のロボット1に対して正確な目標位置を最終的に設定する教示作業を含む調整作業は、ロボット1の近傍において作業者がティーチングペンダント等の教示装置7を操作しながら行われる。そのため、安全対策が施されているとしても、例えばロボット1が作業者の意図しない向きに動作し、それに驚いて転倒してしまうなど、ロボット1との実際の接触が無い場合であっても作業者の安全に関わるトラブルが発生する可能性がある。
まず、ロボット1の制御プログラムの一例について説明する。図3は、コントローラ4によって実行されるロボット1の制御プログラムの一部を抜粋して示している。この制御プログラムにおいて、ロボット1は、「Move P0」の命令により目標位置(P0)まで移動するように制御される。続いて、ロボット1は、「For I=1 to 5」の命令により、変数(I)が5になるまで以降の命令を繰り返すように制御される。この「For I=1 to 5」の命令は、繰り返し分岐命令である。
続いて、表示システム10は、制御プログラムの命令を先読みする(S2)。つまり、表示システム10は、現在実行中の命令の後に分岐命令が設定されているか否かを解析する。そして、表示システム10は、分岐命令が設定されているか否かを判定し(S3)、分岐命令が設定されていないと判定した場合には(S3:NO)、ステップS1に移行する。
評価条件B:分岐命令に対して設定されている分岐条件の評価順に基づいて、評価順が上位である分岐先位置ほど、分岐先となる可能性が高いと判定する。
評価条件C:過去の動作において実際に分岐先となった回数に基づいて、過去に分岐先となった回数が多いほど、分岐先となる可能性が高いと判定する。
表示システム10は、実行中の制御プログラムを先読みし、実行中の命令の完了後に分岐命令が設定されているか否かを判定するとともに、分岐命令が設定されている場合には分岐した先の目標位置である分岐先位置を特定する解析部と、現在の動作軌跡を示す画像、分岐元位置、当該分岐元位置から分岐した先の目標位置である分岐先位置、および予想軌跡を示す画像を含む仮想画像を生成する画像生成部と、生成した仮想画像を作業者の視野にロボットと重なるように表示する表示部と、を備える。
したがって、現在のロボット1の動作だけでなく、今後のロボット1の動作を作業者に対して適切に認識させることができる。
また、実施形態のように分岐元位置(P1)を、フローチャートにおける分岐命令の枠のように菱形の図形(M1)で示すことにより、分岐点であることを視覚的に把握させることができる。
表示システム10は、分岐命令に対して設定されている分岐条件の評価順に基づいて、評価順が上位である分岐先位置ほど、分岐先となる可能性が高いと判定する。これにより、処理の高速化を図ることができる。また、分岐先が3以上である場合にも対応することができる。
先読み表示処理は、実施形態では6軸ロボットを例示したが、例えば4軸ロボットや自走式ロボットあるいは人型ロボット等に対しても適用することができる。
これにより、複数の予想軌跡に対する分岐の可能性の高低を直感的に把握可能となり、予想軌跡が多く表示されていても容易に区別することができるようになり、安全のみならず調整作業の利便性も向上させることができる。
これにより、安全対策として複数の予想軌跡が存在することを提示しつつも、分岐の可能性が高い予想軌跡については相対的に視認し易くし、可能性が低い予想軌跡については作業の邪魔にならないように相対的に視認し難くすることができ、作業箇所が見易くなることから、作業性高めることができる。
例えば動作を10回繰り返した後に分岐する場合、現時点での繰り返し回数が例えば5回であれば、分岐命令が設定されていたとしても分岐する可能性は無いと考えられる。その場合、分岐先の予想軌跡を表示すると、現時点でも分岐する可能性があると作業者が受け取とってしまう。そのため、分岐する可能性が無いと判定した場合にはその予想軌跡を表示しないことにより、「この軌跡に移動する可能性はあるのだろうか」といった考察つまりは作業以外の思考をする必要が無くなり、ロボットの動作に対する作業者の理解速度の向上を図ることができ、より安全性を向上させることができる。
実施形態では分岐先位置が2つ(P2、P3)である例を示したが、分岐先位置は3以上であってもよい。
実施形態で示した画像は一例であり、その形状等は任意に変更することができる。ただし、分岐元位置については分岐することを把握可能な画像にすることが望ましい。
実施形態では画像処理装置5を画像生成部として用いる例を示したが、画像生成部をコントローラ4や眼鏡型表示装置6あるいは教示装置7に設けることもできる。
Claims (10)
- 実行中の制御プログラムを先読みし、実行中の命令の完了後にロボットの目標位置が予め定められた分岐条件に従って複数に分岐する分岐命令が設定されているか否かを判定するとともに、分岐命令が設定されている場合には分岐した先の目標位置である分岐先位置を特定する解析部と、
実行中の命令により特定されるロボットの現在の動作軌跡を示す画像と、前記解析部によって分岐命令が存在すると判定された場合において現在の動作軌跡の目標位置であって分岐の起点となる分岐元位置、当該分岐元位置から分岐した先の目標位置である分岐先位置、および分岐元位置からそれぞれの分岐先位置まで移動する際のロボットの動作軌跡である予想軌跡を示す画像と、を含む仮想画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部で生成された仮想画像を、ロボットと重なるように表示する表示部と、
を備えるロボット用の表示システム。 - 前記解析部は、複数の分岐先位置に対して、分岐先となる可能性の高低をそれぞれ評価し、
前記画像生成部は、前記解析部よる評価結果に基づいて、分岐先となる可能性の高低を視覚的に識別可能な仮想画像を生成する請求項1記載のロボット用の表示システム。 - 前記解析部は、分岐先位置が2つである場合、分岐命令に対して設定されている分岐条件の真偽に基づいて、当該分岐条件の真に対応する分岐先位置が、分岐先となる可能性が高いと判定する請求項2記載のロボット用の表示システム。
- 前記解析部は、分岐命令に対して設定されている分岐条件の評価順に基づいて、評価順が上位である分岐先位置ほど、分岐先となる可能性が高いと判定する請求項2または3記載のロボット用の表示システム。
- 過去の動作において実際に分岐した回数を複数の分岐先位置のそれぞれについて記憶する記憶部を備え、
前記解析部は、前記記憶部に記憶されている実際に分岐先となった回数に基づいて、過去に分岐先となった回数が多いほど、分岐先となる可能性が高いと判定する請求項2記載のロボット用の表示システム。 - 前記画像生成部は、分岐元位置を示す画像の近傍に、分岐条件を示す画像を含む仮想画像を生成する請求項1から5のいずれか一項記載のロボット用の表示システム。
- 前記画像生成部は、分岐する可能性が最も高いと判定した予想軌跡については動作軌跡と同じ表示態様を維持し、他の予想軌跡については異なる表示態様とする仮想画像を生成することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項記載のロボット用の表示システム。
- 前記画像生成部は、分岐する可能性が最も高いと判定した予想軌跡については動作軌跡と同じ表示態様を維持し、他の予想軌跡については分岐する可能性に応じて透明度を上げる、あるいは、表示する線を細くする仮想画像を生成する請求項1から7のいずれか一項記載のロボット用の表示システム。
- 前記画像生成部は、現時点において分岐する可能性が無いと判定される予想軌跡については仮想画像を生成しない請求項1から8のいずれか一項記載のロボット用の表示システム。
- 前記表示部は、作業者が頭部に装着することで当該作業者の視野内に仮想画像を投影可能な頭部装着型ディスプレイであり、
前記頭部装着型ディスプレイを装着した作業者の視点位置を取得する視点位置取得部を備え、
前記画像生成部は、前記視点位置取得部で取得した作業者の視点位置に基づいて、前記頭部装着型ディスプレイを装着した作業者の視野においてロボットに重なる仮想画像を生成する請求項1から9のいずれか一項記載のロボット用の表示システム
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