JP7381729B2 - 産業機械の表示装置 - Google Patents

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Description

本開示は、産業機械の表示装置に関する。
産業機械及びその周辺機器を仮想的な3次元コンピュータグラフィクスとして画面上に表示させ、併せて、産業機械の様々な情報、例えばプログラムの教示点、TCP(Tool Center Point)軌跡、座標系等を表示させることができる。
このような3次元コンピュータグラフィクスとしての表示は、仮想的なものであるので、実際の産業機械及びその周辺機器と見比べる必要があり、直感的な理解が難しいことがある。
これに対し、カメラを有するタブレット等の表示機器を使用して、拡張現実(AR)を使った実際のロボット及びその周辺機器の映像上に、様々な情報を併せて表示させた場合には、直感的な理解が可能となる(例えば、特許文献1参照)。
特開2016-107379号公報
しかしながら、カメラがロボット等の産業機械及びその周辺機器を向いていない場合、産業機械及びその周辺機器は表示されず、意味をなさない。このような場合には、上述の仮想的な3次元コンピュータグラフィクスを表示することが望ましいが、拡張現実表示と3次元コンピュータグラフィクス表示との切り替えを手動で行うのは煩雑である。
本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、拡張現実表示と3次元コンピュータグラフィクス表示とを自動で切り替え可能な産業機械の表示装置を提供する。
本開示の一態様は、カメラと、産業機械、又は、前記産業機械及びその周辺機器、についての3次元コンピュータグラフィクスによる第1表示と前記カメラが撮影した産業機械及びその周辺機器についての拡張現実を用いた第2表示とを切り替え可能に表示させる表示部と、前記カメラが産業機械及びその周辺機器を向いていない場合に前記第1表示を有効にして該第1表示を前記表示部に表示させ、前記カメラが産業機械及びその周辺機器を向いている場合に前記第2表示を有効にして該第2表示を前記表示部に表示させる選択部と、を備える、産業機械の表示装置である。
本開示の一態様によれば、拡張現実表示と3次元コンピュータグラフィクス表示とを自動で切り替え可能な産業機械の表示装置を提供できる。
本開示の一実施形態に係るロボット表示装置を備えるロボットシステムの概略図である。 本開示の一実施形態に係るロボット表示装置の機能ブロック図である。 第1表示を表示した状態の本開示の一実施形態に係るロボット表示装置の概略図である。 第2表示を表示した状態の本開示の一実施形態に係るロボット表示装置の概略図である。 本開示の一実施形態に係るロボット表示装置の動作を説明するフローチャートである。
以下、図面を参照して、本開示の一実施形態に係るロボット表示装置2を備えるロボットシステム1について説明する。
まず、図1及び図2を用いて、本実施形態に係るロボット表示装置2を備えるロボットシステム1の構成について説明する。図1は、本実施形態に係るロボット表示装置2を備えるロボットシステム1の概略図である。図2は、本実施形態に係るロボット表示装置2の機能ブロック図である。
図1及び図2に示すロボットシステム1は、ロボット表示装置2の表示部20により、表示画面2aにロボット3及びその周辺機器4に関する表示を行う。具体的に、ロボットシステム1は、ロボット表示装置2と、ロボット3と、周辺機器4と、制御装置5と、等を備えている。
ロボット表示装置2は、本開示の産業機械の表示装置をロボットの表示装置に適用したものである。ロボット表示装置2は、タブレット端末等の携帯通信端末である。具体的に、ロボット表示装置2は、カメラ2bと、表示部20と、この表示部20をタッチパネルとして情報の入力を可能とした入力部(図示省略)と、制御装置5と通信する通信手段(図示省略)と、CPU(Central Processing Unit)等の演算処理手段(図示省略)と、各種プログラムを格納したHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等の補助記憶手段(図示省略)と、演算処理手段がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するためのRAM(Random Access Memory)といった主記憶手段(図示省略)と、等を備えている。
表示部20は、ロボット3、又は、ロボット3及びその周辺機器4、についての3次元コンピュータグラフィクスによる第1表示(図3A参照)と、カメラ2bが撮影したロボット3及びその周辺機器4についての拡張現実(AR)を用いた第2表示(図3B参照)と、を切り替え可能にロボット表示装置2の表示画面2aに表示させる。
ここで、拡張現実では、カメラで撮影した画像の特定の特徴点、例えばマーカを抽出して位置合わせすることにより、仮想3次元オブジェクト等の拡張情報を現実空間の対象物にオーバレイ表示することができる。本実施形態では、マーカは、ロボット3等に取り付けることも可能であり、もともと存在するものをマーカとすることもできる。例えば、ロボット3自体をマーカとすることも可能である。また、位置合わせマーカは、背景に設置することもでき、位置やスケールのリファレンスとなる固定点を提供可能なオブジェクトである。このような位置合わせマーカをカメラで撮像することにより、カメラの位置や向き(姿勢)を計算することができ、現実空間の対象物に対して仮想3次元オブジェクト等の拡張情報を違和感無く重ねることが可能となる。
表示部20は、第1表示を表示する場合、例えば、ロボット3及びその周辺機器4に関する情報として、ロボット3のツール先端点、プログラムの教示点、ロボット3の座標系、ロボット3の各軸の動作範囲、ロボット3のジョグ方法、ロボット3の軌跡、位置レジスタ、ロボット3が有するセンサの情報及びロボット3の到達可能領域のうち少なくとも一つを表示させることができる。
同様に、表示部20は、第2表示を表示する場合、ロボット3及びその周辺機器に関する情報として、例えば、ロボット3のツール先端点、プログラムの教示点、ロボット3の座標系、ロボット3の各軸の動作範囲、ロボット3のジョグ方法、ロボット3の軌跡、位置レジスタ、ロボット3が有するセンサの情報及びロボット3の到達可能領域のうち少なくとも一つを表示させることができる。
第1表示に用いるロボット3についての3次元コンピュータグラフィクスに関する情報は、制御装置5から事前に取得され、ロボット表示装置2に記憶される。第1表示に用いる周辺機器4についての3次元コンピュータグラフィクスに関する情報は、制御装置5から取得される等してロボット表示装置2に事前に入力され、ロボット表示装置2に記憶される。第2表示に用いるロボット3及びその周辺機器4の特徴点(マーカ、形状)の情報は、制御装置5から取得される等してロボット表示装置2に事前に入力され、ロボット表示装置2に記憶される。第1表示又は第2表示に併せて表示する情報は、制御装置5から事前に取得され、ロボット表示装置2に記憶される。
図2に示すように、ロボット表示装置2が備えるCPU(図示省略)は、各種プログラムを実行することによって、表示部20、選択部21等の各種機能を実現する。
選択部21は、カメラ2bがロボット3及びその周辺機器4を向いていない場合には、第1表示を有効にして該第1表示を表示部20により表示画面2aに表示させる。また、カメラ2bがロボット3及びその周辺機器4を向いている場合には、第2表示を有効にして該第2表示を表示部20により表示画面2aに表示させる。なお、カメラ2bがロボット3及びその周辺機器4を向いているか否かは、カメラ2bの撮像結果から、現実空間のロボット3及びその周辺機器4が検出されるか否かに応じて判断される。
図1に戻って、ロボット3は、その周辺機器4とともに、ロボット表示装置2の表示部20により表示画面2aに表示される。このロボット3は、制御装置5の制御下において動作する。周辺機器4は、ロボット3に付随する機器であり、例えばベルトコンベヤ等である。制御装置5は、ロボット3及びその周辺機器4を制御する装置であり、ロボット表示装置2と通信を行う。
次に、図3Aを用いて、ロボット表示装置2が表示部20により表示画面2aに第1表示を表示する場合について説明する。図3Aは、第1表示を表示した状態の本実施形態に係るロボット表示装置2の概略図である。
図3Aに示すように、カメラ2bがロボット3及びその周辺機器4を向いていない場合には、選択部21が、3次元コンピュータグラフィクスによる第1表示を有効にして該第1表示を表示部20により表示画面2aに表示させる。このとき、表示部20には、上述したように、ロボット3のツール先端点、プログラムの教示点、ロボット3の座標系、ロボット3の各軸の動作範囲、ロボット3のジョグ方法、ロボット3の軌跡、位置レジスタ、ロボット3が有するセンサの情報及びロボット3の到達可能領域のうち少なくとも一つの情報が併せて表示される。
次に、図3Bを用いて、本実施形態に係るロボット表示装置2が表示部20により表示画面2aに第2表示を表示する場合について説明する。図3Bは、第2表示を表示した状態の本実施形態に係るロボット表示装置2の概略図である。
図3Bに示すように、カメラ2bがロボット3及びその周辺機器4を向いている場合、選択部21が、拡張現実を用いた第2表示を有効にして該第2表示を表示部20により表示画面2aに表示させる。このとき、表示部20には、上述したように、ロボット3のツール先端点、プログラムの教示点、ロボット3の座標系、ロボット3の各軸の動作範囲、ロボット3のジョグ方法、ロボット3の軌跡、位置レジスタ、ロボット3が有するセンサの情報及びロボット3の到達可能領域のうち少なくとも一つの情報が併せて表示される。図3Bに示す例では、ユーザ座標系と、各軸の動作範囲が表示されている。
次に、図4を用いて、本実施形態に係るロボット表示装置2の動作について説明する。図4は、ロボット表示装置2の動作を説明するフローチャートである。
図4に示すように、先ず、選択部21が、カメラ2bがロボット3及びその周辺機器4を向いているか否かを判別する(ステップS10)。
カメラ2bがロボット3及びその周辺機器4を向いている場合(ステップS10における判別がYESの場合)、選択部21は、拡張現実による第2表示を有効にして、該第2表示を表示部20により表示画面2aに表示させる(ステップS20)。
カメラ2bがロボット3及びその周辺機器4を向いていない場合(ステップS10における判別がNOの場合)、選択部21は、仮想的な3次元コンピュータグラフィクスによる第1表示を有効にして、該第1表示を表示部20により表示画面2aに表示させる(ステップS30)。以上により、本処理を終了する。
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態に係るロボット表示装置2によれば、ロボット3、又は、ロボット3及びその周辺機器4、についての3次元コンピュータグラフィクスによる第1表示と、カメラ2bが撮影したロボット3及びその周辺機器4についての拡張現実を用いた第2表示と、を切り替え可能に表示させる表示部20を設けた。そして、カメラ2bがロボット3及びその周辺機器4を向いていない場合に第1表示を有効にして該第1表示を表示部20に表示させ、カメラ2bがロボット3及びその周辺機器4を向いている場合に第2表示を有効にして該第2表示を表示部20に表示させる選択部21をさらに設けた。
これにより、カメラ2bがロボット3及びその周辺機器4を向いていない場合に、ロボット3、又は、ロボット3及びその周辺機器4、についての3次元コンピュータグラフィクスによる第1表示を行うことができ、また、カメラ2bがロボット3及びその周辺機器4を向いている場合に、カメラ2bが撮影したロボット3及びその周辺機器4についての拡張現実を用いた第2表示を行うことができる。すなわち、拡張現実表示と3次元コンピュータグラフィクス表示とを自動で切り替え可能なロボット表示装置を提供できる。
また、本実施形態に係るロボット表示装置2によれば、第1表示及び第2表示において、ロボット3及びその周辺機器4に関する情報として、ロボット3のツール先端点、プログラムの教示点、ロボット3の座標系、ロボット3の各軸の動作範囲、ロボット3のジョグ方法、ロボット3の軌跡、位置レジスタ、ロボット3が有するセンサの情報及びロボット3の到達可能領域のうち少なくとも一つを表示させる構成とした。これにより、直感的な理解、確認が可能となる。
本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更及び変形が可能である。
例えば上記実施形態では、本開示の産業機械の表示装置をロボット表示装置2に適用したが、これに限定されない。ロボット3以外にも各種工作機械等の産業機械の表示装置に適用可能である。
1 ロボットシステム
2 ロボット表示装置(産業機械の表示装置)
2a 表示画面
3 ロボット(産業機械)
4 周辺機器
5 制御装置
20 表示部
21 選択部

Claims (2)

  1. カメラと、
    産業機械、又は、前記産業機械及びその周辺機器、についての3次元コンピュータグラフィクスによる第1表示と、前記カメラが撮影した産業機械及びその周辺機器についての拡張現実を用いた第2表示と、を切り替え可能に表示させる表示部と、
    前記カメラが前記産業機械及びその周辺機器を向いていない場合に前記第1表示を有効にして該第1表示を前記表示部に表示させ、前記カメラが前記産業機械及びその周辺機器を向いている場合に前記第2表示を有効にして該第2表示を前記表示部に表示させる選択部と、を備える、産業機械の表示装置。
  2. 前記表示部は、前記第1表示及び前記第2表示において、前記産業機械及びその周辺機器に関する情報として、ツール先端点、プログラムの教示点、座標系、各軸の動作範囲、ジョグ方法、軌跡、位置レジスタ、前記産業機械が有するセンサの情報及び前記産業機械の到達可能領域のうち少なくとも一つを表示させる、請求項1に記載の産業機械の表示装置。
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