WO1997010931A1 - Pendant d'apprentissage - Google Patents

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WO1997010931A1
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Atsushi Watanabe
Tomoyuki Terada
Hirotsugu Kaihori
Tatsuya Oumi
Shinsuke Sakamoto
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Fanuc Ltd
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1656Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1671Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by simulation, either to verify existing program or to create and verify new program, CAD/CAM oriented, graphic oriented programming systems
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2300/00Orthogonal indexing scheme relating to electric switches, relays, selectors or emergency protective devices covered by H01H
    • H01H2300/026Application dead man switch: power must be interrupted on release of operating member
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/02Bases, casings, or covers
    • H01H9/0214Hand-held casings

Definitions

  • the present invention relates to a robot teaching operation panel for teaching a robot and operating the robot.
  • a robot teaching operation panel As a robot teaching operation panel, a teaching operation panel and a character-based display device were provided. Using these teaching consoles, the robot was taught or operated while observing the movement of the robot arm.
  • character-based display devices can only display alphabets, numbers, kanji, and Japanese characters. Cannot be displayed on the screen, making it difficult for the operator to intuitively recognize. Normally, we would like to display the spatial position and movement of the mouth pot arm, but this can only be expressed numerically. Therefore, operating the robot using the robot teaching operation panel has not been easy for the operator.
  • the operation panel includes at least one of a data storage unit for temporarily storing a robot program from the robot control device and a unit for reading the robot program in the robot control device one by one.
  • Display data generating means for generating display data from a robot program, a display device for graphically displaying the display data generated by the display data generating means, and a device for operating the mouth port Operation panel and.
  • the robot teaching operation panel obtains the three-dimensional data of the robot program by projecting the three-dimensional data from a specific line of sight in order to two-dimensionally display the three-dimensional data on the screen of the display device. It has a means to convert it into two-dimensional data.
  • These display data include the position data of the teaching point, the coordinate axis data of the tool coordinate system of the robot tool center point (TCP) at each teaching point, and the current position data of the robot. It is.
  • a touch panel is provided on the display screen of the display device, and one of the teaching points displayed on the screen of the display device is designated using the touch panel. Then, an operation command for moving the robot to the designated teaching point position is generated by the operation command generating means.
  • the robot teaching operation panel includes a moving plane designating means for designating a plane on which the teaching point moves, and If one of the teaching points displayed on the screen is specified using the evening touch panel and its moving direction is specified, the teaching point and its moving direction are specified.
  • An operation command generating means for, in response, moving the robot to move on the plane specified by the moving plane specifying means including the specified teaching point.
  • a graphic display function is provided to display three-dimensional display data such as three-dimensional movements of robots and teaching points. Since the two-dimensional display is made on the display screen in a form that is easy for the operator to see, the robot operation can be visually recognized easily, and easy and accurate teaching operation can be performed. Will be possible.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the elements constituting a robot teaching operation panel according to the present invention.
  • FIG. 2 shows a state in which a robot teaching operation panel according to one embodiment of the present invention is connected to a robot control device to teach a mouth port or operate the robot. It is a diagram for schematically explaining,
  • Fig. 3 is a diagram showing details of the external appearance of the robot teaching operation panel schematically shown in Fig. 2.
  • FIG. 4 is a diagram showing a first display example displayed on the graphic display device of the robot teaching pendant shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram showing a second display example similarly.
  • Fig. 6 is also a diagram showing a third display example.
  • Fig. 7 shows one of the teaching points of the robot program displayed on the graphical display of the robot teaching console shown in Fig. 3 on the display screen of the robot teaching device and moves it on the display screen.
  • FIG. 8 is a diagram showing a state in which the designated point is moved using the pop-up menu displayed on the display screen of the robot teaching operation panel of FIG. 3 on the graphic display device. Yes, and
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a hardware configuration for implementing the present invention.
  • the robot program 1 a for operating the robot is temporarily stored in the data storage means 1 from the robot controller.
  • This data storage means 1 stores, in addition to the robot program 1a read from the robot control device, shape data representing various shapes such as the shape of a work member, the shape of a robot, and the shape of peripheral devices. .
  • the display data generation means 4 generates, for example, display data representing the teaching point or the route based on the robot program 1a, outputs the generated display data to the display device 6, and outputs the teaching data. Is displayed on the display device 6 graphically. Further, the display data generating means 4 displays the robot shape and the like based on the shape data 1b stored in the data storage means 1. Displayed in place 6.
  • the robot program 1a may not be temporarily stored in the data storage unit 1, but may be read from the robot control device one by one remotely. In this case, the block denoted by reference numeral 1 serves as a program reading means.
  • the robot is taught or operated by the operation panel 2.
  • the operation panel 2 is equipped with operation switches such as an emergency stop button and a jog button for manually operating the robot.
  • the operation of the operation switch on the operation panel 2 is input to the operation command generation means 5, becomes an operation command, is output to the mouth-box control device, and is also input to the display data generation means 4.
  • the display data is converted into display data representing the operating state of the robot and displayed on the display device 6.
  • the touch panel 3 is mounted on the display screen of the display device 6.
  • the touch panel 3 is used to select or indicate a menu button displayed on the display screen or a displayed teaching point by touching with a fingertip by an operator. You.
  • the evening touch panel 3 is input to the display data generating means 4 to be used as an operation input means such as an emergency stop button, a jog button other than a deadman switch, and the like. It is input to the operation command generation means 5 to operate the robot.
  • the robot teaching operation panel 10 includes an operation switch 30 used for manually operating the robot and teaching the robot, and a graphic display device 4 capable of displaying a graphic. And a touch panel 4 O a mounted on the display screen of the graphic display device 40.
  • the mouth box teaching operation panel 10 is connected to a robot mechanism 70 installed adjacent to the robot mechanism 70 via an operation box 50 installed outside the safety box 80. Connected to controller 60.
  • the operation box 50 is a remote control that can be operated outside the safety box 80 by disconnecting the operation part of the robot controller 60, for example, the power switch and emergency stop switch. Part.
  • the operator carries the robot teaching operation panel 10 and watches the movement of the arm of the robot mechanism 70 while passing through the evening.
  • the robot 40a and the operation switch 30 can be operated to perform the robot teaching operation and the robot can be manually operated c
  • the robot schematically shown in Fig. 2 Figure 3 shows the details of the teaching operation panel 10.
  • the robot teaching operation panel 10 includes a graphic display device 40, and an operation panel arranged on the right side thereof includes various operation switches.
  • an emergency stop button 31 teaching switch valid switch 32, jog button 33, hold key (HOLD) 34, forward and reverse keys 35 (key FWD and BWD) are provided.
  • a deadman switch is installed on the back of the port teaching operation panel 10. Have been killed.
  • Emergency stop button 3'1 is used to stop the robot in an emergency.Teaching operation panel effective switch 32 sends the jog and performs robot teaching operation when creating a program and executing a test. This is for enabling the board 10 and disabling the rest for safety.
  • the jog buttons 33 are used to manually operate the robot, and include keys for instructing feed in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions and rotation around each axis.
  • the hold key 34 interrupts the execution of the program and temporarily stops the robot.
  • the forward / backward key 35 starts the program and starts the robot.
  • the graphic display device 40 is provided with a touch panel 40a on its display screen, and the user touches an arbitrary location on the screen with a fingertip to indicate the location.
  • the position information on the screen is input to the robot teaching console 10.
  • On the display screen of the graphic display device 40 some keys are displayed at the right end and the bottom end. These keys are not hard keys but are always displayed at these positions on the screen. This is a main menu, and by touching one of them with a finger or the like, the menu function is selected.
  • USER is user
  • POS posture
  • EDIT editing
  • GPX graphic.
  • TP torch posture
  • CA interference avoidance
  • PALTOOL is a note tool
  • OPPNL is an operation panel
  • MENU MENU. Is menu, AUX is auxiliary, PAUSE is paused Is the key.
  • FIG. 4 An example displayed on the graphic display device 40 of the robot teaching operation panel 10 shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6.
  • FIG. 4 An example displayed on the graphic display device 40 of the robot teaching operation panel 10 shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6.
  • the teaching points 41 are displayed on the display screen of the graphic display device 40 based on the three-dimensional data of the robot program knocked off from the mouth pot control device. Is displayed.
  • the display of the three-dimensional data is performed by using the three-dimensional-two-dimensional conversion data obtained by projecting the three-dimensional data on the two-dimensional plane from the designated viewpoint.
  • the teaching point 41 is indicated here by the symbol "X”.
  • a route 42 passing through these teaching points 41 is displayed by a broken line, thereby enabling a three-dimensional display from a certain viewing direction.
  • the current position of the robot can also be displayed.
  • the current tool center coordinates (TCP coordinates) 43 of the robot are indicated by the symbol “ ⁇ ”.
  • the teaching point 41 of the robot program can be displayed in a three-dimensional graphic, and if necessary, the current position of the robot, that is, the current TCP of the mouth robot. Coordinates 43 can be displayed simultaneously.
  • DS is a shape display
  • DC is a coordinate system display
  • DP is a teaching point display
  • OVL is superimposed
  • UP is up
  • FRONT is up.
  • L is left
  • R is right
  • BACK is back
  • VIEW viewpoint
  • DIR is gaze
  • ZOOM magnification.
  • coordinate axes 44 are displayed at each of the teaching points 41 of the robot program displayed on the display screen of the graphic display device 40.
  • the coordinate axis 44 is represented by three lines of the X axis, the Y axis, and the Z axis, and the coordinate axis 44 of the robot's TCP tool coordinate system at each teaching point 41 is displayed. Since the coordinate axes 44 are displayed at each teaching point, the robot posture at each teaching point 41 can be known.
  • the shape of the robot near the TCP is graphically displayed on the display screen of the graphic display device 40 together with the teaching point 41 of the robot program.
  • the display screen of the graphic display device 40 shows the robot arm 45a, the torch holder 45b, and the torch 45c in addition to the teaching point 41 of the robot program. Is displayed. Therefore, the operator can recognize the teaching point 41 and the posture of the torch 45c at the teaching point 41 in a standing manner.
  • the shapes of peripheral devices and work members may be displayed on the display screen.
  • the coordinate axes of the system can be displayed at the same time.
  • the robot is manually When the jog button is pressed to move with, before the robot actually moves, arrows 46 indicating the direction of the operation of the mouth bot corresponding to the pressed jog button are displayed. Is done.
  • the operation direction of the robot corresponding to the pressed jog button is changed. Arrows 46 can be displayed. Thus, it is possible to check how the robot operates on the graphic display device 40 before the robot actually operates.
  • the evening touch panel is displayed on the screen.
  • the teaching point 41a is recognized from the display coordinates of.
  • the pop-up menu 4 7 on “Teach point operation” appears. Appears on the screen.
  • "MOVET ⁇ " is specified from the pop-up menu 47, that is, if the part displaying "Move” in the pop-up menu 47 is touched,
  • TCP position can be moved to the designated teaching point 41a.
  • the current position of the robot is displayed on the display screen of the graphic display device 40 with a symbol “ ⁇ ” indicated by reference numeral 43a
  • the current position is determined by a finger. If the instruction of “MOVETO” is given as shown in Fig. 8 after specifying the teaching point 41a, the robot is actually moved to the teaching point 41a, and at the same time, The “ ⁇ ” displayed on the screen also moves toward the teaching point 41 a as shown by the dotted line with the arrow in FIG.
  • one of the teaching points 41 a among the teaching points displayed on the graphic display device 40 is designated by touching with a finger, and the finger is touched. If the finger is moved in the direction of arrow 48 without releasing from the touch panel, the teaching point 41a moves to the destination of the finger following the movement.
  • it is necessary to specify in advance on which plane the teaching point moves For example, specify in advance whether it is a plane perpendicular to the line of sight or a plane by specifying three points. After defining the teaching point movement plane first, and then specifying the teaching point and moving the teaching point on the screen, the teaching point will be defined in advance including this teaching point. On the plane Will be moved. Further, in response to the movement of the teaching point, the robot can be moved in the plane defined in advance so as to follow the movement of the teaching point.
  • the robot teaching operation panel 10 includes a processor (CPU) 11, a read-only memory (ROM) 12, a main memory (RAM) 13, and a hard disk.
  • Device 14 PCMCIA Persona 1 provided for mounting the IC card 15 a PCMCIA socket 15 of the Computer Moinory Card International As sociation standard, and liquid crystal display (LCD) interface 1 6, serial input / output (10) interface for connecting to the robot controller 60 via the operation panel 50, the evening touch panel interface 17 and the operation box 50 18 and a switchboard interface 19, and these components are interconnected by a bus 20 respectively.
  • PCMCIA Persona 1 provided for mounting the IC card 15 a PCMCIA socket 15 of the Computer Moinory Card International As sociation standard
  • LCD liquid crystal display
  • serial input / output (10) interface for connecting to the robot controller 60 via the operation panel 50, the evening touch panel interface 17 and the operation box 50 18 and a switchboard interface 19, and these components are interconnected by a bus 20 respectively.
  • the robot teaching operation panel 10 further includes a liquid crystal display (LCD) 40 connected to a liquid crystal display (LCD) interface 16 and a display of the liquid crystal display 40. Evening touch panel, attached to the face and connected to the evening touch panel interface 17. A switch 40a and an operation switch 30 connected to the switch interface 19.
  • LCD liquid crystal display
  • LCD liquid crystal display
  • the processor 11 controls the robot teaching operation panel 10 as a whole.
  • Robot is in read-only memory 1 2 Stores programs required when the teaching operation panel 10 starts up.
  • the main memory 13 contains programs required for the teaching operation of the mouth pot and data required for screen display.
  • the hard disk device 14 stores an operating system, an application program for instructing execution of the robot program, and editing the robot program, and the like.
  • a robot program is stored in the IC card 15a, and the robot program is robotized by attaching the IC card 15a to the PCMCIA socket 15. It can be taken into the teaching operation panel 10 and can be loaded to the robot controller via the serial input / output interface 18.
  • the emergency stop button and the robot teaching operation panel are enabled to enable jogging. Teach operation panel effective switch, jog button for manually operating the robot, hold key for interrupting program execution and suspending the robot, mouth button for starting the program
  • the robot is pushed and released, or the robot is emergency stopped by being pressed with a certain force or more. There is a deadman switch to multiply by.

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Description

明 細 書
ロボ ッ ト の教示操作盤
技 術 分 野
本発明は、 ロボッ ト に教示を しロボッ ト を操作するた めのロボッ ト教示操作盤に関する。
背 景 技 術
ロボ ッ ト の教示操作盤と しては、 教示用の操作パネル やキ ャ ラ ク タベースの表示装置等が設けられていた。 そ して、 これらの教示操作盤を使用 して、 ロボ ッ ト のァー ムの動きを見ながらロボッ ト に教示した り ロボッ ト を操 作 した り した。
しかし、 キ ャ ラ ク タベースの表示装置では、 表示でき るのはアルフ ァベ ッ ト、 数字、 漢字、 及び日本語文字に 限 られるので、 教示点などの空間的な位置関係をグラフ イ ツ ク に表示するこ とができず、 操作者が直感的な認識 をする こ とが難しい。 本来ならば、 口ポ ッ ト のアームの 空間的な位置および動きを表示したいが、 これを数値な どでしか表現できない。 そのため、 ロボ ッ ト教示操作盤 を用いてロボ ッ ト を操作するこ と は、 操作者に と っ ては 容易なこ とではなかつ た。
発 明 の 開 示
本発明の 目 的は、 ロボッ トの動きなどを表示する こ と ができ、 ロボ ッ ト操作を視覚的に と らえるこ とのできる ロボッ ト教示操作盤を提供するこ とを 目 的とする。
上記目的を達成するため、 本発明によ るロボッ ト教示 操作盤は、 ロボッ ト制御装置からのロボ ッ 卜プログラム を一時的に格納するデータ格納手段及びロボ ッ ト制御装 置内のロボッ トプロ グラムを逐一読み込む手段のう ちの 少な く と も一方と、 前記ロボ ッ ト プログラムから表示デ 一夕を生成する表示データ生成手段と、 前記表示データ 生成手段で生成された表示データ をグラ フ ィ ッ ク表示す る表示装置と、 前記口ポッ ト を操作するための操作パネ ルと を備える。
また、 このロボッ ト教示操作盤は、 ロボ ッ トプログラ ムの三次元データを前記表示装置の画面上に二次元的に 表示するために、 この三次元データを特定の視線方向か ら投影して得られる 2次元データ に変換する手段を有す る。
これら表示データ には、 教示点の位置データ、 各教示 点におけるロボッ 卜 のツールセン タポイ ン ト ( T C P ) のツール座標系の座搮軸デ一夕、 ロボッ トの現在位置デ 一 夕などが含まれる。
望ま し く は、 表示装置の表示画面上にはタ ツチパネル が設けらていて、 表示装置の画面上に表示された教示点 の う ちある 1 つの教示点を このタ ツ チパネルを利用 して 指定する と、 その指定された教示点位置までロボ ッ ト を 移動させるための動作指令が動作指令生成手段によ って 生成される。
さ らに、 このロボ ッ ト教示操作盤は、 教示点が移動す る平面を指定する移動平面指定手段を備え、 表示装置の 画面上に表示された教示点のう ちある 1 つの教示点を 夕 ツ チパネルを利用 して指定し さ らにその移動方向を指定 する と、 その教示点の指定及びその移動方向の指定動作 に応答 して、 この指定された教示点を含む移動平面指定 手段で指定された平面上をロボッ ト に移動動作させる、 動作指令生成手段と を備えている。
以上のよ う に、 本発明のロボッ ト教示操作盤によれば. グラ フ ィ ッ ク表示機能を設けて、 ロボッ ト の三次元的な 動きや教示点などの三次元的な表示デー タを表示画面上 に操作者に と って見やすい形に 2次元的に表示するよ う に したので、 ロボッ トの動作を視覚的に容易に認識でき る こ とができ、 容易かつ正確な教示操作が可能になる。
図 面 の 簡 単 な 説 明
図 1 は本発明によ るロボッ ト教示操作盤を構成する要 素をブロ ッ ク図でも って示したものであ り、
図 2 は本発明の 1 実施例によ るロボッ ト教示操作盤を ロボ ッ ト制御装置に接続して、 口ボッ 卜 に教示を した り ロボ ッ トの操作を した りする と きの状態を概略的に説明 するための図であり、
図 3 は図 2 に概略的に示 したロボッ ト教示操作盤の外 観の詳細を示す図であり、
図 4 は図 3 に示したロボッ ト教示操作盤のグラフ ィ ッ ク表示装置に表示される第 1 の表示例を示す図であ り、 図 5 は同 じ く 第 2 の表示例を示す図であり、
図 6 は同 じ く 第 3 の表示例を示す図であり、 図 7 は図 3 のロボ ッ ト教示操作盤のグラフ ィ ッ ク表示 装置の表示画面に表示されたロボ ッ トプロ グラムの教示 点のう ちの一つを指定して表示画面上で移動させている 状態を示す図であり、
図 8 は図 3 のロボ ッ ト教示操作盤のグラフ ィ ッ ク表示 装置の表示画面に表示されたポ ッ プア ッ プメ ニューを用 いて指定された点の移動を行っ ている状態を示す図であ り、 そ して、
図 9 は本発明を実施するためのハー ドウ ェ ァの構成の 一例を示す図である。
発 明 を 実施す る た め の最 良 の 形態 まず、 本発明によるロボッ ト教示操作盤の構成につい て図 1 のブロ ッ ク図を用いて説明する。
ロボ ッ ト を動作させよ う とするロボッ トプログラム 1 a は、 ロボッ ト制御装置からデー タ格納手段 1 に一時的 に格納される。 このデータ格納手段 1 は、 ロボ ッ ト制御 装置から読み込んだロボッ トプロ グラム 1 a のほかに、 ワーク部材の形状、 ロボッ トの形状、 周辺機器の形状な どの種々の形状を表す形状データ も格納する。 表示デ一 夕生成手段 4 は、 このロボッ トプログラム 1 a に基づい て、 た とえばその教示点や経路を表す表示データを生成 し、 生成された表示データを表示装置 6 に出力 し、 教示 点を表示装置 6 にグラフ ィ ッ ク表示させる。 さ らに、 表 示データ生成手段 4 は、 データ格納手段 1 に格納さ れた 形状データ 1 b に基づいてロボ ッ トの形状などを表示装 置 6 に表示する。 なお、 ロボッ トプログラム 1 aはデー 夕格納手段 1 に一時的に格納せずに、 遠隔でロボッ ト制 御装置から逐一読み込むよ う に してもよい。 この場合は 符号 1 のプロ ッ クはプログラム読み込み手段となる。
ロボ ッ トの教示または操作は操作パネル 2 によ っ て行 われる。 操作パネル 2は、 非常停止ボタ ン、 ロボ ッ ト を 手動で操作するためのジ ョ グボタ ンなどの操作スィ ツ チ を装備 している。 操作パネル 2の操作スィ ッ チの操作は、 動作指令生成手段 5 に入力され、 動作指令と なって、 口 ボ ッ ト制御装置に出力される と と もに、 表示データ生成 手段 4 に入力されてロボッ トの動作状態を表す表示デー 夕 に変換され、 表示装置 6 にて表示される。
表示装置 6 の表示画面上にはタ ツチパネル 3が装着さ れる。 タ ツ チパネル 3 は、 表示画面に表示されたメ ニ ュ —ボタ ンや表示されている教示点を、 オペレータが指先 で触れる こ と によ り 選択した り、 指示した りするのに使 用 される。 なお、 この夕 ツ チパネル 3 は、 非常停止ボタ ン、 デ ッ ドマ ンスィ ツチを除く ジ ョ グボタ ンなどの操作 入力手段と しても使用するために表示データ生成手段 4 に入力された り、 またロボッ ト を動作させるために動作 指令生成手段 5 に入力される。
次に、 本発明の 1 実施例によるロボッ ト教示操作盤を ロボッ ト制御装置に接続して、 口ボッ ト に教示を した り ロボッ 卜の操作を したりする と きの状態を図 2 を用いて 概略的に説明する。 ロボ ッ ト教示操作盤 1 0 は、 ロボッ ト を手動動作 した り ロボッ ト に教示した りするのに用いる操作スィ ツ チ 3 0 と、 グラフ ィ ッ ク表示が可能なグラフ ィ ッ ク表示装置 4 0 と、 このグラ フ ィ ッ ク表示装置 4 0 の表示画面上に 装着さ れた夕 ツ チパネル 4 O a と を有している。 この口 ボ ッ ト教示操作盤 1 0は、 安全栅 8 0 の外側に設置され たオペレーシ ョ ンボ ッ クス 5 0 を介して、 ロポ ッ ト機構 部 7 0 に隣接 して設置されたロボ ッ ト制御装置 6 0 に接 続されている。 オペレーシ ョ ンボ ッ クス 5 0 はロボ ッ ト 制御装置 6 0 の操作部分、 たと えば電源スィ ッ チ、 非常 停止ス ィ ツチなどを切り離して安全栅 8 0の外側で操作 できるよ う に した遠隔操作部分である。 操作者は、 ロボ ッ ト教示操作盤 1 0 を携帯し、 栅越し にロボ ッ ト機構部 7 0 のアームの動き を見ながら、 夕 ツ チノヽ。ネル 4 0 aお よび操作スィ ツチ 3 0 を操作してロボ ッ トの教示操作を 行っ た り、 ロボッ ト を手動操作 した り するこ とができる c 図 2 に概略的に示 したロボ ッ ト教示操作盤 1 0 の詳細 を図 3 に示す。
ロボ ッ ト教示操作盤 1 0 はグラ フ ィ ッ ク表示装置 4 0 を備え、 その右側に配置された操作パネルには各種操作 スィ ッ チが備えられている。 すなわち、 非常停止ボタ ン 3 1、 教示操作盤有効スィ ッ チ 3 2、 ジ ョ グボタ ン 3 3 , ホール ドキー ( H O L D ) 3 4、 前進 · 後退キー 3 5 (キ一 F W D及び B W D ) が備えられ、 さ ら に、 この口 ボ ッ ト教示操作盤 1 0の背面にデ ッ ドマ ンスィ ツ チが設 けられている。 非常停止ボタ ン 3 ' 1 はロボッ ト を非常停 止させるもので、 教示操作盤有効スィ ッ チ 3 2はジ ョ グ 送 り、 プログラムの作成、 テス ト実行を行う際にロボ ッ ト教示操作盤 1 0を有効に し、 それ以外は安全のために 無効にするためのものである。 ジ ョ グボタ ン 3 3はロボ ッ ト を手動で操作するためのもので、 X軸、 Y軸、 Z軸 方向の送りおよび各軸回 り の回転を指示するキーを含ん でいる。 ホール ドキー 3 4 はプログラムの実行を中断し てロボ ッ ト を一時停止するものであり、 前進 · 後退キ一 3 5はプログラムをスター ト させてロボ ッ ト を起動する ものである。
グラ フ ィ ッ ク表示装置 4 0には、 その表示画面上に夕 ツ チパネル 4 0 aが設けられてお り、 画面上の任意の場 所を指先で触れるこ と によ りその場所を表す画面上の位 置情報がロボ ッ ト教示操作盤 1 0 に入力される こ と にな る。 グラフ ィ ッ ク表示装置 4 0の表示画面において、 そ の右端および下端には幾つかのキーが表示されているが. これらはハー ドキーではな く、 画面上のこれらの位置に 常時表示されるメ イ ンメニューであり、 この内のいずれ かを指などで触れる こ と によ っ て、 そのメニ ュー機能が 選択される。 これらのキーのう ち、 U S E Rはユーザ、 P O Sは姿勢、 E D I Tは編集、 G P Xはグラフ ィ ッ ク. T Pは トーチ姿勢、 C Aは干渉回避、 P A L T O O L はノ レ ッ ト ツール、 O P P N Lは操作パネル、 M E N Uはメ ニュー、 A U Xは補助、 P A U S Eは一時停止の キーである。
次に、 図 3 に示 したロボ ッ ト教示操作盤 1 0のグラフ ィ ッ ク表示装置 4 0 に表示される例を図 4、 図 5、 図 6 を用いて説明する。
図 4 の例では、 口ポッ ト制御装置からノ ッ フ ァ リ ング し たロボッ ト プログラムの 3次元デ一夕 を基に、 グラフ ィ ッ ク表示装置 4 0の表示画面に、 教示点 4 1 が表示さ れる。 3次元データの表示は、 3次元データを 2次元平 面に指定された視点から投影してできた 3次元一 2次元 変換データを用いて行われる。 教示点 4 1 は、 こ こでは、 記号 「 X」 によ っ て示してある。 また、 これらの教示点 4 1 を通過する経路 4 2 を破線によ って表示して、 ある 視線方向からの立体的表示を可能に している。 また、 同 時に、 ロボッ トの現在位置を表示させる こ と もでき、 こ こでは、 記号 「〇」 によ っ てロボ ッ トの現在のツールセ ン 夕ポイ ン ト座標 ( T C P座標) 4 3 を教示点 4 1 とは 区別 して表示 している。 このよ う に して、 ロボ ッ トプロ グラムの教示点 4 1 を立体的にグラフ ィ ッ ク表示する こ とができ、 必要ならロボ ッ トの現在位置、 すなわち、 口 ボ ッ 卜 の現在の T C P座標 4 3を同時に表示させる こ と ができる。 なお、 図 4 において、 表示装置 4 0の画面上 に現れたキーのう ち、 D Sは形状表示、 D Cは座標系表 示、 D Pは教示点表示、 O V Lは重ね合わせ、 U Pは上, F R O N Tは前、 Lは左、 Rは右、 B A C Kは後、 V I E Wは視点、 D I Rは視線、 Z O O Mは拡大、 を表す。 図 5 の例では、 グラフ ィ ッ ク表示装置 4 0の表示画面 に表示されたロボッ トプログラムの教示点 4 1 のそれぞ れに、 座標軸 4 4が表示される。 座標軸 4 4 は X軸、 Y 軸、 Z軸の 3本の線によ っ て表現されており、 それぞれ の教示点 4 1 におけるロボッ トの T C Pのツール座標系 の座標軸 4 4 が表示される。 座標軸 4 4 が各教示点に表 示されるこ と によ り、 各教示点 4 1 でのロボ ッ ト の姿勢 が'わかる。
図 6 の例では、 グラフ ィ ッ ク表示装置 4 0の表示画面 に、 ロボッ トプログラムの教示点 4 1 と と もに、 ロボ ッ 卜 の T C P付近の形状が同時にグラフ ィ ッ ク表示さ れる, 図 6 において、 グラフ ィ ッ ク表示装置 4 0の表示画面に は、 ロボッ トプログラムの教示点 4 1 のほかに、 ロボッ ト アーム 4 5 a と、 トーチホルダ 4 5 b と、 トーチ 4 5 c とが表示されている。 したがっ て、 教示点 4 1 と この 教示点 4 1 における トーチ 4 5 c の姿勢と を操作者は立 体的に認識するこ とかできる。
グラ フ ィ ッ ク表示装置 4 0 には、 ロボ ッ ト の T C P付 近の形状以外にも、 周辺機器やワーク部材の形状を も表 示画面上に表示させてもよい。 さ らには、 T C Pのツー ル座標系の座標軸 4 4 aやユーザ座標系の座標軸 4 4 b . あるいは図示は しない力 たと えばロボ ッ 卜 のベースを 表示した場合にそのベース付近にワール ド座標系の座標 軸を同時に表示させるこ と もできる。
さ ら に、 ジ ョ グ送 りモー ドにおいて、 ロボ ッ ト を手動 で動かすべ く ジ ョ グボタ ンを押したと き、 ロボ ッ トが実 際に動作する前に、 押されたジ ョ グボタ ンに対応する口 ボ ッ ト の動作の向き を表す矢印 4 6が表示される。 また は、 ジ ョ グ送 り確認モー ドにおいて、 ジ ョ グボタ ン を押 したと き、 ロボッ トが実際に動作する代わり に、 押され たジ ョ グボタ ンに対応するロボッ トの動作の向きを表す 矢印 4 6 を表示させるこ と もできる。 これによ り、 ロボ ッ トがどのよ う に動作するかを、 実際にロボ ッ トが動作 する前にグラ フ ィ ッ ク表示装置 4 0上で確認するこ とが でき る。
また、 プロ グラムのテス トモー ドの際においても、 口 ボ ッ トプログラムを再生してみるテス ト 実行の際に、 す なわち、 前進または後退キー (キー A D及び R T ) を押 した と きに、 ロボ ッ トが実際に動きだす前に、 口ボ ッ ト がどの方向に動作開始するかを表す矢印を、 たとえばジ ョ グ実行時に表示される矢印 4 6 と同 じ よ う な形状で、 表示させる。
次に、 グラ フ ィ ッ ク表示装置 4 0の表示画面に表示さ れたロボッ ト プログラムの教示点 4 1 のう ちの一つを指 定する と きの操作を図 7 及び図 8 を用いて説明する。
グラフ ィ ッ ク表示装置 4 0 に表示されている教示点の う ち、 ある一つの教示点 4 1 a を選んでその部分を指で 触れる と、 夕 ツチパネルは、 画面の指で触れられた部位 の表示座標からその教示点 4 1 a を認識する。 する と、 「教示点の操作」 に関するポ ップア ップメニュー 4 7が 画面上に出現する。 こ こで、 ポ ッ プア ッ プメ ニュ ー 4 7 の中から、 「M O V E T〇」 を指定すると、 すなわち、 ポ ッ プア ップメニュ ー 4 7 の中で 「移動」 を表示してい る部分を触れると、 ロボッ トの現在位置 ( T C Pの位置) を指定教示点 4 1 a まで移動させるこ とができる。 た と えば、 ロボッ トの現在位置が、 グラフ ィ ッ ク表示装置 4 0 の表示画面上に符号 4 3 aで示す記号 「〇」 で表示さ れているとする と、 現在位置は、 指で教示点 4 1 a を指 定 してから、 図 8 に示すよ う に 「M O V E T O」 の指 示を与える と、 ロボッ ト を教示点 4 1 a まで実際に移動 させる こ と になり、 同時に、 図 8 の矢印付き点線で示さ れるよ う に、 画面上に表示されていた 「〇」 も教示点 4 1 a に向かっ て移動する。
また、 図 7 に示すよ う に、 グラ フ ィ ッ ク表示装置 4 0 に表示されている教示点のうち、 ある一つの教示点 4 1 a を指で触れる こ とで指定し、 指を タ ツ チパネルか ら離 さずにそのま ま矢印 4 8の方向に移動する と、 その移動 に追従してその教示点 4 1 aは指の移動先に移動する。 ただし、 この教示点の移動操作を行う前に、 教示点がど の平面上を移動するのかをあらか じめ指定してお く 必要 がある。 たと えば、 視線に対して垂直な平面か、 または 3 点指定などによる平面かを事前に指定する。 このよ う に教示点移動用の平面をまず規定した上で、 次に、 教示 点を指定し、 さ ら にその教示点を画面上で移動させる と、 教示点はこの教示点を含むあらかじめ規定された平面上 を移動するこ と になる。 さ らに、 この教示点の移動に対 応 して、 あらかじめ規定した平面内でロボ ッ ト をその教 示点の移動に追従して移動させる こ とができる。
次に、 ロボ ッ ト教示操作盤 1 0のハー ドウ ァの搆成 の一例を図 9 を用いて説明する。
ロボ ッ ト教示操作盤 1 0は、 プロセ ッ サ ( C P U ) 1 1 と、 読み取 り専用メモ リ ( R O M) 1 2 と、 メ イ ンメ モ リ ( R A M) 1 3 と、 ハー ドデ ィ ス ク装置 1 4 と、 I Cカー ド 1 5 aを装着するために設けられた P C M C I A Persona 1 Computer Moinory Card International As sociation)規格の P C M C I Aソケ ッ ト 1 5 と、 液晶表 示装置 ( L C D ) イ ンタフ ェース 1 6 と、 夕 ツ チパネル イ ン 夕 フ ェース 1 7 と、 オペレーシ ョ ンボッ クス 5 0を 経由 してロボ ッ ト制御装置 6 0 に接続するためのシ リ ア ル入出力 ( 1 0 ) イ ンタフ ェース 1 8 と、 スィ ッ チィ ン 夕フ ェース 1 9 と を備え、 これらの構成要素はそれぞ れバス 2 0 によ り相互に結合されている。
ロボ ッ ト 教示操作盤 1 0は、 さ ら に、 液晶表示装置 ( L C D ) イ ン夕フ ェース 1 6 に接続された液晶表示装 置 ( L C D ) 4 0 と、 この液晶表示装置 4 0の表示面に 装着され、 夕 ツ チパネルイ ンタフ —ス 1 7 に接続され た 夕 ッ チノ、。ネル 4 0 a と、 スィ ツ チイ ン タフ ヱ一ス 1 9 に接続された操作スィ ッ チ 3 0 と を備えている。
プロセ ッサ 1 1 はこのロボッ ト教示操作盤 1 0全体を 統括的に制御する。 読み取り専用メモ リ 1 2 にはロボッ ト教示操作盤 1 0の立上がり時に必要なプロ グラムなど が格納されている。 メ イ ンメ モ リ 1 3 には口ポッ ト の教 示操作に必要なプログラムや、 画面表示に必要なデータ などが展開される。 ハー ドディ ス ク装置 1 4 は、 ォペレ 一テ ィ ングシステムや、 ロボッ トプログラムの実行を指 示 した り ロボ ッ トプログラムを編集した りするアプリ ケ ーシ ョ ンプログラムなどを格納している。 I C カー ド 1 5 a にはた と えばロボッ トプログラムが格納され、 こ の I C カー ド 1 5 a を P C M C I A ソケ ッ ト 1 5 に装着す る こ と によ っ てロボ ッ トプログラムをロボッ ト教示操作 盤 1 0 に取り込むこ とができ、 さ らにシ リ アル入出力ィ ン 夕フ ェース 1 8 を通じてロボ ッ ト制御装置にロー ドす る こ とができる。
スィ ッ チイ ン夕フ ェース 1 9 に接続されている操作ス イ ッ チ 3 0 と しては、 非常停止ボタ ン、 ロボ ッ ト教示操 作盤を有効に してジ ョ グ送り などを可能にする教示操作 盤有効スィ ッ チ、 ロボッ ト を手動で操作するためのジ ョ グボタ ン、 プログラムの実行を中断してロボッ ト を一時 停止するホール ドキー、 プログラムをス ター ト させて口 ボ ッ ト を起動する前進 · 後退キー、 およびロボ ッ ト教示 操作盤を有効に してロボッ ト操作時には押されてお り解 放するあるいは一定以上の力で押される こ とでロボ ッ ト に非常停止を掛けるデ ッ ドマ ンスィ ツ チがある。

Claims

請 求 の 範 囲
. 口ポッ ト に教示するためのまたはロボ ッ ト を操作す るためのロボッ ト教示操作盤において、
ロボッ ト制御装置からのロボ ッ 卜プログラムを一時 的に格納するデータ格納手段及びロボ ッ ト制御装置内 のロボッ ト プログラムを逐一読み込む手段のう ちの少 なく と も一方と、
前記ロボ ッ トプログラムから表示データを生成する 表示データ生成手段と、
前記表示デ一夕生成手段で生成された表示デー タを グラ フ ィ ッ ク表示する表示装置と、
前記ロボ ッ ト を操作するための操作パネルと、 から構成さ れた、 前記のロボッ ト教示操作盤。
. ロボッ ト プログラムの三次元データ を前記表示装置 の画面上に二次元的に表示するために、 この三次元デ
—夕 を特定の視線方向から投影 して得られる 2次元デ —夕 に変換する手段を有するこ と を特徴とする、 請求 の範囲第 1 項記載のロボ ッ ト教示操作盤。
. 前記表示データ には教示デー タが含まれるこ と を特 徴とする、 請求の範囲第 2項記載のロボ ッ ト教示操作 . 前記教示データ には教示点のデータが含まれる こ と を特徴とする、 請求の範囲第 3 項記載のロボ ッ ト教示 操作盤。
5 . 前記教示デ一夕 と して、 教示点のデータ と、 さ らに 各教示点での、 ロボッ トのツールセン 夕ポイ ン ト ( T C P ) のツール座標系の座標軸データ とが含まれるこ と を特徴とする、 請求の範囲第 3項記載の πボッ ト教 示操作盤。
6 . 前記表示データ には、 教示点データのほかに、 ロボ ッ ト の現在位置データが含まれるこ と を特徴とする、 請求の範囲第 4 項記載のロボッ ト教示操作盤。
7 . ロボッ ト の形状、 周辺機器の形状、 ワーク部材の形 状など形状を表すデータを格納する形状データ格納手 段を備えた こ と を特徴とする、 請求の範囲第 1 項記載 のロボッ ト教示操作盤。
8 . 前記表示データはさ らにツール座標系、 ワール ド座 標系、 ユーザ座摞系のう ちの少なく と も一つを座標軸 データ と と も に含むこ と を特徴とする、 請求の範囲第 4項または第 7項記載のロボ ッ ト教示操作盤。
9 . ジ ョ グボタ ンを有し、
前記表示データは、 そのジ ョ グボタ ンが押された と き には、 前記ロボ ッ ト を動作させる前にまたはロボッ ト を動作させる代わり に、 その押されたジ ョ グボタ ン に対応するロボッ 卜の動作の向きを表示装置の画面上 にグラフ ィ ッ ク表示し得るデータを含むこ と を特徴と する、 請求の範囲第 1 項記載のロボ ッ ト教示操作盤。 1 0 . プログラムをスター ト させてロボ ッ 卜 を起動する キーを有し、
前記表示デ一夕は、 そのキーが押さ れた と き には、 ロボ ッ トが実際に動き出す前に、 ロボ ッ トがどの方向 に動作開始するかを表示装置の画面上にグラフ ィ ッ ク 表示 し得るデータ を含むこ と を特徴とする、 請求の範 囲第 1 項記載のロボッ ト教示操作盤。
1 1 . 前記表示装置の表示画面上にタ ツ チパネルを設け たこ と を特徴とする、 請求の範囲第 1 項記載のロボッ ト教示操作盤。
1 2 . 前記表示装置の画面上に表示された教示点の う ち ある 1 つの教示点を前記夕 ツ チパネルを利用 して指定 する と、 その指定された教示点位置ま でロボッ ト を移 動させるための動作指令を生成する動作指令生成手段 を有するこ と を特徴とする、 請求の範囲第 1 0項記載 のロボ ッ ト教示操作盤。
1 3 . 教示点が移動する平面を指定する移動平面指定手 段と、
前記表示装置の画面上に表示された教示点のう ちあ る 1 つの教示点を前記夕 ツチパネルを利用 して指定し さ ら にその移動方向を指定する と、 その教示点の指定 及びその移動方向の指定動作に応答して、 この指定さ れた教示点を含む前記移動平面指定手段で指定された 平面上をロボ ッ ト に移動動作させる、 動作指令生成手 段と、
をさ らに備えているこ と を特徴とする、 請求の範囲第 1 項記載のロボ ッ ト教示操作盤。
1 4 . 前記表示装置は液晶表示装置である こ とを特徴と する、 請求の範囲第項 1 記載のロボッ ト教示操作盤 <
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