WO2024028977A1 - 教示装置 - Google Patents

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WO2024028977A1
WO2024028977A1 PCT/JP2022/029649 JP2022029649W WO2024028977A1 WO 2024028977 A1 WO2024028977 A1 WO 2024028977A1 JP 2022029649 W JP2022029649 W JP 2022029649W WO 2024028977 A1 WO2024028977 A1 WO 2024028977A1
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icon
program
teaching device
control unit
icons
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PCT/JP2022/029649
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English (en)
French (fr)
Inventor
岬 伊藤
勇太 並木
Original Assignee
ファナック株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1656Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators

Definitions

  • the present disclosure relates to a teaching device.
  • Patent Document 1 states, ⁇ FIG. 27 shows an operation program that includes auxiliary icons that disable operations using operation icons.
  • the operation program 171 includes operation icons 171a to 171c. It includes an auxiliary icon 171p as an auxiliary symbol for invalidating an action command.
  • the operation of the action icon 171b specified by the auxiliary icon 171p can be invalidated (Paragraph 0102).
  • One aspect of the present disclosure is a teaching device for creating a program using icons representing functions constituting a control program for industrial machinery, the teaching device generating a program creation screen for creating a program by arranging icons.
  • the teaching device includes a creation section and an invalidation control section that invalidates the icons arranged on the program creation screen based on operations on the icons.
  • the user can invalidate the icon that he or she intends to invalidate with an even easier operation, and can create programs even more efficiently.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the equipment configuration of a robot system including a teaching device according to an embodiment. It is a diagram showing an example of the hardware configuration of a robot control device and a teaching device.
  • FIG. 2 is a diagram showing a functional block diagram of a teaching device, a robot control device, and a visual sensor control device. It is a figure showing the example of composition of a program creation screen.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a first example regarding invalidation of an icon. It is a diagram showing an example where a pop-up menu is displayed when disabling an icon. It is a figure explaining the 2nd example regarding validation and invalidation of an icon.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the equipment configuration of a robot system including a teaching device according to an embodiment. It is a diagram showing an example of the hardware configuration of a robot control device and a teaching device.
  • FIG. 2 is a diagram showing a functional block diagram of a teaching device, a robot control device,
  • FIG. 6 is a diagram showing a state in which the icon is enabled by completing the settings for the disabled icon.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an example (third example) in which disabled icons are hidden in the program creation area.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a display example when an invalidated icon is minimized. It is a figure explaining the example (4th example) of invalidation of an icon by operation which specifies a range.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an example (fifth example) of invalidating icons for the Vision program.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another display mode of a program creation screen regarding a vision program.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the equipment configuration of a robot system 100 including a teaching device 10 according to an embodiment.
  • the robot system 100 includes a robot 30 equipped with a hand (gripping device) 33 at the tip of the arm, a robot control device 50 that controls the robot 30, a teaching device 10, and an arm of the robot 30. It includes a visual sensor 70 attached to the tip and a visual sensor control device 20 that controls the visual sensor 70.
  • the teaching device 10 is connected to a robot control device 50.
  • the robot system 100 can detect an object (hereinafter referred to as a work) 1 on the workbench 2 using the visual sensor 70, and can handle the work with the hand 33 mounted on the robot 30.
  • the visual sensor 70 may be a fixed camera whose position is fixed within the work space.
  • the robot 30 as an industrial machine is a vertical articulated robot here, other types of robots may be used.
  • the robot 30 can perform desired tasks using an end effector attached to the wrist at the tip of the arm.
  • the end effector is an external device that can be replaced depending on the application, and is, for example, a hand, a welding gun, a tool, or the like.
  • FIG. 1 shows an example in which a hand 33 is used as an example of an end effector.
  • the robot control device 50 controls the operation of the robot 30 according to a control program loaded into the robot control device 50 or a command input from the teaching device 10.
  • the teaching device 10 provides various functions for teaching the robot 30 operations (that is, for programming).
  • the teaching device provides a programming function using icons representing the functions (movement to a specified position, IO input/output, etc.) that make up the robot control program, in order to intuitively teach the robot control program. .
  • the visual sensor control device 20 has a function of controlling the visual sensor 70 and a function of performing image processing on the image captured by the visual sensor 70.
  • the visual sensor control device 20 detects the position of the workpiece 1 from the image captured by the visual sensor 70, and provides the detection result to the robot control device 50. Thereby, the robot control device 50 can handle the work 1 that has not been positioned.
  • the detection results may include the detected position of the workpiece 1 and evaluation values regarding detection (detection score, image contrast, etc.).
  • the visual sensor 70 may be a camera that captures gray scale images or color images, or a stereo camera or three-dimensional sensor that can capture distance images or three-dimensional point groups.
  • the visual sensor control device 20 holds a model pattern of the workpiece, and can perform image processing to detect the workpiece by pattern matching between the image of the workpiece in the captured image and the model pattern.
  • the visual sensor 70 has been calibrated, and the visual sensor control device 20 has calibration data that defines the relative positional relationship between the visual sensor 70 and the robot 30. Thereby, the position on the image captured by the visual sensor 70 can be converted to a position on a coordinate system (robot coordinate system, etc.) fixed in the work space.
  • a coordinate system robot coordinate system, etc.
  • the visual sensor control device 20 is configured as a separate device from the robot control device 50, but the function of the visual sensor control device 20 may be installed within the robot control device 50.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the robot control device 50 and the teaching device 10.
  • the robot control device 50 is a general robot controller in which a processor 51 is connected to a memory 52 (ROM, RAM, non-volatile memory, etc.), an input/output interface 53, an operation section 54 including various operation switches, etc. via a bus. It may have a configuration as a computer.
  • the teaching device 10 is used as a device for performing operation input and screen display for teaching the robot 30 (that is, creating a control program).
  • the teaching device 10 provides a processor 11 with a memory 12 (ROM, RAM, non-volatile memory, etc.), a display section 13, an operation section 14 including input devices such as a keyboard, a mouse, a touch panel (software keys), and an input device. It may have a general computer configuration in which the output interface 15 and the like are connected via a bus. Note that an information processing device such as a tablet terminal or a smartphone may be used as the teaching device 10.
  • the visual sensor control device 20 also has a general computer configuration in which a processor is connected to a memory (ROM, RAM, non-volatile memory, etc.), an input/output interface, a display section, an operation section, etc. via a bus. You may have one.
  • a processor is connected to a memory (ROM, RAM, non-volatile memory, etc.), an input/output interface, a display section, an operation section, etc. via a bus. You may have one.
  • FIG. 3 shows a functional block diagram of the teaching device 10, the robot control device 50, and the visual sensor control device 20.
  • the visual sensor control device 20 has a storage section 121 and an image processing section 122.
  • the storage unit 121 stores various data (model patterns, etc.), detection results, calibration data, etc. necessary for image processing.
  • the image processing unit 122 has a function of performing pattern matching and other various image processing.
  • the robot control device 50 includes a storage section 151 and an operation control section 152.
  • the storage unit 151 stores various programs such as a control program and various other information used for robot control.
  • the control program is provided by the teaching device 10, for example.
  • the motion control unit 152 controls the motion of the robot 30 and the like according to commands or control programs from the teaching device 10. Note that the control by the operation control unit 152 includes control of the hand 33 and control of the visual sensor control device 20.
  • the teaching device 10 includes a program creation section 110 that provides various functions for creating a control program, an icon data storage section 115, and an invalidation control section 116.
  • the program creation unit 110 provides various functions for programming using icons representing functions constituting a robot control program.
  • the program creation section 110 includes a screen generation section 111, an icon operation section 112, an icon setting section 113, and a program execution section 114.
  • the screen generation unit 111 has a function of generating various operation screens (user interface screens) for creating a program and displaying them on the display screen of the display unit 13.
  • the icon operation unit 112 accepts various user operations on the icons displayed on the display screen.
  • the icon setting unit 113 provides a function for setting icon functions.
  • the icon setting unit 113 receives a user operation for setting the function of an icon, for example, via a user interface screen.
  • FIG. 4 shows an example of a program creation screen 400 created by the screen generation unit 111 and displayed on the display unit 13 of the teaching device 10.
  • the program creation screen 400 includes an icon display area 200 that displays a list of various icons that can be used for programming, and a program creation area 300 for creating a control program by arranging icons in order.
  • the icon display area 200 includes a hand close icon 201 representing a command to close the hand, an open hand icon 202 representing a command to open the hand, a linear movement icon 203, an arc movement icon 204, and a way point addition icon 205. , and a rotation icon 206 for rotating the hand.
  • the user can select an icon by, for example, placing the cursor on the icon.
  • the user performs programming by selecting a desired icon from the icon display area 200 and arranging it in the program creation area 300, for example, by drag-and-drop operation.
  • a closed hand icon 201, an arc movement icon 204, two linear movement icons 203, and an open hand icon 202 are arranged in this order.
  • the user can scroll the screen in a predetermined direction (horizontal or vertical direction, etc.) to arrange the icons.
  • Such user operations can be performed with the assistance of the icon operation section 112.
  • the user selects the programming tab 261 when programming.
  • the user can open a detailed settings screen for making detailed settings (parameter settings) for the icon.
  • Such detailed setting of icon functions can be performed with the assistance of the icon setting section.
  • the user can execute a control program by performing a predetermined operation with the icon placed in the program creation area 300.
  • the program execution unit 114 is in charge of executing programs placed in the program creation area 300.
  • the program execution unit 114 generates robot commands by interpreting the programs of the icons arranged in the program creation area 300, and causes the robot control device 50 to execute the programs by sending the commands.
  • the icon data storage unit 115 stores various data related to icons, including detailed setting information for each icon.
  • the invalidation control unit 116 cooperates with the program creation unit 110 to provide a function to invalidate and enable icons placed in the program creation area 300.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a first embodiment regarding invalidation and validation of icons by the invalidation control unit 116. As shown in FIG. 5, it is assumed that icons are placed in the program creation area 300 and a program 501 is created. Program 501 includes three icons 211, 212, and 213. Here, it is assumed that the user intends to invalidate the icon 213 and performs an operation to invalidate the icon 213.
  • the invalidation control unit 116 invalidates the icon 213 according to a predetermined operation on the icon 213.
  • the invalidation control unit 116 may be configured to accept, for example, the following operation. (Operation 1) Double-touch the icon (touch twice in quick succession) (Operation 2) Long-press the icon (Operation 3) While holding (dragging) the icon, move it finely to the left or right (vibration) There may be other operations such as The above-mentioned predetermined operation for invalidating an icon may also be used as an operation for validating an invalidated icon.
  • a message image such as a pop-up will be sent to the user when the operations from (Operation 1) to (Operation 3) above are performed.
  • the icon may be displayed on the program creation area 300 to inform the user that the icon is disabled.
  • the disabling control unit 116 prevents such a pop-up from being displayed after a predetermined operation is performed. It may be configured to accept settings for not displaying.
  • the invalidation control unit 116 prompts an instruction as to whether or not to invalidate the icon in response to a selection operation on an icon or an operation for invalidating an icon such as (operation 1) to (operation 3) above.
  • the icon may be configured to present a menu screen and invalidate the icon in response to a user's instruction for invalidation via such a menu screen.
  • FIG. 6 shows an example of such a menu screen. Assume that the user performs an operation of selecting the icon 213 (for example, an operation of touching the icon). In this case, the invalidation control unit 116 displays the menu screen 311 to prompt the user to input instructions.
  • the menu screen 311 includes instructions for deleting, invalidating, copying, and cutting icons.
  • the invalidation control unit 116 invalidates the icon 213.
  • the invalidation control unit 116 displays the icon 213 so that it can be visually recognized that the icon 213 has been invalidated.
  • FIGS. 5 and 6 illustrate that the icon 213 is now displayed with a diagonal line added as a result of the icon 213 being invalidated (in FIGS. 5 and 6). ).
  • the invalidation control unit 116 may control so that only icons that are invalidated in the program creation area 300 can be deleted. Thereby, it is possible to prevent icons from being deleted due to erroneous operations and improve operability.
  • a second embodiment regarding invalidation and activation of icons will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • the second embodiment relates to a configuration that automatically invalidates icons whose settings have not been completed.
  • icons 211, 212, and 213 are arranged in the program creation area 300.
  • the invalidation control unit 116 invalidates the icon 213 and prevents the icon 213 from being executed.
  • the invalidation control unit 116 can recognize that the setting of the icon 213 is incomplete by checking the icon data storage unit 115 regarding the setting information of the icon 213.
  • a diagonal line is added to the icon 213 to indicate that the icon 213 is disabled (the dashed circle in FIG. ). That is, in this case, the icons executed by the program execution unit 114 are the icons 211 and 212. As a result, it is possible to avoid a situation where an icon whose setting is not yet completed is executed and a program is stopped due to an error, a warning, etc. is displayed.
  • FIG. 8 shows a state in which the icon 213 is enabled by completing the settings for the disabled icon 213.
  • the icon 213 of the program 501 is disabled because the setting of the icon 213 is not completed.
  • the user starts the detailed settings screen for the icon 213 and completes the detailed settings for the icon 213.
  • the invalidation control unit 116 activates the icon 213 upon completion of the setting of the icon 213.
  • the invalidation control unit 116 cooperates with the program creation unit 110 (icon setting unit 113) to understand that detailed settings have been made for the icon 213, and refers to the icon data storage unit 115 to set the icon. It can be seen that the settings of 213 have been completed.
  • FIG. 8 shows a state in which the icon 213 has been enabled and the diagonal line added to the icon 213 has been erased by the above operation (see the broken line circle in FIG. 8). This allows the user to immediately visually recognize that the icon 213 has been activated.
  • the invalidation control unit 116 may determine whether the setting of an icon is incomplete based on whether the setting of basic items among the setting items of the icon is completed. Note that in a case where an icon includes a setting value of such a basic item as a default value, the invalidation control unit 116 can determine that the setting of such an icon has been completed.
  • FIG. 9 relates to an example (third example) in which disabled icons are hidden in the program creation area 300.
  • the invalidation control unit 116 can provide a function of hiding disabled icons in the program creation area 300 in response to a predetermined user operation.
  • an eye mark 312 which is an operation button for hiding icons, is arranged on the program creation screen 400.
  • the icon 213 is disabled. The user can hide the disabled icon 213 by operating the cursor 315 and selecting the eye mark 312, for example.
  • the right side of FIG. 9 shows a state in which the icon 213 is hidden in the program creation area 300.
  • processing may be performed such as adding a diagonal line to the eye mark 312 so that it can be visually recognized.
  • the function of hiding disabled icons provides the advantage of making it easier to see the contents of the program in the program creation area 300. This function is particularly useful when there are many disabled icons in the program creation area 300.
  • FIG. 10 shows a state in which the disabled icon 213 is minimized and displayed as a minimized icon 213a by the user selecting the eye mark 312.
  • the function of minimizing the invalidation icon provides the function of making program contents easier to view, and also provides the advantage of avoiding a situation where the user forgets the existence of the invalidation icon.
  • this example shows how to minimize one disabled icon, but if there are multiple disabled icons lined up in a row in a program, it is possible to minimize the multiple disabled icons in a row. They may be displayed together in one minimized icon.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example (fourth example) of invalidating icons by an operation in which a user specifies a range of icons to be invalidated.
  • the invalidation control unit 116 receives an operation for specifying a range of icons to be invalidated in the program creation area 300.
  • the user performs an operation to designate a rectangular selection range 321.
  • Such an operation for specifying a selection range may be performed by, for example, a drag operation by touching the screen, or may be performed by a mouse operation.
  • the invalidation control unit 116 invalidates the icons within the selection range 321.
  • the selection range 321 includes icons 211-213.
  • the icons 211 to 213 included in the selection range 321 are shown in a disabled state. Note that the operation for specifying a range may also be used as an operation for enabling an icon that has been disabled.
  • FIGS. 12 and 13 are diagrams showing an example (fifth example) regarding invalidation of icons for a program that provides a function of detecting and inspecting a workpiece using the visual sensor 70.
  • a program including such imaging by a visual sensor and processing of the captured image will be referred to as a vision program.
  • the vision program 503 includes a snap icon 230, a “window shift” icon 235, a “pattern match 1” icon 236, a “pattern match 2” icon 237, and a “correction data calculation” icon 240. There is.
  • FIG. 13 is a program creation screen 400A that displays the vision program 503 shown in FIG. 12, and shows an example of a screen that has a different display form from the program creation screen 400 shown in FIG. 12.
  • the program creation screen 400A shown in FIG. 13 has a program creation area 300A in a display mode in which icons are displayed vertically. Note that here, an example is shown in which the vision programs 503 are vertically arranged and displayed in the program creation area 300A.
  • the "window shift” icon 235 and the "pattern match 1" icon 236 are icons that have a functional parent-child relationship. Specifically, the "window shift” icon 235 provides a function to shift the detection area within the captured image, and the "pattern match 1" icon 236 provides a function to shift the detection area in the captured image, and the "pattern match 1" icon 236 provides a function to shift the detection area within the set detection area. Provide the functionality to do this.
  • the invalidation control unit 116 may be configured to automatically invalidate a small icon when a parent icon among icons in a parent-child relationship is invalidated. In this example, when the user disables the "window shift” icon 235, the "pattern match 1" icon 236 is also automatically disabled.
  • the icon 212 shown in FIG. 5 is a wide icon that can provide a unified function by arranging other icons within its range. In this case, in response to the icon 212 being invalidated, icons placed within the range may be automatically invalidated.
  • a program such as the above-mentioned vision program 503, there are essential icons for establishing the function of the program.
  • the vision program 503 there is a snap icon 230 corresponding to the imaging function of the camera, a "pattern match 2" icon 237 for detecting an object, and a "correction data” icon 237 for calculating correction data based on the detection result.
  • the "calculation" icon 240 corresponds to the required icon.
  • the invalidation control unit 116 may control essential icons in the vision program so that they are not invalidated.
  • Such a function can, for example, (1) store information in advance that associates essential icons for each type of program, and (2) refer to that information when an operation to disable an icon is performed. This can be achieved by determining whether or not the icon can be invalidated.
  • the user can disable the icon that the user intends to disable with an even easier operation, and the program can be created even more efficiently. You will be able to do this.
  • the functional distribution within each device shown in the functional block diagram of FIG. 3 is merely an example, and various modifications may be made to the functional distribution.
  • a configuration may be possible in which some of the functions within the teaching device 10 (program creation section, icon data storage section) are arranged on the robot control device 50 side.
  • the entire functions of the teaching device 10 and robot control device 50 can also be defined as a teaching device 40.
  • the configuration of the teaching device of the embodiment described above is applicable not only to programming of robots but also to programming of various industrial machines.
  • the functional blocks of the teaching device, robot control device, and visual sensor control device shown in FIG. may also be realized by a hardware-based configuration such as an application specific integrated circuit (Application Specific Integrated Circuit).
  • Application Specific Integrated Circuit Application Specific Integrated Circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

産業機械の制御プログラムを構成する機能を表すアイコンによるプログラム作成を行うための教示装置(10)であって、アイコンを配置してプログラム作成を行うためのプログラム作成画面を生成するプログラム作成部(110)と、プログラム作成画面に配置されたアイコンに対する操作に基づき、当該アイコンを無効化する無効化制御部(116)と、を備える教示装置(10)である。

Description

教示装置
 本開示は、教示装置に関する。
 ロボットの制御プログラムを直感的に教示するために、ロボットの制御プログラムを構成する機能を表すアイコンを用いて制御プログラムを構成する手法が知られている。例えば、特許文献1は、「図27に、動作アイコンによる動作を無効にする補助アイコンを含む動作プログラムを示す。動作プログラム171は、動作アイコン171a~171cを含む。動作プログラム171は、動作記号による動作の指令を無効にする補助記号としての補助アイコン171pを含む。補助アイコン171pにて指定される動作アイコン171bの動作を無効にすることができる。」ことを記載する(段落0102)。
特開2021-091025号公報
 プログラムの教示段階において一時的にアイコンを無効化し動作確認をすることは、プログラム作成を行うユーザにとって有用である。しかしながら、無効化すべきアイコンの数が多くなると、ユーザにとって操作が煩雑になってくる可能性がある。アイコンの無効化をユーザにとってよりいっそう扱いやすい操作で提供することのできる教示装置が求められている。
 本開示の一態様は、産業機械の制御プログラムを構成する機能を表すアイコンによるプログラム作成を行うための教示装置であって、アイコンを配置してプログラム作成を行うためのプログラム作成画面を生成するプログラム作成部と、前記プログラム作成画面に配置されたアイコンに対する操作に基づき、当該アイコンを無効化する無効化制御部と、を備える教示装置である。
 ユーザは、無効化することを意図するアイコンを、よりいっそう扱いやすい操作で無効化することができ、プログラムの作成をよりいっそう効率的に行うことができるようになる。
 添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれらの目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明確になるであろう。
一実施形態に係る教示装置を含むロボットシステムの機器構成例を示す図である。 ロボット制御装置及び教示装置のハードウェア構成例を表す図である。 教示装置,ロボット制御装置,及び視覚センサ制御装置の機能ブロック図を示す図である。 プログラム作成画面の構成例を表す図である。 アイコンの無効化に関する第1実施例を説明するための図である。 アイコンを無効化する際にポップアップメニューが表示される例を表す図である、 アイコンの有効化、無効化に関する第2実施例を説明する図である。 無効化されているイアイコンに対する設定が完了することでアイコンが有効にされる状態を表す図である。 プログラム作成領域において無効化されたアイコンを非表示化する実施例(第3実施例)を説明するための図である。 無効化されているアイコンを最小化する場合の表示例を表す図である。 範囲を指定する操作によるアイコンの無効化の実施例(第4実施例)を説明する図である。 ビジョンンプログラムについてアイコンを無効化する実施例(第5実施例)を説明するための図である。 ビジョンプログラムに関するプログラム作成画面の他の表示態様を表す図である。
 次に、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。参照する図面において、同様の構成部分または機能部分には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、図面に示される形態は本発明を実施するための一つの例であり、本発明は図示された形態に限定されるものではない。
 図1は一実施形態に係る教示装置10を含むロボットシステム100の機器構成例を示す図である。図1の機器構成例において、ロボットシステム100は、アーム先端部にハンド(把持装置)33を搭載したロボット30と、ロボット30を制御するロボット制御装置50と、教示装置10と、ロボット30のアーム先端部に取り付けられた視覚センサ70と、視覚センサ70を制御する視覚センサ制御装置20とを含む。教示装置10は、ロボット制御装置50に接続されている。上記構成において、ロボットシステム100は、視覚センサ70により作業台2上の対象物(以下、ワークと記載する)1の検出を行い、ロボット30に搭載したハンド33でワークのハンドリングを行うことができる。なお、視覚センサ70は、作業空間内において位置が固定された固定カメラであっても良い。
 産業機械としてのロボット30は、ここでは、垂直多関節ロボットであるとしているが、他の種類のロボットが用いられても良い。ロボット30は、アーム先端の手首部に取り付けられたエンドエフェクタによって所望の作業を実行することができる。エンドエフェクタは、用途に応じて交換可能な外部装置であり、例えば、ハンド、溶接ガン、工具等である。図1では、エンドエフェクタの一例としてのハンド33が用いられている例を示す。
 ロボット制御装置50は、ロボット制御装置50内にロードされた制御プログラム或いは教示装置10から入力される指令にしたがってロボット30の動作を制御する。
 教示装置10は、ロボット30に動作を教示するため(すなわち、プログラミングを行うための)の各種機能を提供する。教示装置は、ロボットの制御プログラムを直感的に教示するために、ロボットの制御プログラムを構成する機能(指定した位置への移動、IOの入出力等)を表すアイコンによりプログラミングを行う機能を提供する。
 視覚センサ制御装置20は、視覚センサ70を制御する機能と、視覚センサ70で撮像された画像に対する画像処理を行う機能とを有する。視覚センサ制御装置20は、視覚センサ70で撮像された画像からワーク1の位置を検出し、検出結果をロボット制御装置50に提供する。これにより、ロボット制御装置50は、位置決めされていないワーク1のハンドリングを行うことができる。なお、検出結果には、ワーク1の検出位置、検出に関する評価値(検出スコア、画像のコントラスト等)が含まれ得る。
 視覚センサ70は、濃淡画像やカラー画像を撮像するカメラでも、距離画像や3次元点群を取得できるステレオカメラや3次元センサでもよい。視覚センサ制御装置20は、ワークのモデルパターンを保持しており、撮像画像中のワークの画像とモデルパターンとのパターンマッチングによりワークを検出する画像処理を実行することができる。本実施形態では、視覚センサ70はキャリブレーション済みであるものとし、視覚センサ制御装置20は、視覚センサ70とロボット30との相対位置関係を定義したキャリブレーションデータを保有しているものとする。これにより、視覚センサ70で撮像した画像上の位置を、作業空間に固定した座標系(ロボット座標系等)上の位置に変換することができる。
 なお、図1では、視覚センサ制御装置20はロボット制御装置50とは別の装置として構成されているが、視覚センサ制御装置20としての機能がロボット制御装置50内に搭載されていても良い。
 図2は、ロボット制御装置50及び教示装置10のハードウェア構成例を表す図である。ロボット制御装置50は、プロセッサ51に対してメモリ52(ROM、RAM、不揮発性メモリ等)、入出力インタフェース53、各種操作スイッチを含む操作部54等がバスを介して接続された、一般的なコンピュータとしての構成を有していても良い。教示装置10は、ロボット30を教示する(すなわち、制御プログラムを作成する)ための操作入力及び画面表示を行うための装置として用いられる。教示装置10は、プロセッサ11に対して、メモリ12(ROM、RAM、不揮発性メモリ等)、表示部13、キーボード、マウス及びタッチパネル(ソフトウェアキー)等の入力装置により構成される操作部14、入出力インタフェース15等がバスを介して接続された、一般的なコンピュータとしての構成を有していても良い。なお、教示装置10として、タブレット端末、スマートフォン等の情報処理装置を用いても良い。
 視覚センサ制御装置20も、プロセッサに対してメモリ(ROM、RAM、不揮発性メモリ等)、入出力インタフェース、表示部、操作部等がバスを介して接続された、一般的なコンピュータとしての構成を有していても良い。
 図3は、教示装置10、ロボット制御装置50、及び視覚センサ制御装置20の機能ブロック図を示している。
 視覚センサ制御装置20は、記憶部121と、画像処理部122とを有する。記憶部121は、画像処理を行う上で必要となる各種データ(モデルパターン等)、検出結果、キャリブレーションデータ等を記憶する。画像処理部122は、パターンマッチングその他の各種画像処理を実行する機能を担う。
 ロボット制御装置50は、記憶部151と、動作制御部152とを有する。記憶部151は、制御プログラム等の各種プログラム、及びその他のロボット制御に用いる各種情報を記憶する。制御プログラムは、例えば、教示装置10から提供される。動作制御部152は、教示装置10からの指令或いは制御プログラムにしたがってロボット30等の動作を制御する。なお、動作制御部152による制御には、ハンド33の制御、及び視覚センサ制御装置20に対する制御が含まれる。
 図3に示すように、教示装置10は、制御プログラムを作成するための各種機能を提供するプログラム作成部110と、アイコンデータ記憶部115と、無効化制御部116とを備える。プログラム作成部110は、ロボットの制御プログラムを構成する機能を表すアイコンによりプログラミングを行うための各種機能を提供する。プログラム作成部110は、画面生成部111と、アイコン操作部112と、アイコン設定部113と、プログラム実行部114とを備える。
 画面生成部111は、プログラム作成を行うための各種操作画面(ユーザインタフェース画面)を生成し表示部13の表示画面に表示する機能を有する。
 アイコン操作部112は、表示画面上に表示されたアイコンに対する各種ユーザ操作を受け付ける。
 アイコン設定部113は、アイコンの機能設定を行うための機能を提供する。アイコン設定部113は、例えばユーザインタフェース画面を介してアイコンの機能設定をするためのユーザ操作を受け付ける。
 プログラム作成部110により提供されるプログラム作成画面の構成について図4を参照して説明する。
 図4に、画面生成部111により作成され教示装置10の表示部13に表示されるプログラム作成画面400の例を示す。図4に示すように、プログラム作成画面400は、プログラミングに用いることのできる各種アイコンの一覧を表示するアイコン表示領域200と、アイコンを順に配置して制御プログラムを作成するためのプログラム作成領域300とを含む。図4の例では、アイコン表示領域200には、ハンドを閉じる命令を表すハンド閉アイコン201、ハンドを開く命令を表すハンド開アイコン202、直線移動アイコン203、円弧移動アイコン204、経由点追加アイコン205、及びハンドを回転させる回転アイコン206が含まれている。
 ユーザは、例えば、アイコンにカーソルを合わせることでアイコンを選択することができる。ユーザは、例えばドラッグアンドドロップ操作により、アイコン表示領域200からの所望のアイコンを選択してプログラム作成領域300に配置することでプログラミングを行う。図4の例において、プログラム作成領域300には、ハンド閉アイコン201、円弧移動アイコン204、2つの直線移動アイコン203、及びハンド開アイコン202が順に配置されている。プログラム作成領域300に配置するアイコンの数が多くなる場合には、ユーザは、画面を所定の方向(横方向、或いは縦方向など)にスクロールしてアイコンを配置することができる。このようなユーザ操作は、アイコン操作部112による支援の下で行うことができる。
 プログラム作成画面400において、ユーザは、プログラミングを行う際にはプログラミングタブ261を選択する。他方、プログラム作成領域300内でアイコンを選択し、詳細タブ262を選択することで、ユーザは、当該アイコンの詳細設定(パラメータ設定)を行うための詳細設定画面を開くことができる。このようなアイコンの機能の詳細設定は、アイコン設定部による支援の下で行うことができる。ユーザは、プログラム作成領域300にアイコンを配置した状態で所定の操作を行うことで、制御プログラムを実行させることができる。
 プログラム実行部114は、プログラム作成領域300に配置されたプログラムの実行を司る。プログラム実行部114は、プログラム作成領域300に配置されたアイコンのプログラムを解釈することでロボットの指令を生成し、ロボット制御装置50に指令を送出することでプログラムを実行させる。
 アイコンデータ記憶部115は、各アイコンの詳細設定情報を含むアイコンに係わる各種データを記憶する。
 無効化制御部116は、プログラム作成部110と連携することでプログラム作成領域300に配置されているアイコについて無効化及び有効化する機能を提供する。
 以下では、無効化制御部116によるアイコンの無効化及び有効化の処理の具体例について説明する。
 図5は、無効化制御部116によるアイコンの無効化、有効化に関する第1実施例を説明する図である。図5に示すように、プログラム作成領域300にアイコンが配置されプログラム501が作成されている状態であるとする。プログラム501は、3つのアイコン211、212、213を含んでいる。ここで、ユーザは、アイコン213を無効化することを意図し、アイコン213を無効化するための操作を行うものとする。
 無効化制御部116は、アイコン213に対する所定の操作にしたがって、アイコン213を無効化する。アイコン213を無効化するための所定の操作として、無効化制御部116は、例えば以下のような操作を受け付けるように構成されていても良い。
(操作1)アイコンをダブルタッチ(二回連続で素早くタッチ)する操作
(操作2)アイコンを長押しする操作
(操作3)アイコンを持った(ドラッグ)した状態で、細かく左右に移動させる(振動させる)操作
などが有り得る。アイコンを無効化するための上記所定の操作は、無効化されているアイコンを有効化するため操作としても用いられても良い。
 ユーザの意図しない操作(誤操作)によって、アイコンが無効化されてしまう場合を想定し、上記(操作1)から(操作3)の操作がなされた場合に、ユーザに対して、ポップアップなどのメッセージ画像を例えばプログラム作成領域300上に表示し、当該アイコンが無効化されることをユーザに知らせるようにしても良い。また、アイコンを無効化する操作を行う度にこのようなポップアップが表示されることを防ぐことを可能とするために、無効化制御部116は、所定の操作を行った以降はこのようなポップアップが表示されないようにするための設定を受け付けるように構成されていても良い。
 無効化制御部116は、アイコンに対する選択操作或いは上記(操作1)から(操作3)のようなアイコンを無効化するための操作に応じて、当該アイコンを無効化するか否かの指示を促すメニュー画面を提示し、このようなメニュー画面を介してユーザによる無効化の指示がなされたことに応じて当該アイコンを無効化するように構成されていても良い。図6は、このようなメニュー画面の例を示す。ユーザが、アイコン213を選択する操作(例えばアイコンをタッチする操作)を行ったものとする。この場合、無効化制御部116は、メニュー画面311を表示してユーザの指示入力を促す。メニュー画面311は、アイコンの削除、無効化、コピー、切り取りの指示を含んでいる。アイコン213を無効化することを望む場合、ユーザは、メニュー画面311の中から、“無効化”を選択する。“無効化”が選択されることに応じて、無効化制御部116は、アイコン213を無効化する。このような構成により、ユーザの意図しない操作によりアイコンが不用意に無効化されるような事態の発生を防ぐことができる。
 アイコン213が無効化された場合、無効化制御部116は、当該アイコン213が無効化されていることを視覚的に認識できるように表示する。図5及び図6には、アイコン213が無効化されたことにより、当該アイコン213の表示状態が、斜線が付加された状態の表示となったことを図示している(図5及び図6中の破線の円の部分を参照)。
 なお、無効化されているアイコンを通常のアイコンに対して識別できるように表示する態様としては、上記のように斜線を付加する以外にも、無効化されているアイコンの色のコントラストを下げる等、様々な態様が有り得る。
 なお、無効化制御部116は、プログラム作成領域300内で無効化されているアイコンのみ削除可能なように制御しても良い。これにより、誤操作によりアイコンが削除されることを防ぎ操作性を向上させることができる。
 図7及び図8を参照し、アイコンの無効化、有効化に関する第2実施例を説明する。第2実施例は、設定が未完了のアイコンを自動的に無効化する構成に関する。図7の左側に示すように、プログラム作成領域300にアイコン211、212、213が配置されている状態である。ここで、アイコン213については、未だ詳細設定が行われていない状態であるものとする。ここで、ユーザが、所定の操作を行いプログラム501の実行を指示したものとする。アイコン213の設定が未完了である場合、無効化制御部116は、アイコン213を無効化し、アイコン213が実行されないようにする。無効化制御部116は、例えば、アイコン213の設定情報に関してアイコンデータ記憶部115を確認することで、アイコン213の設定が未完了であることを認識することができる。
 図7の右側には、アイコン213が無効化されていることを示すために、アイコン213に斜線が付加された表示状態となったことを図示している(図7中の破線の円の部分を参照)。すなわち、この場合、プログラム実行部114により実行されるアイコンは、アイコン211、212となる。これにより、設定未完了のアイコンが実行されてプログエムのエラー停止、警告等が表示される事態となることを回避することができる。
 図8は、無効化されているアイコン213に対する設定が完了することでアイコン213が有効にされる状態を表している。図8の左側に示すように、プログラム501のアイコン213の設定が未完了であるためにアイコン213が無効にされている状態であるとする。ここで、ユーザは、アイコン213の詳細設定画面を起動させてアイコン213の詳細設定を完了させたとする。この場合、無効化制御部116は、アイコン213の設定が完了することに応じて、アイコン213を有効化する。無効化制御部116は、例えば、プログラム作成部110(アイコン設定部113)と連携することでアイコン213に対する詳細設定が行われたことを把握し、アイコンデータ記憶部115を参照することで、アイコン213の設定が完了した状態にあることを把握することができる。
 図8の右側には、上記動作により、アイコン213が有効化され、アイコン213に付加されていた斜線が消去された状態を図示している(図8中の破線の円の部分を参照)。これにより、ユーザは、アイコン213が有効されたことを視覚的に即座に認識することができる。
 ここでは、設定未完了のアイコンについて、プログラムが実行される際に無効化する例を説明したが、設定未完了のアイコンを無効化するタイミングはこの例に限られない。例えば、アイコンをプログラム作成領域300に配置したタイミングで設定未完了のアイコンを無効化する例も有り得る。
 無効化制御部116は、アイコンの設定が未完了であるか否かを、当該アイコンの設定項目のうちの基本項目の設定が完了しているか否かにより判定しても良い。なお、アイコンがこのような基本項目の設定値をデフォルト値として含むような場合には、無効化制御部116は、このようなアイコンは設定が完了していると判定することができる。
 図9は、プログラム作成領域300において無効化されたアイコンを非表示化する実施例(第3実施例)に関する。無効化制御部116は、所定のユーザ操作に応じて、プログラム作成領域300において無効化されているアイコンを非表示化する機能を提供することができる。図9に示す実施例では、プログラム作成画面400上に、アイコンを非表示化するための操作ボタンである目のマーク312が配置されている。図9左側に示すように、プログラム作成領域300内のアイコンのうち、アイコン213が無効化されている状態であるとする。ユーザは、例えば、カーソル315を操作して目のマーク312を選択することで、無効化されているアイコン213を非表示化することができる。
 図9右側には、プログラム作成領域300においてアイコン213が非表示化された状態を示す。図9右側に示すように、無効化されているアイコンを非表示状態にしている場合、それを視認できるように目のマーク312に斜線を入れる等の処理を行っても良い。
 無効化されているアイコンを非表示とする機能により、プログラム作成領域300のプログラムの内容を見やすくできるメリットがもたらされる。特に、この機能は、プログラム作成領域300において無効化されているアイコンが多くある場合などに有用である。
 なお、無効化されているアイコンを完全に非表示とすると、ユーザが、アイコンの存在を忘れてしまうことも生じかねない。ユーザが、無効化アイコンの存在を忘れないようにするため、無効化アイコンを完全に非表示とするのではなく、最小化するようにして良い。図10には、ユーザが、目のマーク312を選択することにより、無効化されていたアイコン213を最小化して最小化アイコン213aとして表示した状態を示している。このように、無効化アイコンを最小化する機能により、プログラム内容を見やすくする機能と共に、ユーザが無効化アイコンの存在を忘れるような事態を回避するメリットが得られる。
 なお、ここでは、一つの無効化アイコンを最小化する例を示したが、プログラム内に無効化アイコンが連続して複数並んでいるような場合には、それら連続した複数の無効化アイコンを一つの最小化アイコンにまとめて表示するようにしても良い。
 図11は、ユーザが、無効化するアイコンの範囲を指定する操作によるアイコンの無効化の実施例(第4実施例)を説明する図である。図11に示すように、無効化制御部116は、プログラム作成領域300で、無効化するアイコンの範囲を指定する操作を受け付ける。ここでは、図11の左側に示すように、ユーザ操作により四角の選択範囲321を指定する操作が行われたとする。なお、このような選択範囲を指定する操作は、例えば、画面タッチによるドラッグ操作によるものであっても良く、マウス操作によるものであっても良い。無効化制御部116は、選択範囲321内にあるアイコンを無効化する。ここでは、選択範囲321内にアイコン211-213が含まれている。図11右側には、選択範囲321に含まれていたアイコン211-213が、無効化された状態が示されている。なお、範囲を指定する操作は、無効化されているアイコンを有効化するための操作としても用いられても良い。
 図12及び図13は、視覚センサ70によりワークの検出や検査を行う機能を提供するプログラムについてアイコンの無効化に関する実施例(第5実施例)を示す図である。なお、以下では、このように視覚センサによる撮像及び撮像した画像の処理を含むプログラムをビジョンプログラムと称する。図12に示すように、ビジョンプログラム503は、スナップアイコン230、「ウィンドウシフト」アイコン235、「パターンマッチ1」アイコン236、「パターンマッチ2」アイコン237、及び「補正データ計算」アイコン240を含んでいる。
 図13は、図12に示したビジョンプログラム503を表示するプログラム作成画面400Aであって、図12に示したプログラム作成画面400と表示態様の異なる画面例を示している。図13に示すプログラム作成画面400Aは、アイコンを縦方向に並べて表示する表示態様のプログラム作成領域300Aを有している。なお、ここでは、プログラム作成領域300Aに、ビジョンプログラム503を縦方向に並べて表示する例を示している。
 図12及び図13は、プログラム内の「ウィンドウシフト」アイコン235と、「パターンマッチ1」アイコン236とが無効化された状態を図示している。
 「ウィンドウシフト」アイコン235と、「パターンマッチ1」アイコン236は、機能的に親子関係にあるアイコンである。具体的には、「ウィンドウシフト」アイコン235は、撮像画像内での検出領域をシフトする機能を提供し、「パターンマッチ1」アイコン236は、設定された検出領域内でパターンマッチングによる対象物検出を行う機能を提供する。無効化制御部116は、親子関係にあるアイコンのうち、親アイコンが無効にされた場合に、小アイコンを自動的に無効化するように構成されていても良い。本例の場合、ユーザが「ウィンドウシフト」アイコン235を無効化すると、「パターンマッチ1」アイコン236も自動的に無効化される。
 これにより、親アイコンが無効化された場合に、子アイコンも自動的に無効化するようにすることにより、ユーザの負担が軽減され、プログラム作成がいっそう効率化される。
 なお、親子関係の場合のみでなく、一定の関連性を有する複数のアイコンのうちの一つがユーザ操作により無効化された場合に、複数のアイコンのうちの他のアイコンが自動的に無効化されても良い。例えば、図5に示したアイコン212は、幅広アイコンでありその範囲内に他のアイコンを配置することで全体としてまとまった一つの機能を提供できるアイコンである。この場合、アイコン212が無効化されることに応じて、その範囲内に配置されているアイコンが自動的に無効化されても良い。
 上述のビジョンプログラム503のようなプログラムでは、プログラムの機能を成立させるための必須のアイコンが存在する。ビジョンプログラム503の場合は、カメラの撮像機能に対応するスナップアイコン230、対象物の検出を行うための「パターンマッチ2」アイコン237、及び検出結果に基づき補正データの計算を行うための「補正データ計算」アイコン240が必須のアイコンに相当する。無効化制御部116は、ビジョンプログラムにおける必須のアイコンにつては、無効化されないように制御しても良い。このような機能は、例えば、(1)プログラムの種類別に必須のアイコンを対応付けた情報を予め保有しておき、(2)アイコンの無効化の操作がなされたときに、その情報を参照して無効化できるアイコンであるか否かを判定するようにすることで実現可能である。
 以上説明したように、本実施形態によれば、ユーザは、無効化することを意図するアイコンを、よりいっそう扱いやすい操作で無効化することができ、プログラムの作成をよりいっそう効率的に行うことができるようになる。
 以上、典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、上述の各実施形態に変更及び種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。
 図3の機能ブロック図に示した各装置内の機能配分は例示であり、機能配分については様々な変形例が有り得る。例えば、教示装置10内の機能の一部(プログラム作成部、アイコンデータ記憶部)をロボット制御装置50側に配置するような構成も有り得る。
 図1に示すように教示装置10とロボット制御装置50の機能全体を教示装置40として定義することもできる。
 上述した実施形態の教示装置の構成は、ロボットのプログラミングのみでなく、様々な産業機械のプログラミングにおいて適用可能である。
 図3に示した教示装置、ロボット制御装置、視覚センサ制御装置の機能ブロックは、これらの装置のプロセッサが、記憶装置に格納された各種ソフトウェアを実行することで実現されても良く、或いは、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェアを主体とした構成により実現されても良い。
 10  教示装置
 20  視覚センサ制御装置
 30  ロボット
 33  ハンド
 50  ロボット制御装置
 11、51  プロセッサ
 12、52  メモリ
 15、53  入出力インタフェース
 13  表示部
 14、54  操作部
 100  ロボットシステム
 110  プログラム作成部
 111  画面生成部
 112  アイコン操作部
 113  アイコン設定部
 114  プログラム実行部
 115  アイコンデータ記憶部
 116  無効化制御部
 121  記憶部
 122  画像処理部
 151  記憶部
 152  動作制御部
 200  アイコン表示領域
 300、300A  プログラム作成領域
 400、400A  プログラム作成画面

Claims (14)

  1.  産業機械の制御プログラムを構成する機能を表すアイコンによるプログラム作成を行うための教示装置であって、
     アイコンを配置してプログラム作成を行うためのプログラム作成画面を生成するプログラム作成部と、
     前記プログラム作成画面に配置されたアイコンに対する操作に基づき、当該アイコンを無効化する無効化制御部と、を備える教示装置。
  2.  前記無効化制御部は、前記プログラム作成画面に配置された、無効化されたアイコンに対する操作に基づき、当該アイコンを有効化する、請求項1に記載の教示装置。
  3.  前記無効化制御部は、前記プログラム作成画面に配置された設定未完了のアイコンを自動的に無効化する、請求項1又は2に記載の教示装置。
  4.  前記無効化制御部は、制御プログラムの実行が指示されることに応じて前記設定未完了のアイコンを無効化する、請求項3に記載の教示装置。
  5.  前記無効化制御部は、前記設定未完了のアイコンが前記プログラム作成画面に配置されることに応じて、前記設定未完了のアイコンを無効化する、請求項3に記載の教示装置。
  6.  前記無効化制御部は、前記設定未完了のアイコンであって無効化されているアイコンの設定が完了したことに応じて、当該アイコンを有効化する、請求項3から5のいずれか一項に記載の教示装置。
  7.  アイコンを無効化するための前記操作は、前記プログラム作成画面上で、無効化すべきアイコンを選択するための範囲を指定する操作を含む、請求項1又は2に記載の教示装置。
  8.  前記無効化制御部は、所定のユーザ操作に基づき、無効化されているアイコンを非表示状態にする、請求項1から7のいずれか一項に記載の教示装置。
  9.  前記無効化制御部は、所定のユーザ操作に基づき、無効化されているアイコンを最小化表示の状態にする、請求項1から7のいずれか一項に記載の教示装置。
  10.  前記無効化制御部は、アイコンを無効化するための前記操作に応じてアイコンを無効化する際に、当該アイコンが無効化されることを示すメッセージを表す画像を表示する、請求項1から9のいずれか一項に記載の教示装置。
  11.  前記無効化制御部は、アイコンを無効化するための前記操作に応じて、アイコンの無効化の指示を含むメニュー画面を表示し、当該メニュー画面を介してアイコンの無効化の指示を受けることに応じて当該アイコンを無効化する、請求項1から9のいずれか一項に記載の教示装置。
  12.  前記無効化制御部は、無効化されているアイコンのみを前記プログラム作成画面において削除可能とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の教示装置。
  13.  前記無効化制御部は、アイコンを無効化するための前記操作により無効化したアイコンと特定の関連性を有するアイコンを自動的に無効化する、請求項1から12のいずれか一項に記載の教示装置。
  14.  前記制御プログラムは、視覚センサによる撮像及び撮像した画像の処理を含むプログラムである、請求項1から13のいずれか一項に記載の教示装置。
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