JP2020049569A - ロボットのプログラム作成支援装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ロボットのプログラム作成の作業性を向上させることのできるプログラム作成支援装置を提供する。【解決手段】ロボット(10A)に対応した位置にロボットの動作軌道(L1〜L3)を表示する表示部(31)を備え、ロボットを移動させる各移動命令、及び各移動命令でない各非移動命令を含むプログラムの作成を、表示部を用いて支援する支援装置(30)であって、各移動命令の各目標位置(P1〜P3)を、動作軌道に重ねて各目標位置に対応する位置に第1記号で各々表示する第1処理部と、各移動命令である第1移動命令と第2移動命令との間に実行する各非移動命令を、動作軌道に重ねて第1移動命令の目標位置(P1)と第2移動命令の目標位置(P2,P3)との間に、第1記号と異なる第2記号で各々表示する第2処理部と、第1記号及び第2記号を選択可能とし、選択された記号に対応する命令を編集可能とする第3処理部と、を備える。【選択図】 図5
Description
本発明は、ロボットのプラグラム作成を支援する支援装置に関する。
従来、ロボットの動作を作業者に対して適切に認識させるために、ロボットの動作軌跡、分岐元位置、及び分岐先位置を、視覚的に把握可能な図形で表示する装置がある(特許文献1参照)。
ところで、特許文献1に記載の装置は、ロボットの動作を認識可能とするのみであり、ロボットのプログラムを作成する上では未だ改善の余地がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、ロボットのプログラム作成の作業性を向上させることのできるプログラム作成支援装置を提供することにある。
上記課題を解決するための第1の手段は、
ロボットに対応した位置に前記ロボットの動作軌道を表示する表示部を備え、前記ロボットを移動させる各移動命令、及び前記各移動命令でない各非移動命令を含むプログラムの作成を、前記表示部を用いて支援する支援装置であって、
前記各移動命令の各目標位置を、前記動作軌道に重ねて前記各目標位置に対応する位置に第1記号で各々表示する第1処理部と、
前記各移動命令である第1移動命令と第2移動命令との間に実行する前記各非移動命令を、前記動作軌道に重ねて前記第1移動命令の目標位置と前記第2移動命令の目標位置との間に、前記第1記号と異なる第2記号で各々表示する第2処理部と、
前記第1記号及び前記第2記号を選択可能とし、選択された記号に対応する命令を編集可能とする第3処理部と、
を備える。
ロボットに対応した位置に前記ロボットの動作軌道を表示する表示部を備え、前記ロボットを移動させる各移動命令、及び前記各移動命令でない各非移動命令を含むプログラムの作成を、前記表示部を用いて支援する支援装置であって、
前記各移動命令の各目標位置を、前記動作軌道に重ねて前記各目標位置に対応する位置に第1記号で各々表示する第1処理部と、
前記各移動命令である第1移動命令と第2移動命令との間に実行する前記各非移動命令を、前記動作軌道に重ねて前記第1移動命令の目標位置と前記第2移動命令の目標位置との間に、前記第1記号と異なる第2記号で各々表示する第2処理部と、
前記第1記号及び前記第2記号を選択可能とし、選択された記号に対応する命令を編集可能とする第3処理部と、
を備える。
上記構成によれば、表示部は、ロボットに対応した位置にロボットの動作軌道を表示する。ロボットのプログラム作成支援装置は、ロボットを移動させる各移動命令、及び各移動命令でない各非移動命令を含むプログラムの作成を、表示部を用いて支援する。
ここで、第1処理部は、各移動命令の各目標位置を、ロボットの動作軌道に重ねて各目標位置に対応する位置に第1記号で各々表示する。このため、作業者は、ロボットの動作軌道において各移動命令の各目標位置を、第1記号により容易に把握することができる。第2処理部は、各移動命令である第1移動命令と第2移動命令との間に実行する各非移動命令を、動作軌道に重ねて第1移動命令の目標位置と第2移動命令の目標位置との間に、第1記号と異なる第2記号で各々表示する。このため、作業者は、各移動命令の各目標位置だけでなく、各非移動命令が実行される位置や時期を、第2記号により直感的に把握することができる。
さらに、第3処理部は、第1記号及び第2記号を選択可能とし、選択された記号に対応する命令を編集可能とする。このため、作業者は、編集すべき移動命令や非移動命令を直感的に選択して、円滑に命令の編集に移行することができる。したがって、プログラム作成支援装置は、ロボットのプログラム作成の作業性を向上させることができる。
ロボットのプログラムは、数千行に及ぶ命令により記述されることがある。このため、編集すべき命令を作業者がプログラム中で見つけるには手間が掛かる。
第2の手段では、前記第3処理部は、前記プログラムのうち前記選択された記号に対応する命令を含む部分を、前記表示部に編集可能な状態で表示する。このため、作業者は、選択した記号に対応する命令、すなわち編集すべき命令を、プログラム中で容易に見つけて編集することができる。
第3の手段では、前記第3処理部は、前記プログラムの一部を選択して前記表示部に表示可能とし、前記動作軌道、前記第1記号、及び前記第2記号のうち、前記プログラムの前記選択された一部に対応する部分を前記表示部に表示する。このため、作業者は、プログラムの選択した一部に対応する動作軌道、第1記号、第2記号を、容易に確認することができる。
第4の手段では、前記第3処理部は、表示された前記第1記号の位置を変更可能とし、前記第1記号の位置が変更されることで、前記変更された第1記号に対応する前記プログラムにおける前記移動命令の目標位置を前記変更された位置に書き換える。
上記構成によれば、第3処理部は、表示された第1記号の位置を変更可能とする。このため、作業者は、移動命令の目標位置を変更したい場合に、表示された第1記号の位置を変更することができる。そして、第3処理部は、第1記号の位置が変更されることで、変更された第1記号に対応するプログラムにおける移動命令の目標位置を、変更された位置に書き換える。したがって、作業者は、表示された第1記号の位置を変更することで、第1記号に対応するプログラムの移動命令を容易に書き換えることができる。
第5の手段では、前記第2処理部は、前記第1移動命令と前記第2移動命令との間に実行する前記各非移動命令を、前記動作軌道に重ねて前記第1移動命令の目標位置と前記第2移動命令の目標位置との間において前記各非移動命令を実行するタイミングに対応する位置に前記第2記号で各々表示する。
上記構成によれば、第2処理部は、第1移動命令と第2移動命令との間に実行する各非移動命令を、各非移動命令を実行するタイミングに対応する位置に第2記号で各々表示する。このため、作業者は、各非移動命令が実行されるタイミングを第2記号の位置により把握することができる。
第6の手段では、前記第2処理部は、前記非移動命令のうち判断命令と非判断命令とを、互いに異なる前記第2記号で表示する。このため、作業者は、非移動命令のうち判断命令と非判断命令とを、区別して把握することができる。
以下、機械組立工場などで用いられるロボットシステムに具現化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1に示すように、ロボットシステム100は、ロボット10、コントローラ20、及びティーチングペンダント30等を備えている。
ロボット10は、例えば6軸の垂直多関節型ロボットである。ロボット10では、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。第6軸アームの先端部に取り付けられたハンド(ツール)等により、作業対象物であるワークに対して作業が行われる。
コントローラ20(制御装置)は、ロボット10を制御する主体であり、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を有するマイクロコンピュータを備えている。コントローラ20は、例えばROM等の記憶部に記憶しているプログラムを実行することにより、ロボット10を動作させる。コントローラ20は、ティーチングペンダント30から、作業者により作成されたプログラムを記憶部に読み込む。また、コントローラ20は、作業者が操作するティーチングペンダント30からの指示に応じて、ロボット10を動作させる。
コントローラ20は、ロボット10の動作状態、例えばロボット10の現時点での目標位置がどこであるか、どのような動作軌跡を描いて目標位置まで到達するか等の動作情報を把握している。また、コントローラ20は、上記プログラムを記憶および実行していることから、現時点で実行されている命令や、その命令の後に実行される命令を把握している。コントローラ20は、ロボット10の動作状態を示す各種の動作情報を、ティーチングペンダント30に出力する。
ティーチングペンダント30(教示装置)は、コントローラ20と同様のマイクロコンピュータ、各種のキースイッチ、及びディスプレイ31(図5参照)等を備えている。作業者は、キースイッチにより種々の入力操作を行う。作業者は、ティーチングペンダント30(プログラム作成支援装置)を操作して、プログラムの作成を行うことができる。ティーチングペンダント30は、作成されたプログラム及びコントローラ20から出力されたロボット10の動作状態に基づいて、ロボット10のシミュレーション画像及び動作軌道L1〜L3(図4参照)を作成し、ディスプレイ31に表示する。ティーチングペンダント30は、第1処理部、第2処理部、及び第3処理部の機能を実現する。
図2は、プログラム完成までの工程を示すフローチャートである。この一連の工程は、ティーチングペンダント30を用いて作業者によって行われる。
同図に示すように、まずプログラムの作成及び編集を行う。プログラムは、ロボット10を移動させる各移動命令と、各移動命令でない非移動命令とを含んでいる。作業者は、これらの命令を順に記述することでプログラムを作成する。また、作成したプログラムの実行結果等に基づいて、プログラムを編集する。この工程の工数割合は、プログラム完成までの全工数に対して約50%である。
続いて、ロボット10に実行させる作業に基づいて、ロボット10の各目標位置を教示する。作業者は、プログラム中の各移動命令の各目標位置を直接記述するか、ロボット10のシミュレーション画像において各目標位置を指示することにより、各目標位置を教示する。この工程の工数割合は、プログラム完成までの全工数に対して約30%である。
続いて、プログラムの実行及び確認を行う。作業者は、プログラムを実行させることによりロボット10を実際に動作させるか、シミュレーション画像においてロボット10の動作を確認することにより、プログラムの実行及び確認を行う。この工程の工数割合は、プログラム完成までの全工数に対して約20%である。
本実施形態のプログラム作成支援では、これらの全ての工程を支援する。すなわち、ティーチングペンダント30は、ロボット10の動作を認識可能とすることに限らず、プログラムの作成及び編集、目標位置の教示についても支援する。
図3は、プログラムの一部を示す図である。なお、ロボット10のプログラムは、数千行に及ぶ命令により記述されることがある。
「Move P1」は、ロボット10の制御点(第6軸アームの先端部)を、目標位置P1まで移動させる移動命令である。「Wait IO[10]=ON」は、IOポート[10]がONになるまで、ロボット10を待機させる待機命令(非移動命令)である。「IF I1>5 Then」は、変数I1が5よりも大きいか否か判断する判断命令(非移動命令)である。「IO[11]=OFF」は、IOポート[11]にOFFを出力する出力命令(非移動命令、非判断命令)である。「Move P2」は、ロボット10の制御点を、目標位置P2まで移動させる移動命令である。「Else」は、IF条件不成立時の処理を指示する指示命令(非移動命令、非判断命令)である。「Move P3」は、ロボット10の制御点を、目標位置P3まで移動させる移動命令である。「End if」は、IF条件の終わりを指示する指示命令(非移動命令、非判断命令)である。
このように、ロボット10のプログラムは、移動命令の割合よりも高い割合の非移動命令を含んでいる。ロボット10のシミュレーション画像において、移動命令の目標位置を表示することは従来行われている。しかし、非移動命令がどのような位置や時期に実行されるかを把握することは困難である。この点、本実施形態では、移動命令の目標位置に加えて、非移動命令を表示する。
図4は、ロボット、動作軌道、及び命令記号の画像を示す図である。図4は、図3のプログラムを作成及び編集する際に、ティーチングペンダント30のディスプレイ31(図5参照)に表示される画像を示している。
ティーチングペンダント30は、ロボット10の画像10Aと共にロボット10の動作軌道L1〜L3をディスプレイ31に表示する。表示する動作軌道の範囲は、作業者が指定することができる。例えば丸印P0は、ロボット10の動作開始位置である。丸印P1〜P3は、ロボット10の各移動命令(Move)の各目標位置である。すなわち、ティーチングペンダント30(第1処理部)は、各移動命令の各目標位置P1〜P3を、動作軌道L1〜L3に重ねて各目標位置P1〜P3に対応する位置に丸印(第1記号)で各々表示する。
四角印S1〜S5は、各非移動命令を表している。四角印S1は、待機命令(Wait)が実行される位置(時期)を表している。四角印S1は、目標位置P1と、目標位置P2及び目標位置P3との間において、待機命令を実行するタイミングに対応する位置(目標位置P1の位置又は目標位置P1の隣の位置)に表示されている。四角印S2は、出力命令(IO[11]=OFF)が実行される位置(時期)を表している。四角印S2は、目標位置P1と目標位置P2との間において、出力命令を実行するタイミングに対応する位置(直前の命令の実行位置の隣の位置)に表示されている。四角印S3は、指示命令(Else)が実行される位置(時期)を表している。四角印S3は、目標位置P1と目標位置P3との間において、指示命令を実行するタイミングに対応する位置に表示されている。四角印S4は、出力命令(IO[11]=ON)が実行される位置(時期)を表している。四角印S4は、目標位置P1と目標位置P3との間において、出力命令を実行するタイミングに対応する位置(直前の命令の実行位置の隣の位置)に表示されている。四角印S5は、指示命令(End if)が実行される位置(時期)を表している。四角印S5は、目標位置P2,P3の以後において、指示命令を実行するタイミングに対応する位置(目標位置P2,P3の位置、又は目標位置P2,P3の隣の位置)に表示されている。すなわち、ティーチングペンダント30(第2処理部)は、各移動命令である「Move P1」(第1移動命令)と、「Move P2」,「Move P3」(第2移動命令)との間に実行する各非移動命令を、動作軌道L1〜L3に重ねて第1移動命令の目標位置P1と第2移動命令の目標位置P2,P3との間に、丸印と異なる四角印(第2記号)で各々表示する。
菱印D1は、判断命令を表している。菱印D1は、判断命令(IF I1>5 Then)が実行される位置(時期)を表している。菱印D1は、目標位置P1と、目標位置P2及び目標位置P3との間において、判断命令を実行するタイミングに対応する位置(直前の命令の実行位置の隣の位置)に表示されている。すなわち、ティーチングペンダント30(第2処理部)は、各移動命令である「Move P1」(第1移動命令)と、「Move P2」,「Move P3」(第2移動命令)との間に実行する各非移動命令を、動作軌道L1〜L3に重ねて第1移動命令の目標位置P1と第2移動命令の目標位置P2,P3との間に、丸印と異なる菱印(第2記号)で各々表示する。
ティーチングペンダント30(第3処理部)は、丸印P0〜P3,四角印S1〜S5,菱印D1を選択可能とし、選択された記号に対応する命令をプログラムにおいて編集可能とする。詳しくは、図5を参照して説明する。
図5は、ティーチングペンダント30のディスプレイ31による表示態様を示す図である。
ティーチングペンダント30は、プログラムのうち上記選択された記号に対応する命令を含む部分を、ディスプレイ31に編集可能な状態で表示する。例えば、丸印P1〜P3,四角印S1〜S5,菱印D1のいずれかが選択された場合は、図5の左部分に示すプログラムを表示する。また、ティーチングペンダント30は、プログラムのうち、作業者により指定されて表示された動作軌道L1〜L3上で実行される命令を含む部分を、ディスプレイ31に編集可能な状態で表示してもよい。また、ティーチングペンダント30は、プログラムのうち、動作軌道L1〜L3に含まれる目標位置P1〜P3への各移動命令の間にある命令を含む部分を、ディスプレイ31に編集可能な状態で表示してもよい。作業者は、ティーチングペンダント30の各種のキースイッチを操作することにより、表示されたプログラムを編集可能である。
ティーチングペンダント30は、作業者がボタンB1(タッチパネルで構成)を押すことにより、プログラムの表示する部分を進める。ティーチングペンダント30は、作業者がボタンB2を押すことにより、プログラムの表示する部分を戻す。すなわち、ティーチングペンダント30は、プログラムの一部を選択してディスプレイ31に表示可能とする。そして、ティーチングペンダント30は、表示されたプログラムの一部により規定されるロボット10の動作軌道及び各命令を、ディスプレイ31に表示してもよい。すなわち、ティーチングペンダント30は、ロボット10の動作軌道、及びプログラムの各命令を表す記号のうち、プログラムの選択された一部に対応する部分をディスプレイ31に表示してもよい。
作業者が表示されたプログラムを直接編集するだけでなく、作業者が表示された記号の位置を変更することでプログラムを書き換えることもできる。すなわち、ティーチングペンダント30は、表示された丸印の位置を変更可能とし、丸印の位置が変更されることで、変更された丸印に対応するプログラムにおける移動命令の目標位置を、変更された位置に書き換える。
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。
・ティーチングペンダント30は、各移動命令(Move)の各目標位置P1〜P3を、ロボット10の動作軌道L1〜L3に重ねて各目標位置P1〜P3に対応する位置に丸印P1〜P3で各々表示する。このため、作業者は、ロボット10の動作軌道L1〜L3において各移動命令の各目標位置P1〜P3を、丸印P1〜P3により容易に把握することができる。ティーチングペンダント30は、各移動命令である第1移動命令と第2移動命令との間に実行する各非移動命令を、動作軌道L1〜L3に重ねて第1移動命令の目標位置P1と第2移動命令の目標位置P2,P3との間に、丸印と異なる四角印及び菱印で各々表示する。このため、作業者は、各移動命令の各目標位置P1〜P3だけでなく、各非移動命令が実行される位置や時期を、四角印及び菱印により直感的に把握することができる。
・ティーチングペンダント30は、丸印、四角印、及び菱印を選択可能とし、選択された記号に対応する命令を編集可能とする。このため、作業者は、編集すべき移動命令や非移動命令を直感的に選択して、円滑に命令の編集に移行することができる。したがって、ティーチングペンダント30は、ロボット10のプログラム作成の作業性を向上させることができる。
・ティーチングペンダント30は、プログラムのうち選択された記号に対応する命令を含む部分を、ディスプレイ31に編集可能な状態で表示する。このため、作業者は、選択した記号に対応する命令、すなわち編集すべき命令を、プログラム中で容易に見つけて編集することができる。
・ティーチングペンダント30は、プログラムの一部を選択してディスプレイ31に表示可能とし、動作軌道L1〜L3、丸印、四角印、及び菱印のうち、プログラムの選択された一部に対応する部分をディスプレイ31に表示する。このため、作業者は、プログラムの選択した一部に対応する動作軌道L1〜L3、丸印、四角印、及び菱印を、容易に確認することができる。
・ティーチングペンダント30は、表示された丸印の位置を変更可能とする。このため、作業者は、移動命令の目標位置を変更したい場合に、表示された丸印の位置を変更することができる。そして、ティーチングペンダント30は、丸印の位置が変更されることで、変更された丸印に対応するプログラムにおける移動命令の目標位置を変更された位置に書き換える。したがって、作業者は、表示された丸印の位置を変更することで、丸印に対応するプログラムの移動命令を容易に書き換えることができる。
・ティーチングペンダント30は、第1移動命令と第2移動命令との間に実行する各非移動命令を、各非移動命令を実行するタイミングに対応する位置に四角印及び菱印で各々表示する。このため、作業者は、各非移動命令が実行されるタイミングを四角印及び菱印の位置により把握することができる。
・ティーチングペンダント30は、非移動命令のうち判断命令と非判断命令とを、菱印と四角印とで表示する。このため、作業者は、非移動命令のうち判断命令と非判断命令とを、区別して把握することができる。
なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
・判断命令と非判断命令とを、菱印と四角印とは別の互いに異なる記号(第2記号)で表示してもよい。移動命令を丸印とは別の記号(第1記号)で表示してもよい。ただし、第1記号と第2記号とは互いに異なる記号とする。
・上記実施形態では、ティーチングペンダント30によりプログラム作成支援装置を実現した。これに対して、コントローラ20に接続されたPC(パーソナルコンピュータ)とモニタ(表示部)によりプログラム作成支援装置を実現することもできる。
・現実の景色に重ねて仮想画像を表示する眼鏡型表示装置において、ロボット10の動作軌道L1〜L3、各目標位置P1〜P3、及び各命令を表す第1記号及び第2記号を、ロボット10に対応した位置に表示することもできる。具体的には、プログラム作成支援装置は、眼鏡型表示装置から作業者の視点位置を取得し、コントローラ20やティーチングペンダント30あるいは予め設定されているデータ等からロボット10の設置位置および姿勢を取得し、作業者の視点位置、ロボット10の設置位置および姿勢に基づいて、作業者の視野に重なるように仮想画像を表示する。
・ロボット10は、垂直多関節型ロボットに限らず、水平多関節型ロボット等であってもよい。
10…ロボット、10A…画像、20…コントローラ、30…ティーチングペンダント(プログラム作成支援装置)、31…ディスプレイ(表示部)、100…ロボットシステム。
Claims (6)
- ロボットに対応した位置に前記ロボットの動作軌道を表示する表示部を備え、前記ロボットを移動させる各移動命令、及び前記各移動命令でない各非移動命令を含むプログラムの作成を、前記表示部を用いて支援する支援装置であって、
前記各移動命令の各目標位置を、前記動作軌道に重ねて前記各目標位置に対応する位置に第1記号で各々表示する第1処理部と、
前記各移動命令である第1移動命令と第2移動命令との間に実行する前記各非移動命令を、前記動作軌道に重ねて前記第1移動命令の目標位置と前記第2移動命令の目標位置との間に、前記第1記号と異なる第2記号で各々表示する第2処理部と、
前記第1記号及び前記第2記号を選択可能とし、選択された記号に対応する命令を編集可能とする第3処理部と、
を備えるロボットのプログラム作成支援装置。 - 前記第3処理部は、前記プログラムのうち前記選択された記号に対応する命令を含む部分を、前記表示部に編集可能な状態で表示する、請求項1に記載のロボットのプログラム作成支援装置。
- 前記第3処理部は、前記プログラムの一部を選択して前記表示部に表示可能とし、前記動作軌道、前記第1記号、及び前記第2記号のうち、前記プログラムの前記選択された一部に対応する部分を前記表示部に表示する、請求項1又は2に記載のロボットのプログラム作成支援装置。
- 前記第3処理部は、表示された前記第1記号の位置を変更可能とし、前記第1記号の位置が変更されることで、前記変更された第1記号に対応する前記プログラムにおける前記移動命令の目標位置を前記変更された位置に書き換える、請求項1〜3のいずれか1項に記載のロボットのプログラム作成支援装置。
- 前記第2処理部は、前記第1移動命令と前記第2移動命令との間に実行する前記各非移動命令を、前記動作軌道に重ねて前記第1移動命令の目標位置と前記第2移動命令の目標位置との間において前記各非移動命令を実行するタイミングに対応する位置に前記第2記号で各々表示する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のロボットのプログラム作成支援装置。
- 前記第2処理部は、前記非移動命令のうち判断命令と非判断命令とを、互いに異なる前記第2記号で表示する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のロボットのプログラム作成支援装置。
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