CN114905486A - 示教装置、示教方法及记录介质 - Google Patents

示教装置、示教方法及记录介质 Download PDF

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Abstract

提供能够简单且准确地进行示教的示教装置、示教方法及记录介质。一种示教装置，其特征在于，具备：显示部，在将机械手臂的第一臂和第二臂所成的角度是第一角度(θ1)的状态时设为第一姿势、将第一臂和第二臂所成的角度是与第一角度(θ1)不同的第二角度(θ2)的状态时设为第二姿势、将第一臂和第二臂所成的角度是满足第一角度(θ1)以上且第二角度(θ2)以下的第三角度(θ3)的状态时设为第三姿势时，所述显示部显示示出机械手臂的第一姿势的第一图标、示出机械手臂的第二姿势的第二图标以及进行指定机械手臂的第三姿势的操作的第一操作部；以及动作程序生成部，基于通过第一操作部指定的第三姿势生成动作程序。

Description

示教装置、示教方法及记录介质
技术领域
本发明涉及示教装置、示教方法及记录介质。
背景技术
近年，工厂中由于人工费高涨、人材不足，正通过各种机器人、其机器人***设备而使靠人工进行的作业的自动化提速。已知生成这样的机器人执行的动作程序的示教装置。
例如，专利文献1示出的示教装置在带触摸面板的显示画面显示机器人的图形图像和指示臂、手腕等可动部的动作的触摸键。作业人员通过触摸作为触摸键的“上”、“下”、“右”、“左”、“前”、“后”等按钮，使机器人在所显示的方向上进行动作。然后，通过存储机器人的期望的姿势而进行示教。
专利文献1：日本专利特开平10-146782号公报。
但是，在记载于专利文献1的示教装置中，难以想起如何操作上述那样的触摸键则机器人就会成为什么样的姿势，很难进行示教。
发明内容
本发明的示教装置其特征在于，生成执行具备机械手臂的机器人的动作的动作程序，所述机械手臂具有第一臂和第二臂，所述第二臂以能够旋转的方式连接于所述第一臂，所述示教装置具备：显示部，当将所述机械手臂的所述第一臂和所述第二臂所成的角度是第一角度的状态时设为第一姿势、将所述第一臂和所述第二臂所成的角度是与所述第一角度不同的第二角度的状态时设为第二姿势、将所述第一臂和所述第二臂所成的角度是满足所述第一角度以上且所述第二角度以下的第三角度的状态时设为第三姿势时，所述显示部显示示出所述机械手臂的所述第一姿势的第一图标、示出所述机械手臂的所述第二姿势的第二图标和进行指定所述机械手臂的所述第三姿势的操作的第一操作部；以及动作程序生成部，基于通过所述第一操作部所指定的所述第三姿势生成所述动作程序。
本发明的示教方法其特征在于，具有：显示步骤，当将机械手臂的第一臂和以能够旋转的方式连接于所述第一臂的第二臂所成的角度是第一角度的状态时设为第一姿势、将所述第一臂和所述第二臂所成的角度是与所述第一角度不同的第二角度的状态时设为第二姿势、将所述第一臂和所述第二臂所成的角度是满足所述第一角度以上且所述第二角度以下的第三角度的状态时设为第三姿势时，显示示出所述机械手臂的所述第一姿势的第一图标、示出所述机械手臂的所述第二姿势的第二图标和进行指定所述机械手臂的所述第三姿势的操作的第一操作部；以及动作程序生成步骤，接收通过所述第一操作部所指定的所述第三姿势的信息，并基于接收到的所述第三姿势的信息生成执行具备所述机械手臂的机器人的动作的动作程序。
本发明的记录介质其特征在于，记录有示教程序，所述示教程序执行：显示步骤，当将机械手臂的第一臂和以能够旋转的方式连接于所述第一臂的第二臂所成的角度是第一角度的状态时设为第一姿势、将所述第一臂和所述第二臂所成的角度是与所述第一角度不同的第二角度的状态时设为第二姿势、将所述第一臂和所述第二臂所成的角度是满足所述第一角度以上且所述第二角度以下的第三角度的状态时设为第三姿势时，显示示出所述机械手臂的所述第一姿势的第一图标、示出所述机械手臂的所述第二姿势的第二图标和进行指定所述机械手臂的所述第三姿势的操作的第一操作部；以及动作程序生成步骤，接收通过所述第一操作部所指定的所述第三姿势的信息，并基于接收到的所述第三姿势的信息生成执行具备所述机械手臂的机器人的动作的动作程序。
附图说明
图1是示出具备本发明第一实施方式的示教装置的机器人***的整体构成的图。
图2是图1所示的机器人***的框图。
图3是示出显示于图1所示的示教装置的显示部的画面的一例的图。
图4是示出显示于图1所示的示教装置的显示部的画面的一例的图。
图5是示出图3所示的第一图标的图。
图6是示出图3所示的第二图标的图。
图7是示出本发明的示教方法的一例的流程图。
图8是示出本发明第二实施方式的示教装置所具备的显示部所显示的第一操作部、第一图标以及第二图标的图。
图9是表示示出SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm：选择顺应性装配机器手臂)机器人的第一图标以及第二图标的一例的图。
附图标记说明
1：机器人；3：控制装置；4：示教装置；10：机械手臂；10A：虚拟机器人；10B：虚拟机器人；10C：根部臂；10D：前端臂；11：基台；12：臂；13：臂；14：臂；15：臂；16：臂；17：臂；18：中继电缆；19：力检测部；20：末端执行器；31：驱动控制部；32：存储部；33：通信部；40：显示部；41：显示控制部；42：动作程序生成部；43：存储部；44：通信部；53：手爪校准按钮；100：机器人***；171：关节；172：关节；173：关节；174：关节；175：关节；176：关节；500：切换按钮；501：第一操作部；502：第一操作部；503：第一操作部；504：第一图标；505：第二图标；506：第一图标；507：第二图标；508：第一图标；509：第二图标；511：第一操作部；512：第一操作部；513：第一操作部；514：第一图标；515：第二图标；516：第一图标；517：第二图标；518：第一图标；519：第二图标；601：第二操作部；602：第二操作部；603：第二操作部；604：第二操作部；605：第二操作部；606：第二操作部；607：指尖操作部；608：指尖操作部；701：第一操作部；702：第一操作部；703：第一操作部；704：第一操作部；705：第一操作部；706：第一操作部；707：第一操作部；708：第一操作部；709：第一操作部；710：第一操作部；711：第一操作部；712：第一操作部；D：显示画面；DA：第一显示区域；DB：第二显示区域；DC：第三显示区域；D1：电机驱动器；D2：电机驱动器；D3：电机驱动器；D4：电机驱动器；D5：电机驱动器；D6：电机驱动器；E1：编码器；E2：编码器；E3：编码器；E4：编码器；E5：编码器；E6：编码器；J1：第一转动轴；J2：第二转动轴；J3：第三转动轴；J4：第四转动轴；J5：第五转动轴；J6：第六转动轴；M1：电机；M2：电机；M3：电机；M4：电机；M5：电机；M6：电机；TCP：工具中心点；θ1：第一角度；θ2：第二角度。
具体实施方式
第一实施方式
图1是示出具备本发明第一实施方式的示教装置的机器人***的整体构成的图。图2是图1所示的机器人***的框图。图3是示出显示于图1所示的示教装置的显示部的画面的一例的图。图4是示出显示于图1所示的示教装置的显示部的画面的一例的图。图5是示出图3所示的第一图标的图。图6是示出图3所示的第二图标的图。图7是示出本发明的示教方法的一例的流程图。
以下基于附图所示的优选实施方式对本发明的示教装置、示教方法以及示教程序进行详细说明。需要说明的是，以下为了便于说明，也将图1中的+Z轴方向即上侧称为“上”，也将－Z轴方向即下侧称为“下”。另外，关于机械手臂，也将图1中的基台11侧称为“基端”，也将其相反侧即末端执行器20侧称为“前端”。另外，将图1中的Z轴方向即上下方向设为“铅直方向”，将X轴方向以及Y轴方向即左右方向设为“水平方向”。
如图1所示，机器人***100具备：机器人1、控制机器人1的控制装置3以及示教装置4。
首先，对机器人1进行说明。
图1所示的机器人1在本实施方式中是单臂的6轴垂直多关节机器人，具有基台11和机械手臂10。另外，能够在机械手臂10的前端部装配末端执行器20。末端执行器20可以是机器人1的构成要件，也可以不是机器人1的构成要件。
需要说明的是，机器人1不限于图示的构成，例如，也可以是双臂型的多关节机器人。另外，机器人1也可以是水平多关节机器人。
另外，在机器人1所存在的空间设定有以任意位置作为原点的世界坐标系。世界坐标系是由彼此正交的X轴、Y轴以及Z轴规定的坐标系。
基台11是从下侧以能够驱动的方式支承机械手臂10的支承体，例如固定于工厂内的地板上。机器人1的基台11借助中继电缆18与控制装置3电连接。需要说明的是，机器人1与控制装置3的连接不限于如图1所示的构成那样地有线连接，例如，也可以是无线连接，进而，还可以借助诸如互联网这样的网络来连接。
另外，在基台11设定有以基台11的任意位置作为原点的基座坐标系。基座坐标系是由彼此正交的XA轴、YA轴以及ZA轴规定的坐标系。该基座坐标系与世界坐标系建立关联，成为能够以世界坐标系来规定以基座坐标系规定的位置的状态。
在本实施方式中，机械手臂10具有臂12、臂13、臂14、臂15、臂16以及臂17，这些臂从基台11侧开始依次连结。需要说明的是，机械手臂10所具有的臂的数量不限定于6个，例如也可以是1个、2个、3个、4个、5个或7个以上。另外，各臂的全长等大小均不受特别限定，可以适当设定。
基台11与臂12借助关节171连结。此外，臂12能够相对于基台11以与铅直方向平行的第一转动轴J1为转动中心绕该第一转动轴J1转动。第一转动轴J1与固定基台11的地板的法线一致。
臂12与臂13借助关节172连结。此外，臂13能够相对于臂12以与水平方向平行的第二转动轴J2为转动中心转动。第二转动轴J2平行于与第一转动轴J1正交的轴。
臂13与臂14借助关节173连结。此外，臂14能够相对于臂13以与水平方向平行的第三转动轴J3为转动中心转动。第三转动轴J3与第二转动轴J2平行。
臂14与臂15借助关节174连结。此外，臂15能够相对于臂14以与臂14的中心轴方向平行的第四转动轴J4为转动中心转动。第四转动轴J4与第三转动轴J3正交。
臂15与臂16借助关节175连结。此外，臂16能够相对于臂15以第五转动轴J5为转动中心转动。第五转动轴J5与第四转动轴J4正交。
臂16与臂17借助关节176连结。此外，臂17能够相对于臂16以第六转动轴J6为转动中心转动。第六转动轴J6与第五转动轴J5正交。
另外，臂17成为在机械手臂10中位于最前端侧的机器人前端部。该臂17随着机械手臂10的驱动能够连同末端执行器20一起转动。
另外，在将臂12设为第一臂、将臂13设为第二臂、将臂14设为第三臂、将臂15设为第四臂、将臂16设为第五臂、将臂17设为第六臂时，机械手臂10具有连接至基台11的第一臂、连接至第一臂的第二臂、连接至第二臂的第三臂、连接至第三臂的第四臂、连接至第四臂的第五臂以及连接至第五臂的第六臂。此外，第一臂、第二臂以及第三臂属于根部臂10C，第四臂、第五臂以及第六臂属于前端臂10D。通过设为这样的构成，如后所述，能够在示教中切换调整关节171～关节173的旋转角度的模式和调整关节174～关节176的旋转角度的模式，能够更有效地发挥后述的优点。
另外，在关节171～关节176分别设定有关节坐标系。各关节坐标系与世界坐标系以及基座坐标系建立关联，成为能够以世界坐标系以及基座坐标系来规定以各关节坐标系规定的位置的状态。
机器人1具备作为驱动部的电机M1、电机M2、电机M3、电机M4、电机M5和电机M6以及编码器E1、编码器E2、编码器E3、编码器E4、编码器E5和编码器E6。电机M1内置于关节171，使基台11和臂12相对地旋转。电机M2内置于关节172，使臂12和臂13相对地旋转。电机M3内置于关节173，使臂13和臂14相对地旋转。电机M4内置于关节174，使臂14和臂15相对地旋转。电机M5内置于关节175，使臂15和臂16相对地旋转。电机M6内置于关节176，使臂16和臂17相对地旋转。
另外，编码器E1内置于关节171，检测电机M1的位置。编码器E2内置于关节172，检测电机M2的位置。编码器E3内置于关节173，检测电机M3的位置。编码器E4内置于关节174，检测电机M4的位置。编码器E5内置于关节175，检测电机M5的位置。编码器E6内置于关节176，检测电机M6的位置。
编码器E1～E6与控制装置3电连接，电机M1～电机M6的位置信息即旋转量作为电信号发送至控制装置3。然后，控制装置3基于该信息，借助未图示的电机驱动器D1～电机驱动器D6驱动电机M1～电机M6。即、控制机械手臂10是指控制电机M1～电机M6。
另外，在机器人1中，检测力的力检测部19拆装自由地设置于机械手臂10。于是，机械手臂10能够在设置有力检测部19的状态下进行驱动。力检测部19在本实施方式中是6轴力觉传感器。力检测部19检测彼此正交的三个检测轴上的力的大小和绕该三个检测轴的转矩的大小。即、检测彼此正交的X轴、Y轴、Z轴中的各轴向的力分量、绕X轴的W方向的力分量、绕Y轴的V方向的力分量以及绕Z轴的U方向的力分量。需要说明的是，在本实施方式中，Z轴方向为铅直方向。另外，也可以将各轴向的力分量称为“平移力分量”、将绕各轴的力分量称为“转矩分量”。另外，力检测部19不限于6轴力觉传感器，也可以是其他构成的检测部。
在本实施方式中，力检测部19设置于臂17。需要说明的是，作为力检测部19的设置部位，不限于臂17即位于最前端侧的臂，例如也可以是其他臂、相邻的臂彼此之间。
能够将末端执行器20可拆装地装配于力检测部19。在本实施方式中，末端执行器20由手爪构成，该手爪具有能够彼此接近分离的一对爪部，通过各爪部来把持、解除工件。需要说明的是，作为末端执行器20，不限于图示的构成，也可以是通过吸引来把持作业对象物的手爪。另外，作为末端执行器20，例如也可以是研磨机、研削机、切削机、驱动器、扳手等工具。
另外，在机器人坐标系中，在末端执行器20的前端设定作为控制点的工具中心点TCP。在机器人***100中，通过在机器人坐标系中事先掌握工具中心点TCP的位置，从而能够将工具中心点TCP作为控制的基准。
另外，在工具中心点TCP设定有以工具中心点TCP的任意位置、例如前端为原点的前端坐标系。前端坐标系是由彼此正交的XB轴、YB轴以及ZB轴规定的坐标系。该前端坐标系与世界坐标系以及基座坐标系建立关联，成为能够以世界坐标系以及基座坐标系来规定以前端坐标系规定的位置的状态。
接下来，对控制装置3进行说明。
如图1以及图2所示，控制装置3在本实施方式中设置于与机器人1分离的位置。但是，并不限定于此构成，也可以内置于基台11。另外，控制装置3具有控制机器人1的驱动的功能，并与前述的机器人1的各部电连接。控制装置3具有驱动控制部31、存储部32以及通信部33。这些各部例如借助总线以能够相互通信的方式连接。
驱动控制部31例如由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、MPU(MicroProcessing Unit：微处理器)等处理器构成，读出并执行存储于存储部32的各种程序等。由驱动控制部31生成的指令信号借助通信部33发送至机器人1。由此，机械手臂10能够执行规定的作业。
存储部32保存驱动控制部31能够执行的各种程序等。作为存储部32，可以列举出例如RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等易失性存储器、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)等非易失性存储器、拆装式的外部存储装置等。在存储部32中存储通过示教装置4生成的动作程序。
通信部33使用例如有线LAN(Local Area Network：局域网)、无线LAN等外部接口与机器人1的各部以及示教装置4之间分别进行信号的收发。
接下来，对示教装置4进行说明。
如图1以及图2所示，示教装置4具有针对机械手臂10进行创建、输入动作程序之类的功能。示教装置4具备显示部40、显示控制部41、动作程序生成部42、存储部43以及通信部44。作为示教装置4，无特别限定，可以列举出例如平板电脑、个人电脑、智能手机、示教板等。
显示部40例如由液晶画面构成，显示后述的示教画面。另外，在本实施方式中，显示部40由触摸面板构成，也兼作输入部。但是，不限定于该构成，例如，也可以是与显示部40分开地另行使用键盘、鼠标等输入装置进行各种操作的构成。
显示控制部41例如由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)构成，读出并执行存储于存储部43的作为本发明的示教程序的一部分的显示程序。即、通过控制对显示部40的通电条件来使显示部40显示期望的画面。
动作程序生成部42例如由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)构成，读出并执行存储于存储部43的作为本发明的示教程序的一部分的动作生成程序。由此，如后所述，能够生成机器人1执行的动作程序，进行示教。需要说明的是，示教是指，生成动作程序并将所生成的动作程序存储于控制装置3的存储部32或示教装置4的存储部43。
存储部43保存显示控制部41以及动作程序生成部42能够执行的各种程序等。作为存储部43，可以列举出例如RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等易失性存储器、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等非易失性存储器、拆装式的外部存储装置等。
通信部44使用例如有线LAN(Local Area Network：局域网)、无线LAN等外部接口与控制装置3之间进行信号的收发。
以上对机器人***100的构成进行了简单说明。接下来，对进行示教时显示于显示部40的显示画面D进行说明。
显示画面D是进行示教时显示于显示部40的画面。需要说明的是，示教是指，生成动作程序并存储于示教装置4的存储部43或控制装置3的存储部32。示教有直接示教和间接示教，所述直接示教是一面由作业人员对机械手臂10直接施加力以变更机械手臂10的姿势、一面对姿势进行存储，所述间接示教是操作示教装置4来指定机械手臂10的姿势并对该姿势进行存储。其中，本发明涉及间接示教。另外，存储姿势是指存储关节171～关节176的旋转角度。
如图3以及图4所示，显示画面D具有第一显示区域DA、第二显示区域DB以及第三显示区域DC。第一显示区域DA和第二显示区域DB在显示画面D中位于右侧，第三显示区域DC在显示画面D中位于左侧。另外，第一显示区域DA和第二显示区域DB从上方起依次排列。
在第一显示区域DA中显示有切换按钮500，通过按切换按钮500，能够切换图3所示的状态和图4所示的状态。
在图3所示的状态下，在第一显示区域DA中显示有虚拟机器人10A、第一操作部501、第一操作部502、第一操作部503、第一图标504、第二图标505、第一图标506、第二图标507、第一图标508以及第二图标509。
虚拟机器人10A位于第一显示区域DA的大致中央部，显示在虚拟机器人10A中各旋转轴位于哪个位置。在虚拟机器人10A的下方显示有第一操作部501、第一图标504以及第二图标505。第一操作部501在本实施方式中由图3中在左右方向上延伸的滑动条构成，进行指定关节171的旋转角度的操作。通过以在保持按下圆钮的状态下使圆钮左右移动的方式来操作第一操作部501，能够调整臂12绕第一转动轴J1的旋转角度，以变更机械手臂10的姿势。
在第一操作部501的左侧显示有第一图标504，在第一操作部501的右侧显示有第二图标505。在第一图标504上显示有示意性地示出机械手臂10的图案，相当于臂12的部分的颜色用与周围的颜色不同的颜色来显示。第一图标504示出使关节171向第一图标504中的箭头方向进行旋转后的机械手臂10的姿势。
在使第一操作部501的圆钮位于左右方向上的最左侧的状态下，机械手臂10成为使关节171最大限度地向第一图标504中的箭头方向旋转后的姿势。另一方面，在使第一操作部501的圆钮位于左右方向上的最右侧的状态下，机械手臂10成为使关节171最大限度地向第二图标505中的箭头方向旋转后的姿势。
另外，在使第一操作部501的圆钮位于左右方向上的中途的位置的状态下，左右方向上的圆钮的位置与关节171在旋转方向上的位置对应。因此，易于知晓使臂12以何种程度旋转。另外，由于在第一操作部501中能够使圆钮连续地滑动移动，故而能够一面使关节171的旋转角度连续地变化一面来进行选择。
另外，在虚拟机器人10A的左侧显示有第一操作部502、第一图标506以及第二图标507。第一操作部502在本实施方式中由图3中在上下方向上延伸的滑动条构成，进行指定关节172的旋转角度的操作。通过以在保持按下圆钮的状态下使圆钮上下移动的方式来操作第一操作部502，能够调整臂13绕第二转动轴J2的旋转角度，以变更机械手臂10的姿势。
在第一操作部502的上侧显示有第一图标506，在第一操作部502的下侧显示有第二图标507。在第一图标506上显示有示意性示出机械手臂10的图案，相当于臂13的部分的颜色用与周围的颜色不同的颜色显示。第一图标506示出使关节172向第一图标506中的箭头方向进行旋转后的机械手臂10的姿势。
在使第一操作部502的圆钮位于上下方向上的最上侧的状态下，机械手臂10成为使关节172最大限度地向第一图标506中的箭头方向旋转后的姿势。另一方面，在使第一操作部502的圆钮位于上下方向上的最下侧的状态下，机械手臂10成为使关节172最大限度地向第二图标507中的箭头方向旋转后的姿势。
另外，在使第一操作部502的圆钮位于上下方向上的中途的位置的状态下，圆钮在上下方向上的位置与关节172在旋转方向上的位置对应。因此，易于知晓使臂13以何种程度旋转。另外，由于在第一操作部502中能够使圆钮连续地滑动移动，故而能够一面使关节172的旋转角度连续地变化一面来进行选择。
另外，在虚拟机器人10A的右侧显示有第一操作部503、第一图标508以及第二图标509。第一操作部503在本实施方式中由图3中在上下方向上延伸的滑动条构成，进行指定关节173的旋转角度的操作。通过以在保持按下圆钮的状态下使圆钮上下移动的方式来操作第一操作部503，能够调整臂14绕第三转动轴J3的旋转角度，以变更机械手臂10的姿势。
在第一操作部503的上侧显示有第一图标508，在第一操作部503的下侧显示有第二图标509。在第一图标508上显示有示意性示出机械手臂10的图案，相当于臂14的部分的颜色用与周围的颜色不同的颜色显示。第一图标508示出使关节173向第一图标508中的箭头方向进行旋转后的机械手臂10的姿势。
在使第一操作部503的圆钮位于上下方向上的最上侧的状态下，机械手臂10成为使关节173最大限度地向第一图标508中的箭头方向旋转后的姿势。另一方面，在使第一操作部503的圆钮位于上下方向上的最下侧的状态下，机械手臂10成为使关节173最大限度地向第二图标509中的箭头方向旋转后的姿势。
另外，在使第一操作部503的圆钮位于上下方向上的中途的位置的状态下，圆钮在上下方向上的位置与关节173在旋转方向上的位置对应。因此，易于知晓使臂14以何种程度旋转。另外，由于在第一操作部503中能够使圆钮连续地滑动移动，故而能够一面使关节173的旋转角度连续地变化一面来进行选择。
接下来，如图4所示，对切换后的状态进行说明。在图4所示的状态下，在第一显示区域DA中显示有虚拟机器人10A、第一操作部511、第一操作部512、第一操作部513、第一图标514、第二图标515、第一图标516、第二图标517、第一图标518以及第二图标519。
在虚拟机器人10A的右侧显示有第一操作部511、第一图标514以及第二图标515。第一操作部511在本实施方式中由图4中在上下方向上延伸的滑动条构成，进行指定关节174的旋转角度的操作。通过以在保持按下圆钮的状态下使圆钮上下移动的方式来操作第一操作部511，能够调整臂15绕第四转动轴J4的旋转角度，以变更机械手臂10的姿势。
在第一操作部511的上侧显示有第一图标514，在第一操作部511的下侧显示有第二图标515。在第一图标514上显示有示意性示出机械手臂10的图案，相当于臂15的部分的颜色用与周围的颜色不同的颜色显示。第一图标514示出使关节174向第一图标514中的箭头方向进行旋转后的机械手臂10的姿势。
在使第一操作部511的圆钮位于上下方向上的最上侧的状态下，机械手臂10成为使关节174最大限度地向第一图标514中的箭头方向旋转后的姿势。另一方面，在使第一操作部511的圆钮位于上下方向上的最下侧的状态下，机械手臂10成为使关节174最大限度地向第二图标511中的箭头方向旋转后的姿势。
另外，在使第一操作部511的圆钮位于上下方向上的中途的位置的状态下，圆钮在上下方向上的位置与关节174在旋转方向上的位置对应。因此，易于知晓使臂15以何种程度旋转。另外，由于在第一操作部511中能够使圆钮连续地滑动移动，故而能够一面使关节174的旋转角度连续地变化一面来进行选择。
另外，在虚拟机器人10A的下侧显示有第一操作部512、第一图标516以及第二图标517。第一操作部512在本实施方式中由图4中在左右方向上延伸的滑动条构成，进行指定关节175的旋转角度的操作。通过以在保持按下圆钮的状态下使圆钮左右移动的方式来操作第一操作部512，能够调整臂16绕第五转动轴J5的旋转角度，以变更机械手臂10的姿势。
在第一操作部512的左侧显示有第一图标516，在第一操作部512的右侧显示有第二图标517。在第一图标516上显示有示意性示出机械手臂10的图案，相当于臂16的部分的颜色用与周围的颜色不同的颜色显示。第一图标516示出使关节175向第一图标516中的箭头方向进行旋转后的机械手臂10的姿势。
在使第一操作部512的圆钮位于左右方向上的最左侧的状态下，机械手臂10成为使关节175最大限度地向第一图标516中的箭头方向旋转后的姿势。另一方面，在使第一操作部512的圆钮位于左右方向上的最右侧的状态下，机械手臂10成为使关节175最大限度地向第二图标517中的箭头方向旋转后的姿势。
另外，在使第一操作部512的圆钮位于左右方向上的中途的位置的状态下，圆钮在左右方向上的位置与关节175在旋转方向上的位置对应。因此，易于知晓使臂16以何种程度旋转。另外，由于在第一操作部512中能够使圆钮连续地滑动移动，故而能够一面使关节175的旋转角度连续地变化一面来进行选择。
另外，在虚拟机器人10A的左侧显示有第一操作部513、第一图标518以及第二图标519。第一操作部513在本实施方式中由图4中在上下方向上延伸的滑动条构成，进行指定关节176的旋转角度的操作。通过以在保持按下圆钮的状态下使圆钮上下移动的方式来操作第一操作部513，能够调整臂17绕第六转动轴J6的旋转角度，以变更机械手臂10的姿势。
在第一操作部513的上侧显示有第一图标518，在第一操作部513的下侧显示有第二图标519。在第一图标518上显示有示意性示出机械手臂10的图案，相当于臂17的部分的颜色用与周围的颜色不同的颜色显示。第一图标518示出使关节176向第一图标518中的箭头方向进行旋转后的机械手臂10的姿势。
在使第一操作部513的圆钮位于上下方向上的最上侧的状态下，机械手臂10成为使关节176最大限度地向第一图标518中的箭头方向旋转后的姿势。另一方面，在使第一操作部513的圆钮位于上下方向上上的最下侧的状态下，机械手臂10成为使关节176最大限度地向第二图标519中的箭头方向旋转后的姿势。
另外，在使第一操作部513的圆钮位于上下方向上的中途的位置的状态下，圆钮在上下方向上的位置与关节176在旋转方向上的位置对应。因此，易于知晓使臂17以何种程度旋转。另外，由于在第一操作部513中能够使圆钮连续地滑动移动，故而能够一面使关节176的旋转角度连续地变化一面来进行选择。
通过使用这样的第一显示区域DA来操作第一操作部501、第一操作部502、第一操作部503、第一操作部511、第一操作部512以及第一操作部513，由此将机械手臂10设定为期望的姿势，通过按未图示的示教按钮，能够将该姿势存储至存储部43。另外，通过进行期望次数的这样的姿势调整，例如能够存储机械手臂10的作业开始姿势、中途姿势以及作业结束姿势等进行示教。
另外，在操作第一操作部501、第一操作部502、第一操作部503、第一操作部511、第一操作部512以及第一操作部513时，第三显示区域DC的虚拟机器人10B基于从各操作部输入的信息变更姿势。虚拟机器人10B是机械手臂10的三维模拟图像。另外，在第三显示区域DC中显示有由世界坐标系规定的3轴。
这样，显示部40具有作为显示虚拟机器人10B的虚拟机器人显示部的第三显示区域DC，在第三显示区域DC中显示与第一操作部501、第一操作部502、第一操作部503、第一操作部511、第一操作部512以及第一操作部513的操作联动的姿势的虚拟机器人10B。由此，作业人员能够一面确认虚拟机器人10B一面进行示教。
需要说明的是，可以是机械手臂10随着虚拟机器人10B的姿势的变更与虚拟机器人10B联动地变更姿势，也可以是机械手臂10不与虚拟机器人10B联动。
这样，本发明的示教装置4是生成执行机器人1的动作的动作程序的示教装置，机器人1具备具有至少一个关节的机械手臂10。另外，具备：显示部40，如图5以及图6所示，在着眼于关节172的情况下，当将作为机械手臂10的第一臂的臂12和作为第二臂的臂13所成的角度是第一角度θ1的状态时设为第一姿势、将臂12和臂13所成的角度是与第一角度θ1不同的第二角度θ2的状态时设为第二姿势、将臂12和臂13所成的角度是满足第一角度θ1以上且第二角度θ2以下的第三角度θ3的状态时设为第三姿势时，所述显示部40显示示出机械手臂10的第一姿势的第一图标506、示出机械手臂10的第二姿势的第二图标507和进行指定机械手臂10的第三姿势的操作的第一操作部502；以及动作程序生成部42，基于通过第一操作部502所指定的第三姿势生成动作程序。由此，作业人员能够一面掌握将第一操作部502向哪个方向操作则机械手臂10的姿势就会怎样变化的同时一面进行示教。因此，根据示教装置4，能够准确且简单地进行示教。
需要说明的是，上面着眼于关节172、第一操作部502、第一图标506以及第二图标507进行了说明，但关于关节171、关节173、关节174、关节175以及关节176、与其对应的操作部、图标，可以说是与上述同样的效果(之后是同样的)。
另外，第一操作部501、第一操作部502、第一操作部503、第一操作部511、第一操作部512以及第一操作部513具有能够连续地变更第三角度θ3的滑动条。由此，能够进行细微的姿势调整，能够进行准确的示教。需要说明的是，本说明书中的“连续地”是指，小到看起来像机械手臂10在连续地动作的程度的角度(例如0.1°)幅度。
另外，如图5以及图6所示，在着眼于关节172的情况下，在第一图标506和第二图标507中，借助关节172连接的臂12和臂13中的旋转的臂13被区分显示。由此，作业人员使机械手臂10的姿势变更时，能够一眼掌握要使哪个臂旋转。
在第一图标506和第二图标507中，显示箭头作为示出旋转的臂的移动方向的标识。由此，作业人员在使机械手臂10的姿势变更时、即操作滑动条时，能够一眼掌握要使哪个臂旋转。
另外，第一角度θ1是示出关节172的可动限度的角度或者距离可动限度20°以内的角度，第二角度θ2是示出关节172的可动限度的角度或者距离可动限度20°以内的角度。由此，能够使用可动范围的大致整个范围进行示教。
这样，能够通过第一显示区域DA调整机械手臂10的姿势，并以期望的姿势进行示教。在这样的第一显示区域DA中的姿势的调整使用设定于各关节的关节坐标系。因此，在想一面大幅度地变更姿势一面进行示教的情况下，使用第一显示区域DA进行示教。
特别是，如图3所示，能够切换调整关节171～关节173的旋转角度的模式和调整关节174～关节176的旋转角度的模式。即、显示部40具有切换进行指定根部臂10C来变更机械手臂10的姿势的操作的模式和进行指定前端臂10D来变更机械手臂10的姿势的操作的模式的切换按钮500。若调整关节171～关节173的旋转角度，则能够较大幅度地变更机械手臂10的姿势，若调整关节174～关节176的旋转角度，则能够较小幅度地变更机械手臂10的姿势。因此，通过适当地切换这样的模式来进行示教，能够更迅速地切换机械手臂10的姿势。因此，便利性优异，能够更迅速地进行示教。
另外，在第一显示区域DA中显示有手爪校准按钮53。若按手爪校准按钮53，则能够以使设定于工具中心点TCP的前端坐标系的Z轴沿着世界坐标系的Z轴的方式不变更工具中心点TCP的位置地调整机械手臂10的姿势。
以上对第一显示区域DA进行了说明。接下来，对第二显示区域DB进行说明。如图3以及图4所示，在第二显示区域DB中显示有第二操作部601、第二操作部602、第二操作部603、第二操作部604、第二操作部605、第二操作部606、指尖操作部607以及指尖操作部608。
第二操作部601是显示为“+X”的按钮。通过按下与第二操作部601对应的部分，能够以使工具中心点TCP向世界坐标系中的+X轴侧移动的方式变更机械手臂10的姿势。
第二操作部602是显示为“－X”的按钮。通过按下与第二操作部602对应的部分，能够以使工具中心点TCP向世界坐标系中的－X侧移动的方式变更机械手臂10的姿势。
第二操作部603是显示为“+Y”的按钮。通过按下与第二操作部603对应的部分，能够以使工具中心点TCP向世界坐标系中的+Y侧移动的方式变更机械手臂10的姿势。
第二操作部604是显示为“－Y”的按钮。通过按下与第二操作部604对应的部分，能够以使工具中心点TCP向世界坐标系中的－Y侧移动的方式变更机械手臂10的姿势。
第二操作部605是显示为“+Z”的按钮。通过按下与第二操作部605对应的部分，能够以使工具中心点TCP向世界坐标系中的+Z侧移动的方式变更机械手臂10的姿势。
第二操作部606是显示为“－Z”的按钮。通过按下与第二操作部606对应的部分，能够以使工具中心点TCP向世界坐标系中的－Z侧移动的方式变更机械手臂10的姿势。
指尖操作部607是显示有末端执行器20的示意图的按钮。通过按下与指尖操作部607对应的部分，能够以使末端执行器20向所朝着的方向直线前进的方式变更机械手臂10的姿势。
指尖操作部608是显示有末端执行器20的示意图的按钮。通过按下与指尖操作部608对应的部分，能够以使末端执行器20向与所朝着的方向相反的一侧直线前进的方式变更机械手臂10的姿势。
这样，显示部40显示第二操作部601～606，该第二操作部601～606进行指定设定于机械手臂10的控制点即工具中心点TCP的位置来变更机械手臂10的姿势的操作。由此，能够更细微地变更机械手臂10的姿势，能够进行更准确的示教。
另外，通过显示较大幅度地变更姿势的第一操作部501、第一操作部502、第一操作部503、第一操作部511、第一操作部512和第一操作部513以及较细微地变更姿势的第二操作部601、第二操作部602、第二操作部603、第二操作部604、第二操作部605和第二操作部606，作业人员能够根据想变更的姿势选择最优的操作部进行示教。因此，能够更准确且迅速地切换机械手臂10的姿势。其结果，便利性优异，能够更迅速地进行示教。
另外，第一操作部501、第一操作部502、第一操作部503、第一操作部511、第一操作部512以及第一操作部513进行以设定于机械手臂10的关节的关节坐标系变更机械手臂10的姿势的操作，第二操作部601、第二操作部602、第二操作部603、第二操作部604、第二操作部605以及第二操作部606进行以设定于机器人1所存在的空间的世界坐标系变更机械手臂10的姿势的操作。这样，由于能够从不同的坐标系中选择期望的坐标系来进行姿势的变更，故而便利性优异。需要说明的是，不限定于上述构成，第二操作部601、第二操作部602、第二操作部603、第二操作部604、第二操作部605以及第二操作部606可以进行以前端坐标系变更机械手臂10的姿势的操作，也可以进行以基座坐标系变更机械手臂10的姿势的操作，还可以进行以设定于工件的对象坐标系变更机械手臂10的姿势的操作。
另外，显示部40将第一操作部501、第一操作部502、第一操作部503、第一操作部511、第一操作部512和第一操作部513、以及第二操作部601、第二操作部602、第二操作部603、第二操作部604、第二操作部605和第二操作部606沿一方向、图示的构成中为上下排列显示。由此，在一个画面中增加操作哪个操作部的选项，能够提高便利性。进而，如图所示，由于是简单的画面，故而即使是初学者也易懂。
接下来，参照图7所示的流程图对本发明的示教方法进行说明。
首先，在步骤S101中，显示图3或图4所示的显示画面D。作业人员操作第一操作部501、第一操作部502、第一操作部503、第一操作部511、第一操作部512以及第一操作部513、或者第二操作部601、第二操作部602、第二操作部603、第二操作部604、第二操作部605以及第二操作部606，以使机械手臂10的姿势成为期望的姿势。
接下来，在步骤S102中，接收在显示画面D中操作的信息。即、获取与所指定的机械手臂10的姿势相关的信息。
如前所述，在示教装置4中，由于作业人员在操作显示画面D时，能够一边观看第一图标以及第二图标，一边操作第一操作部501、第一操作部502、第一操作部503、第一操作部511、第一操作部512以及第一操作部513，故而能够一面掌握将第一操作部501向哪个方向操作则机械手臂10的姿势就会怎样变化的同时一面进行示教。因此，根据示教装置4，能够准确且简单地进行示教。
另外，在显示画面D显示前述那样的第一操作部501、第一操作部502、第一操作部503、第一操作部511、第一操作部512、第一操作部513、以及第二操作部601、第二操作部602、第二操作部603、第二操作部604、第二操作部605和第二操作部606。由此，作业人员能够根据想变更的姿势选择最优的操作部进行示教。因此，能够更准确且迅速地切换机械手臂10的姿势。其结果，便利性优异，能够更迅速地进行示教。另外，例如，能够在较大幅度地变更姿势之后细微地进行微调整。
接下来，在步骤S103中生成动作程序。即、基于在步骤S102中接收到的机械手臂10的姿势的信息，生成动作程序。即、创建驱动机械手臂10成为作业人员以任意顺序指定的机械手臂10的姿势的程序。
接下来，在步骤S104中判断是否完成。本步骤中的判断是基于是否按了未图示的完成按钮来进行的。在步骤S104中，在判断为未完成的情况下，返回到步骤S103，并重复以下的步骤。
这样，本发明的示教方法具备：显示步骤，如图5以及图6所示，在着眼于关节172的情况下，当将作为机械手臂10的第一臂的臂12和作为第二臂的臂13所成的角度是第一角度θ1的状态时设为第一姿势、将臂12和臂13所成的角度是与第一角度θ1不同的第二角度θ2的状态时设为第二姿势、将臂12和臂13所成的角度是满足第一角度θ1以上且第二角度θ2以下的第三角度θ3的状态时设为第三姿势时，显示示出机械手臂10的第一姿势的第一图标506、示出机械手臂10的第二姿势的第二图标507和进行指定机械手臂10的第三姿势的操作的第一操作部502；以及动作程序生成步骤，基于通过第一操作部502指定的第三姿势的信息生成动作程序。由此，作业人员能够一面掌握将第一操作部502向哪个方向操作则机械手臂10的姿势就会怎样变化的同时一面进行示教。因此，根据示教方法，能够准确且简单地进行示教。
另外，本发明的示教程序用于执行：显示步骤，如图5以及图6所示，在着眼于关节172的情况下，当将作为机械手臂10的第一臂的臂12和作为第二臂的臂13所成的角度是第一角度θ1的状态时设为第一姿势、将臂12和臂13所成的角度是与第一角度θ1不同的第二角度θ2的状态时设为第二姿势、将臂12和臂13所成的角度是满足第一角度θ1以上且第二角度θ2以下的第三角度θ3的状态时设为第三姿势时，显示示出机械手臂10的第一姿势的第一图标506、示出机械手臂10的第二姿势的第二图标507和进行指定机械手臂10的第三姿势的操作的第一操作部502；以及动作程序生成步骤，基于通过第一操作部502指定的第三姿势的信息生成动作程序。由此，作业人员能够一面掌握将第一操作部502向哪个方向操作则机械手臂10的姿势就会怎样变化的同时一面进行示教。因此，根据示教程序，能够准确且简单地进行示教。
需要说明的是，本发明的示教程序可以存储于存储部43，也可以保存于例如CD-ROM等记录介质，还可以存储于能够借助网络等连接的存储装置。
第二实施方式
图8是示出本发明第二实施方式的示教装置所具备的显示部显示的第一操作部、第一图标以及第二图标的图。
以下就第二实施方式进行说明，然而在以下的说明中，围绕与第一实施方式的不同点进行说明，对于同样的事项则省略其说明。
如图8所示，在本实施方式中，在第一显示区域DA中显示第一操作部701、第一操作部702、第一操作部703、第一操作部704、第一操作部705、第一操作部706、第一操作部707、第一操作部708、第一操作部709、第一操作部710、第一操作部711、第一操作部712。第一操作部701～第一操作部712在本实施方式中由按下对应部分的按钮构成。
第一操作部701、第一操作部702、第一图标504以及第二图标505从右侧起依次排列显示。
在第一操作部701显示有“+”这一符号。通过按下与第一操作部701对应的部分，能够使关节171的旋转角度阶段式地(例如，5°的幅度)向第一图标504中的箭头方向变更。
在第一操作部702显示有“－”这一符号。通过按下与第一操作部702对应的部分，能够使关节171的旋转角度阶段式地向第二图标505中的箭头方向变更。
在第一操作部701、第一操作部702、第一图标504以及第二图标505的下侧，第一操作部703、第一操作部704、第一图标506以及第二图标507从右侧起依次排列显示。
在第一操作部703显示有“+”这一符号。通过按下与第一操作部703对应的部分，能够使关节172的旋转角度阶段式地向第一图标506中的箭头方向变更。
在第一操作部704显示有“－”这一符号。通过按下与第一操作部704对应的部分，能够使关节172的旋转角度阶段式地向第二图标507中的箭头方向变更。
在第一操作部703、第一操作部704、第一图标506以及第二图标507的下侧，第一操作部705、第一操作部706、第一图标508以及第二图标509从右侧起依次排列显示。
在第一操作部705显示有“+”这一符号。通过按下与第一操作部705对应的部分，能够使关节173的旋转角度阶段式地向第一图标508中的箭头方向变更。
在第一操作部706显示有“－”这一符号。通过按下与第一操作部706对应的部分，能够使关节173的旋转角度阶段式地向第二图标509中的箭头方向变更。
在第一操作部705、第一操作部706、第一图标508以及第二图标509的下侧，第一操作部707、第一操作部708、第一图标514以及第二图标515从右侧起依次排列显示。
在第一操作部707显示有“+”这一符号。通过按下与第一操作部707对应的部分，能够使关节174的旋转角度阶段式地向第一图标514中的箭头方向变更。
在第一操作部708显示有“－”这一符号。通过按下与第一操作部708对应的部分，能够使关节174的旋转角度阶段式地向第二图标515中的箭头方向变更。
在第一操作部707、第一操作部708、第一图标514以及第二图标515的下侧，第一操作部709、第一操作部710、第一图标516以及第二图标517从右侧起依次排列显示。
在第一操作部709显示有“+”这一符号。通过按下与第一操作部709对应的部分，能够使关节175的旋转角度阶段式地向第一图标516中的箭头方向变更。
在第一操作部710显示有“－”这一符号。通过按下与第一操作部710对应的部分，能够使关节175的旋转角度阶段式地向第二图标517中的箭头方向变更。
在第一操作部709、第一操作部710、第一图标516以及第二图标517的下侧，第一操作部711、第一操作部712、第一图标518以及第二图标519从右侧起依次排列显示。
在第一操作部711显示有“+”这一符号。通过按下与第一操作部711对应的部分，能够使关节176的旋转角度阶段式地向第一图标518中的箭头方向变更。
在第一操作部712显示有“－”这一符号。通过按下与第一操作部712对应的部分，能够使关节176的旋转角度阶段式地向第二图标519中的箭头方向变更。
通过一面适当地按下这样的第一操作部701～第一操作部712，一面变更机械手臂10的姿势进行示教，能够一面使关节171～关节176阶段式地旋转，一面进行示教。
这样，第一操作部701～第一操作部712具有能够使各关节的旋转角度阶段式地变更的按钮。由此，能够比第一实施方式更准确地变更机械手臂10的姿势。
以上就图示的实施方式对本发明的示教装置、示教方法以及示教程序进行了说明，但本发明并不限定于此。另外，示教装置、示教方法以及示教程序的各构成、工序能够与可发挥同样功能的任意的构成、工序置换。另外，也可以附加任意的工序。
需要说明的是，也可以构成为，将图3以及图4所示的画面设为面向初学者的画面，而经验丰富的作业人员不选择图3以及图4所示的画面，而是选择专家画面(例如日本专利特开2006-289531的图5)进行示教。
虽然在前述各实施方式中设为6轴多关节机器人进行了说明，但本发明也能够应用于水平多关节机器人、所谓的SCARA机器人(Selective Compliance Assembly RobotArm：选择顺应性装配机器手臂)。在该情况下，第一操作部、第一图标以及第二图标能够采用例如图9所示那样的构成。

Claims (10)

1.一种示教装置，其特征在于，生成执行具备机械手臂的机器人的动作的动作程序，所述机械手臂具有第一臂和第二臂，所述第二臂以能够旋转的方式连接于所述第一臂，所述示教装置具备：
显示部，显示示出第一姿势的第一图标、示出第二姿势的第二图标以及接收指定第三姿势的操作的第一操作部，所述第一姿势为所述机械手臂的所述第一臂和所述第二臂所成的角度是第一角度的状态，所述第二姿势为所述机械手臂的所述第一臂和所述第二臂所成的角度是与所述第一角度不同的第二角度的状态，所述第三姿势为所述机械手臂的所述第一臂和所述第二臂所成的角度是满足所述第一角度以上且所述第二角度以下的第三角度的状态；以及
动作程序生成部，基于通过所述第一操作部所指定的所述第三姿势生成所述动作程序。
2.根据权利要求1所述的示教装置，其特征在于，
所述第一操作部具有能够使所述第三角度连续地变更的滑动条。
3.根据权利要求1所述的示教装置，其特征在于，
所述第一操作部具有能够使所述第三角度阶段式地变更的按钮。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的示教装置，其特征在于，
在所述第一图标和所述第二图标中，所述第一臂和所述第二臂中的旋转的臂被区分显示。
5.根据权利要求4所述的示教装置，其特征在于，
在所述第一图标和所述第二图标中显示示出所述第一臂和所述第二臂中旋转的所述臂的移动方向的标识。
6.根据权利要求1所述的示教装置，其特征在于，
所述第一角度是示出所述机械手臂的可动限度的角度或者距离所述可动限度20°以内的角度，
所述第二角度是示出所述机械手臂的所述可动限度的角度或者距离所述可动限度20°以内的角度。
7.根据权利要求1所述的示教装置，其特征在于，
所述显示部具有显示虚拟机器人的虚拟机器人显示部，
在所述虚拟机器人显示部显示与所述第一操作部的操作联动的姿势的所述虚拟机器人。
8.根据权利要求1所述的示教装置，其特征在于，
所述显示部显示第二操作部，所述第二操作部是进行指定设定于所述机械手臂的控制点的位置来变更所述机械手臂的姿势的操作的操作部。
9.一种示教方法，其特征在于，具有：
显示步骤，显示示出第一姿势的第一图标、示出第二姿势的第二图标以及接收指定第三姿势的操作的第一操作部，所述第一姿势为机械手臂的第一臂和以能够旋转的方式连接于所述第一臂的第二臂所成的角度是第一角度的状态，所述第二姿势为所述机械手臂的所述第一臂和所述第二臂所成的角度是与所述第一角度不同的第二角度的状态，所述第三姿势为所述机械手臂的所述第一臂和所述第二臂所成的角度是满足所述第一角度以上且所述第二角度以下的第三角度的状态；以及
动作程序生成步骤，接收通过所述第一操作部所指定的所述第三姿势的信息，并基于接收到的所述第三姿势的信息生成执行具备所述机械手臂的机器人的动作的动作程序。
10.一种记录介质，其特征在于，记录有示教程序，
所述示教程序使处理器执行以下处理：
显示示出第一姿势的第一图标、示出第二姿势的第二图标以及接收指定第三姿势的操作的第一操作部，所述第一姿势为机械手臂的第一臂和以能够旋转的方式连接于所述第一臂的第二臂所成的角度是第一角度的状态，所述第二姿势为所述机械手臂的所述第一臂和所述第二臂所成的角度是与所述第一角度不同的第二角度的状态，所述第三姿势为所述机械手臂的所述第一臂和所述第二臂所成的角度是满足所述第一角度以上且所述第二角度以下的第三角度的状态；以及
接收通过所述第一操作部所指定的所述第三姿势的信息，并基于接收到的所述第三姿势的信息生成执行具备所述机械手臂的机器人的动作的动作程序。
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