JP2004334258A

JP2004334258A - Robot control unit

Info

Publication number: JP2004334258A
Application number: JP2003124747A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Kirimura; 和也桐村; Toyoaki Sugano; 豊明菅野
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2004-11-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a robot control unit which eliminates the need of separately providing an control panel. <P>SOLUTION: This control unit includes an input display part 43 constituted by laminating a liquid crystal display 41 and a touch panel 42, a calculation processing circuit 48 for controlling transfer of information to and from a robot controller 3, and a pendant part 4 having a display control circuit 49 for receiving the instruction from the processing circuit 48. Wherein, the control circuit 49 displays an operating state display screen composed of a switch element for inputting an operation control signal to a robot corresponding to the touch panel 42, and of a robot operating state display item based on the information transmitted from the controller 3 on the display 41 during the operation the robot; and displays a teaching screen composed of a switch element for inputting teaching data corresponding to the touch panel 42, and teaching data display items for controlling the robot on the display 41 during teaching work to the robot, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばワークにねじを締め付ける時に用いるねじ締めロボット等の各種ロボットの動作制御を行うロボット制御ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特許文献に示されるロボットの教示装置が知られている。この教示装置は、ロボット本体を制御するコントローラに接続されるもので、一般にはティーチングペンダント等と称されることが多い。この教示装置は、ロボットの自動運転を行わせるために必要となる動作方式、移動ポイント、パレタイズ方式、速度等の各種教示データの入力作業に使用されるものである。また、キー操作部からの入力によってロボット本体をマニュアル操作する機能も提供されている。
【０００３】
【特許文献】特開２００１−８８０６８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のロボットの教示装置は、基本的にロボット制御用の各種教示データをコントローラに入力設定するものである。従って、従来のロボットのコントローラには、ロボットの運転状況を表示したり、運転中のロボットに非常停止信号等の各種運転制御信号を与えるため、教示装置とは別に操作盤が必要であった。このため、従来のロボットのコントローラにおいては、必要に応じて教示装置と操作盤とを使い分けなければならず、ロボットの制御に係る操作系統が非常に複雑になる等の問題が発生していた。また、教示装置と操作盤とが必要であるため、資源的なロスも多く、環境負荷が大きくなる等の問題も発生していた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、操作盤を別途設ける必要のないロボット制御ユニットの提供を目的とするものである。
【０００６】
前記目的を達成するために本発明は、予め設定されたプログラムに従ってロボットの制御を行うロボットコントローラと、このロボットコントローラに接続されるペンダント部とを有するロボット制御ユニットにおいて、前記ペンダント部は、表示手段とタッチパネルとを積層して構成される入力表示部と、前記ロボットコントローラとの情報の授受を制御する演算処理部と、前記演算処理部からの指示を受け、ロボットの運転中は、タッチパネルに対応したロボットへの運転制御信号入力用のスイッチ要素と、ロボットコントローラから送られる情報に基づいたロボット運転状況表示項目とから構成される運転状況表示画面を前記表示手段に表示し、またロボットの教示作業中は、タッチパネルに対応した教示データ入力用のスイッチ要素と、ロボット制御用の教示データ表示項目とから構成されるティーチング画面を前記表示手段にそれぞれ表示する表示制御部とを備えている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図１０において、１はねじ締めロボットであり、２はねじ締めロボット１を制御するためのロボット制御ユニット（以下、単に制御ユニットという）である。この制御ユニット２は、ねじ締めロボット１に接続されたロボットコントローラ３と、このロボットコントローラ３に接続されたペンダント部４とから構成される。
【０００８】
前記ねじ締めロボット１は、図３に矢印で示す各方向に往復動作可能な可動部Ｙ１，Ａ１，Ｚ１を組み合わせて構成されたロボット本体１１と、このロボット本体１１の可動部Ｚ１に連結されて可動部Ｚ１と一体に往復移動可能なねじ締めツールＴ１とを有して成る。ねじ締めツールＴ１は、ねじＳの頭部に成形された駆動穴に係合可能なビット１２を有し、このビット１２を回転駆動源の一例であるＡＣサーボモータ１３に緩衝機構を介すことなく直結的に連結して構成されるものである。また、ビット１２の移動路上には、ねじ供給装置Ｆ１から送られるねじＳを一旦保持するためのキャッチャ１４が配置してある。
【０００９】
前記ロボットコントローラ３は、制御回路、モータ駆動回路、データ記憶媒体等（何れも図示せず）を有し、予め記憶された動作プログラムおよびペンダント部４から入力されるティーチングデータおよび各種の指令信号に従い、ねじ締めロボット１を制御する。また、ねじ締めロボット１の運転中には、ねじの締付けが完了したワーク数、処理目標となるワーク数、ねじ締めロボット１の作業位置情報（座標情報）および動作制御情報等の運転状況データをペンダント部４に逐次送信する。この運転状況データは、ねじ締めロボット１の運転のために動作プログラムにロードされているティーチングデータ、ねじ締めロボット１に備えられた各種センサ（図示せず）からの信号等をソフトウェアで解析して得ることができる。
【００１０】
前記ペンダント部４は、ねじ締めロボット１周辺の任意の位置において、ねじ締めロボット１の動作、ワークに設定されたねじ締めポイントの位置等を確認しながらねじ締めロボット１に各種のティーチングデータを入力できるよう、作業者が手で持って運べる大きさ・形状に構成されている。このペンダント部４は、ロボットコントローラ３にケーブルで接続する構成であり、このペンダント部４とロボットコントローラ３との接続は、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、Ｉ／Ｏ接続等、所定のインタフェイス５（図１参照）を介する。
【００１１】
ペンダント部４は、図４（ａ）および同図（ｂ）に示すように、カラー表示可能な表示手段の一例である液晶ディスプレイ４１（以下、液晶画面４１という）とタッチパネル４２とを積層して構成した入力表示部４３を有し、この入力表示部４３の周辺に、非常停止スイッチ４４、デッドマンスイッチ４５、セレクタキースイッチ４６、各種表示ランプ等を配置して構成される。タッチパネル４２は、周知の通り、液晶画面４１に映し出されるイメージスイッチ等の画像に対応してエリア分割を行い、所定のエリアに指またはタッチペン等の入力機器が触れると、接触エリアに応じた信号を出力するものである。一般には、金融機関の現金自動預け払い機等において、情報入力用のキーとして広く採用されている。
【００１２】
前記ペンダント部４は、ブロックで示すと図１の構造となる。この図１に示すように、前記液晶画面４１は、演算処理部たる演算処理回路４８に接続された表示制御部たる表示制御回路４９に接続され、タッチパネル４２は、演算処理回路４８に接続されている。この演算処理回路４８は、前記インタフェイス５を介してロボットコントローラ３に接続され、ロボットコントローラ３と情報の授受を行う。また、演算処理回路４８は、ロボットコントローラ３、タッチパネル４２から送られた各種情報（信号）を演算処理し、各部に指令を与える。一方、非常停止スイッチ４４、デッドマンスイッチ４５およびセレクタキースイッチ４６は、インタフェイス５を介してロボットコントローラ３に結線され、ロボットコントローラ３の制御回路に直接信号を与えられるように構成されている。
【００１３】
ペンダント部４は、ロボットコントローラ３からの電力供給を受け、液晶画面４１に図５に示す初期メニュー画面２０を表示する。この初期メニュー画面２０における運転メニュースイッチ２１を選択する（タッチパネル４２に指で触れる；以下同じ）と、それに応じた信号がタッチパネル４２から演算処理回路４８に送られ、演算処理回路４８はロボットコントローラ３と通信を行って必要な運転状況データを受信し、これに基づいて運転状況表示画面の表示指令を表示制御回路４９に与える。これを受け、表示制御回路４９は、液晶画面４１に運転状況表示画面を表示する。
【００１４】
運転状況表示画面は、図６に示す自動運転画面２２と、図７に示す手動運転画面２３とで構成され、これらの画面は、各画面の左下に設けた「手動」または「自動」の各スイッチ２２ａ，２３ａを選択することで切り替えられるようになっている。後述のねじ締めロボットの自動運転中に自動運転画面２２の「手動」スイッチ２２ａが押された場合、ねじ締めロボット１の自動運転が強制的に停止されて、運転状況表示画面が手動運転画面２３に切り換えられる。この意味で、自動運転画面２２における「手動」スイッチ２２ａは、単に画面切り換え用だけのものではなく、ねじ締めロボット１の運転制御信号を入力するためのものであるともいえる。
【００１５】
自動運転画面２２は、さらに標準表示モード２４と詳細表示モード２５に分けられている。標準表示モード２４においては、図６上部に示すように、
ねじ締めロボットが原位置にある時に点灯する「原位置」ランプ２４ａ、
ねじ締めロボット１の運転制御信号の一つである自動運転スタート信号を入力するとともに、自動運転状態を表示するための「自動運転」ランプスイッチ２４ｂ、
ねじ締めロボット１の運転制御信号の一つである自動運転停止信号を入力するための「サイクル停止」スイッチ２４ｃ、
ねじの締付け異常（締付けトルクの異常、締付け高さの異常等）が発生した場合に点灯するとともに締付異常の詳細を表示する画面への移行用スイッチとして機能する「締付異常」ランプスイッチ２４ｄ、
ねじ締めロボット１の動作エラーが発生した場合に点灯するとともにエラーの詳細表示画面への移行用スイッチとして機能する「ＲＯＢＯＴ異常」ランプスイッチ２４ｅ、
ねじ供給装置Ｆ１のねじ不足を通知する「ねじ不足」ランプ２４ｆ、
運転状況の表示対象となっているねじ締めロボット１の機種番号、ねじ締付けポイント番号、作業情報を表示するテーブル２４ｇ、
ねじ締めを行うワークの目標数、ねじ締め完了ワーク数およびその内の正常締付け完了ワーク数をそれぞれ表示するカウンタ２４ｈ
が設けられている。なお、これらを特許請求の範囲の記載に従って分類すると、前記「自動運転」ランプスイッチ２４ｂ、「サイクル停止」スイッチ２４ｃが特許請求の範囲に記載のスイッチ要素に該当し、「原位置」ランプ２４ａ、「締付異常」ランプスイッチ２４ｄ、「ＲＯＢＯＴ異常」ランプスイッチ２４ｅ、「ねじ不足」ランプ２４ｆ、テーブル２４ｇ及びカウンタ２４ｈがロボット運転状況表示項目に該当する。また、前記「ランプ」という語は表示灯として機能することを示し、「ランプスイッチ」という語は表示灯およびスイッチとして機能することを示す。
【００１６】
標準表示モード２４から詳細表示モード２５への画面切り替えは、標準表示モード２４の画面下部に設けられた「詳細表示」スイッチ２４ｉを選択する。この詳細表示モード２５では、図６下部に示すように、上述の標準表示モード２４に見られた項目の外、ねじ締めロボット１の動作速度、作業を行っているねじ締付けポイントの座標情報を含むテーブル２５ａが表示される。なお、詳細表示モード２５における「標準表示」スイッチ２５ｃを選択すると、標準表示モード２４に戻ることができる。また、ワークが変更された場合には、標準表示モード２４、詳細表示モード２５の各画面下部に設けられた「機種変更」スイッチ２４ｊ，２５ｂを選択する。これにより機種選択画面（図示せず）に移行し、ワークの種類（機種）を変更することができる。このワークの種類については、１００種類を登録しておくことが可能であり、この１００種類のワークに対して後述の座標情報設定テーブル２８ａがそれぞれ設けられる。
【００１７】
前記「自動運転」ランプスイッチ２４ｂを押すと、ロボットコントローラ３は動作プログラムおよびティーチングデータによって定められる動作手順に従ってねじ締めロボット１を制御する。これにより、ねじ締めロボット１は、ワークへのねじ締め作業を開始する。このねじ締めロボット１の自動運転中には、ロボットコントローラ３から運転状況データが順次ペンダント部４に送られる。そして、ペンダント部４においては、この運転状況データに従い、前記自動運転画面２２における各表示項目の内容が更新されていく。また、ねじ締めロボット１運転中には、ペンダント部４の非常停止スイッチ４４、「サイクル停止」スイッチ２４ｃ等から、ねじ締めロボット１の運転制御用の信号を入力することができる。なお、非常停止スイッチ４４は、ねじ締めロボット１をその場で強制的に停止させる時に用い、また「サイクル停止」スイッチ２４ｃは、これが押された時にねじ締めを行っているワークへねじを全て締め付けて後、ねじ締めロボット１の自動運転を終了する時に用いる。
【００１８】
一方、前記手動運転画面２３は、ねじ締めロボット１の動作チェックを行う場合など、ねじ締めロボット１を手動（マニュアル）で運転する場合に用いる。この手動運転画面２３には、前記自動運転画面２２において表示される項目の外、ねじ締めロボット１への運転制御信号入力用のスイッチ要素として、図７に示すように、「ＳＴＥＰ」スイッチ２３ｂ、「ポイント送り」スイッチ２３ｃ、「ねじ締付」スイッチ２３ｄおよび「ねじ送り」スイッチ２３ｅが設定される。
【００１９】
「ＳＴＥＰ」スイッチ２３ｂは、後述の座標情報とねじ締め動作情報とから決定される動作順序に従い、ねじ締めロボット１をワンステップずつ動作させるためのものである。このスイッチ２３ｂを繰り返し押すことで、ねじ締め作業時のねじ締めロボット１の動作を再現することができる。また、「ポイント送り」スイッチ２３ｃは、後述の座標情報の登録順にねじ締めロボット１をねじ締めポイントへ移動動作させるためのものである。このスイッチ２３ｃを押す度に、ねじ締めロボット１は設定されている順序でねじ締めポイントを移動する。また、「ねじ締付」スイッチ２３ｄは、ねじ締めツールＴ１の往復移動と締付動作を行うためのものである。さらに、「ねじ送り」スイッチ２３ｅは、ねじ供給装置Ｆ１からのねじ送り動作を実行するためのものである。
【００２０】
手動運転画面の前記「ＳＴＥＰ」スイッチ２３ｂ、「ポイント送り」スイッチ２３ｃ、「ねじ締付」スイッチ２３ｄおよび「ねじ送り」スイッチ２３ｅを操作することにより、ねじ締めロボット１の手動運転が可能になる。この手動運転中にも、ロボットコントローラ３から運転状況データが順次ペンダント部４に送られ、ペンダント部４においては、この運転状況データに従って、前記手動運転画面２３における各表示項目の内容が更新される。
【００２１】
ねじ締めロボット１を制御するためのティーチングデータは、座標情報とねじ締め動作情報とで構成されている。この座標情報は、原点位置を基準としてねじ締めツールＴ１をワークのねじ締めポイント上へ移動させるための情報であり、また、ねじ締め動作情報は、ねじ締めツールＴ１によりワークのねじ締めポイントにねじＳをねじ込む時のねじ締めロボット１の動作を制御するための情報である。ペンダント部４は、これらを関連付け、かつ別々に設定できるように構成されている。
【００２２】
ロボットコントローラ３にティーチングデータを設定する場合には、まず、セレクタキースイッチ４６によりティーチング可能モードへの切り替えを行う。セレクタキースイッチ４６は、常時ＯＦＦの状態にあり、この状態でロボットコントローラ３に電源が投入された場合、前記初期メニュー画面２０に設けられているティーチングデータの設定画面移行用のティーチングメニュースイッチ２６、設定メニュースイッチ２７は機能しない。つまり、これらのメニュースイッチ２６，２７を選択してもタッチパネル４２からの出力信号は生じない。ティーチングデータを入力する場合には、セレクタキースイッチ４６に鍵（図示せず）を差し込んでＯＮにし、ティーチング可能モードに切り替えることで、初期メニュー画面２０のティーチングメニュースイッチ２６、設定メニュースイッチ２７が機能するようになる。
【００２３】
ティーチング可能モードに切り替えて後、初期メニュー画面２０のティーチングメニュースイッチ２６を選択すると、それに応じた信号がタッチパネル４２から演算処理回路４８に送られる。これを受けた演算処理回路４８は、その時選定されているワークの機種に対応する座標情報設定画面の表示指令を表示制御回路４９に与える。これを受け、表示制御回路４９は液晶画面４１に図８に示す前記座標情報の設定画面２８を表示する。この設定画面２８には、座標情報設定テーブル２８ａが設けられている。この座標情報設定テーブル２８ａは、ワークのねじ締めポイント上の所定位置にねじ締めツールＴ１を位置決めするのに必要な可動部Ｙ１、Ａ１、Ｚ１の各座標情報を設定するための項目２９，３０，３１と、ねじ締めポイントにおいてどういった形態のねじ締めを行うかを指定するための作業情報指定項目３２とを有し、これらを複数のねじ締めポイントＰ０〜Ｐ３９（合計４０ポイント，図面ではＰ０〜Ｐ４までを図示）について設定できるよう構成されている。つまり、一つのワークに対して４０ポイントのねじ締めポイントを設定することができ、これを１００機種分、合計４０００ポイント登録可能に構成されている。
【００２４】
前記座標情報設定テーブル２８ａの各項目へのデータ入力は、所望のねじ締めポイントの項目を選択してその項目欄をデータ入力可能状態にし、それから下部のテンキー部２８ｂを操作して行う。このように、座標情報設定テーブル２８ａの各項目欄は、ティーチングデータ表示項目として機能する以外に、ティーチングデータ入力用のスイッチ要素としても機能する。勿論、テンキー部２８ｂもティーチングデータ入力用のスイッチ要素である。
【００２５】
前記作業情報指定項目３２は、ねじ締め作業コードの設定項目Ｃ１と、ねじ締めツールＴ１のトルクチャンネルの設定項目Ｃ２とから構成される。
【００２６】
前記設定項目Ｃ１に設定されるねじ締め作業コードは、詳細を後述するねじ締め動作情報のチャンネル番号と、ねじ締めの形態とを２桁のコードで示すものであり、キャッチャにねじを供給して締付けるねじ締め作業、ワークに仮止めされているねじを増し締めする作業等の各種のねじ締めの形態に対し、どのチャンネル番号のねじ締め動作情報を使用するかを識別するためのものである。ちなみに、図８に示した設定項目Ｃ１の値「０１」は、チャンネル番号１のねじ締め動作情報を使用して、キャッチャに供給されたねじを締め付けるねじ締め作業を表すものである。
【００２７】
また、前記設定項目Ｃ２に設定されるトルクチャンネルは、複数のチャンネルに設定されたＡＣサーボモータ１３制御用のトルクデータの中から、所望のトルクデータを得るためのチャンネル番号を示す。ちなみに、図８に示した設定項目Ｃ２の値「０２」はチャンネル２に設定されたトルクデータを使用することを示す。なお、トルクデータは、別途設定画面（図示せず）から入力設定される。
【００２８】
ロボットコントローラ３に前記ねじ締め動作情報を教示する場合は、初期メニュー画面２０の設定メニュースイッチ２７を選択する。これにより液晶画面４１には、図９に示すねじ締め動作情報の設定画面３３が表示される。ここには、ねじ締めツールＴ１が所定のねじ締めポイントでねじの締め付けを実行する時、ロボット本体１１の制御に必要となるねじ締め作業データを設定することができる。このねじ締め作業データは、距離設定値３４、推力設定値３５、速度設定値３６に大別される。
【００２９】
距離設定値３４は、ねじ長さ３４ａ、ワーク手前オフセット３４ｂ、本締め切替点３４ｃ、段差分オフセット３４ｄ、高さ検出幅３４ｅの各設定項目で構成される。また、推力設定値３５は、早送り３５ａ、仮締め３５ｂ、本締め３５ｃの各設定項目で構成され、さらに、速度設定値３６は、早送り３６ａ、仮締め〜本締め３６ｂの各設定項目で構成される。これらの設定項目へのデータ入力は、所望の項目を選択してその項目欄をデータ入力可能状態にし、それから下部のテンキー部３３ａを操作して行う。このように、ねじ締め動作情報の設定画面３３の各項目も、前述の座標情報設定テーブル２８ａと同様、ティーチングデータ表示項目として機能する以外に、ティーチングデータ入力用のスイッチ要素としても機能する。勿論、テンキー部３３ａもティーチングデータ入力用のスイッチ要素である。
【００３０】
前記ねじ締め作業データの各設定項目に設定値が与えられることにより、ロボットコントローラ３においては、図１０に示すように、ワークにねじを締付ける過程の所定の通過点、主要な通過点間での推力、主要な通過点間での速度の各パラメータを定めることが可能となる。そして、ねじ締め作業においては、各パラメータに従って可動部Ｚ１が制御される。その結果、ねじ締めツールＴ１の移動位置に応じて、ねじ締めツールＴ１からねじＳに与えられる推力、ねじ締めツールＴ１の軸方向移動速度が変更される。これにより、ねじＳに与えられる推力をねじ込み過程の要所で最適な値に切り替えて正確なねじＳの締付けを行うことが可能となる。なお、ねじ締めツールＴ１の移動位置は、可動部Ｚ１の駆動源であるサーボモータ（図示せず）に備えられたロータリエンコーダ（図示せず）の信号から割り出すことができる。
【００３１】
前記ねじ締め動作情報の設定画面３３は、５チャンネル分用意されており、よって、ねじ５種類分のねじ締め動作情報を設定しておくことが可能である。各チャンネルに対応する設定画面は、画面切替スイッチ３７ａ，３７ｂで切り替えることができる。このチャンネルの番号が、前記設定項目Ｃ１に設定されるねじ締め作業コードの一部を構成することで、動作プログラムにおいては、各ねじ締めポイント毎に、どのチャンネルのねじ締め動作情報を利用するかを座標情報設定テーブルの参照時に識別し、これを内部設定することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のロボット制御ユニットによれば、ペンダント部においてロボットの運転中とティーチング作業中とで、それぞれ対応する画面表示を行うことができる。このため、ロボットのティーチング操作と、ロボット運転中の操作とを同じペンダント部から行うことが可能になり、簡便で迅速なティーチング作業、運転状況の把握、運転中のロボットへの運転制御信号の入力等を行うことが可能になる。また、従来必要であった操作盤が必要なくなるため、省コスト、省資源化に貢献できる等の利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロボット制御ユニットにおけるペンダント部のブロック説明図である。
【図２】本発明のロボット制御ユニットを含むねじ締めロボット系の全体斜視説明図である。
【図３】ねじ締めロボットの斜視説明図である。
【図４】（ａ）は本発明のロボット制御ユニットにおけるペンダント部の要部拡大正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図５】ペンダント部の一表示画面を示す説明図である。
【図６】ペンダント部の一表示画面を示す説明図である。
【図７】ペンダント部の一表示画面を示す説明図である。
【図８】ペンダント部の一表示画面を示す説明図である。
【図９】ペンダント部の一表示画面を示す説明図である。
【図１０】ねじ締めロボットによりワークにねじを締め付ける時の所定の通過点、推力・速度の変更点を示す説明図である。
【符号の説明】
１ねじ締めロボット
２ロボット制御ユニット
３ロボットコントローラ
４ペンダント部
Ｙ１，Ａ１，Ｚ１可動部
Ｔ１ねじ締めツール
Ｆ１ねじ供給装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a robot control unit that controls the operation of various robots such as a screw tightening robot used for tightening a screw on a work.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a robot teaching device disclosed in a patent document is known. This teaching device is connected to a controller that controls the robot body, and is generally called a teaching pendant or the like in many cases. This teaching device is used for inputting various kinds of teaching data such as an operation method, a moving point, a palletizing method, and a speed necessary for performing automatic operation of a robot. In addition, a function of manually operating the robot body by input from a key operation unit is also provided.
[0003]
[Patent Document] JP-A-2001-88068
[Problems to be solved by the invention]
The conventional robot teaching device basically inputs and sets various kinds of teaching data for robot control to a controller. Therefore, the conventional robot controller needs an operation panel separately from the teaching device in order to display the operation status of the robot and to provide various operating control signals such as an emergency stop signal to the operating robot. For this reason, in the conventional robot controller, the teaching device and the operation panel must be properly used as needed, and there has been a problem that an operation system for controlling the robot becomes extremely complicated. In addition, since a teaching device and an operation panel are required, there are many problems such as a large loss of resources and an increase in environmental load.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a robot control unit that does not require a separate operation panel.
[0006]
In order to achieve the above object, the present invention provides a robot control unit having a robot controller that controls a robot according to a preset program, and a pendant unit connected to the robot controller, wherein the pendant unit includes a display unit. And an input display unit configured by stacking a touch panel, an arithmetic processing unit that controls transmission and reception of information to and from the robot controller, and receives an instruction from the arithmetic processing unit and supports the touch panel during operation of the robot. A driving condition display screen composed of a switch element for inputting a driving control signal to the robot and a robot driving condition display item based on information sent from the robot controller on the display means; Inside, switch element for teaching data input corresponding to touch panel And a display control unit for displaying, respectively the teaching screen composed of a teaching data display items for the robot control to said display means.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 10, reference numeral 1 denotes a screw tightening robot, and 2 denotes a robot control unit (hereinafter simply referred to as a control unit) for controlling the screw tightening robot 1. The control unit 2 includes a robot controller 3 connected to the screw tightening robot 1 and a pendant unit 4 connected to the robot controller 3.
[0008]
The screw tightening robot 1 is connected to a robot body 11 configured by combining movable parts Y1, A1, and Z1 that can reciprocate in respective directions indicated by arrows in FIG. 3, and is connected to the movable part Z1 of the robot body 11. It has a screwing tool T1 that can reciprocate integrally with the movable part Z1. The screw tightening tool T1 has a bit 12 engageable with a drive hole formed in the head of the screw S. The bit 12 is connected to an AC servomotor 13 which is an example of a rotary drive source via a buffer mechanism. Instead, they are directly connected. A catcher 14 for temporarily holding the screw S sent from the screw supply device F1 is arranged on the moving path of the bit 12.
[0009]
The robot controller 3 has a control circuit, a motor drive circuit, a data storage medium and the like (none of which are shown), and operates in accordance with an operation program stored in advance, teaching data input from the pendant unit 4 and various command signals. , The screw tightening robot 1 is controlled. Further, during the operation of the screw tightening robot 1, operation status data such as the number of workpieces for which screw tightening has been completed, the number of workpieces to be processed, work position information (coordinate information) and operation control information of the screw tightening robot 1 are transmitted. It is transmitted to the pendant unit 4 sequentially. The operation state data is obtained by analyzing software including teaching data loaded in an operation program for operating the screw tightening robot 1 and signals from various sensors (not shown) provided in the screw tightening robot 1. Obtainable.
[0010]
The pendant unit 4 inputs various teaching data to the screw tightening robot 1 while checking the operation of the screw tightening robot 1, the position of the screw tightening point set on the work, and the like at an arbitrary position around the screw tightening robot 1. It is configured in a size and shape that can be carried by a worker so that it can be carried by hand. The pendant unit 4 is configured to be connected to the robot controller 3 with a cable. The connection between the pendant unit 4 and the robot controller 3 is performed by a predetermined interface 5 (see FIG. 1) such as RS232C, USB, and I / O connection. Through).
[0011]
As shown in FIGS. 4A and 4B, the pendant unit 4 is formed by stacking a liquid crystal display 41 (hereinafter, referred to as a liquid crystal screen 41), which is an example of a display unit capable of displaying color, and a touch panel 42. An input display unit 43 is configured, and an emergency stop switch 44, a deadman switch 45, a selector key switch 46, various display lamps and the like are arranged around the input display unit 43. As is well known, the touch panel 42 performs area division corresponding to an image such as an image switch projected on the liquid crystal screen 41, and when an input device such as a finger or a touch pen touches a predetermined area, a signal corresponding to the contact area is generated. Output. Generally, it is widely used as a key for inputting information in an automatic teller machine of a financial institution and the like.
[0012]
The pendant unit 4 has a structure shown in FIG. As shown in FIG. 1, the liquid crystal screen 41 is connected to a display control circuit 49 as a display control unit connected to an arithmetic processing circuit 48 as an arithmetic processing unit, and the touch panel 42 is connected to the arithmetic processing circuit 48. I have. The arithmetic processing circuit 48 is connected to the robot controller 3 via the interface 5 and exchanges information with the robot controller 3. The arithmetic processing circuit 48 performs arithmetic processing on various information (signals) sent from the robot controller 3 and the touch panel 42, and gives instructions to each unit. On the other hand, the emergency stop switch 44, the deadman switch 45, and the selector key switch 46 are connected to the robot controller 3 via the interface 5, and are configured to be able to directly supply a signal to a control circuit of the robot controller 3.
[0013]
The pendant unit 4 receives power supply from the robot controller 3 and displays an initial menu screen 20 shown in FIG. When the operation menu switch 21 on the initial menu screen 20 is selected (touching the touch panel 42 with a finger; the same applies hereinafter), a signal corresponding thereto is sent from the touch panel 42 to the arithmetic processing circuit 48, and the arithmetic processing circuit 48 Then, necessary operation condition data is received to communicate with the display control circuit 49 based on the necessary operation condition data. In response to this, the display control circuit 49 displays an operation status display screen on the liquid crystal screen 41.
[0014]
The operation status display screen is composed of an automatic operation screen 22 shown in FIG. 6 and a manual operation screen 23 shown in FIG. 7, and these screens are each of “manual” or “automatic” provided at the lower left of each screen. Switching can be performed by selecting switches 22a and 23a. When the "manual" switch 22a of the automatic operation screen 22 is pressed during the automatic operation of the screw tightening robot described later, the automatic operation of the screw tightening robot 1 is forcibly stopped, and the operation status display screen is changed to the manual operation screen 23. Is switched to. In this sense, the "manual" switch 22a in the automatic operation screen 22 is not only for simply switching the screen, but also for inputting an operation control signal of the screw tightening robot 1.
[0015]
The automatic operation screen 22 is further divided into a standard display mode 24 and a detailed display mode 25. In the standard display mode 24, as shown in the upper part of FIG.
An "in-situ" lamp 24a that lights up when the screw tightening robot is in the home position;
An "automatic operation" lamp switch 24b for inputting an automatic operation start signal which is one of the operation control signals of the screw tightening robot 1 and displaying the automatic operation state,
A "cycle stop" switch 24c for inputting an automatic operation stop signal, which is one of operation control signals of the screw tightening robot 1,
"Tightening error" lamp switch 24d that lights when an error occurs in screw tightening (an error in tightening torque, an error in tightening height, etc.) and functions as a switch to a screen for displaying details of the tightening error. ,
A “ROBOT abnormality” lamp switch 24e that lights up when an operation error of the screw tightening robot 1 occurs and functions as a switch for shifting to an error detail display screen;
A "screw shortage" lamp 24f for notifying the screw shortage of the screw supply device F1,
A table 24g that displays the model number, screw tightening point number, and work information of the screw tightening robot 1 for which the operation status is displayed;
Counter 24h for displaying the target number of workpieces to be screwed, the number of workpieces for which screw fastening has been completed, and the number of workpieces for which normal fastening has been completed.
Is provided. When these are classified according to the description in the claims, the "automatic operation" lamp switch 24b and the "cycle stop" switch 24c correspond to the switch elements described in the claims, and the "in-situ" lamp 24a, The "tightening abnormality" lamp switch 24d, the "ROBOT abnormality" lamp switch 24e, the "insufficient screw" lamp 24f, the table 24g, and the counter 24h correspond to the robot operation status display items. Further, the term "lamp" indicates that it functions as an indicator light, and the term "lamp switch" indicates that it functions as an indicator light and a switch.
[0016]
To switch the screen from the standard display mode 24 to the detailed display mode 25, select the "detailed display" switch 24i provided at the bottom of the screen in the standard display mode 24. In the detailed display mode 25, as shown in the lower part of FIG. 6, in addition to the items found in the above-described standard display mode 24, the operation speed of the screw tightening robot 1 and the coordinate information of the screw tightening point where the work is performed are included. The table 25a is displayed. When the "standard display" switch 25c in the detailed display mode 25 is selected, the display can return to the standard display mode 24. When the work is changed, the "model change" switches 24j and 25b provided at the lower part of each screen of the standard display mode 24 and the detailed display mode 25 are selected. As a result, the screen shifts to a model selection screen (not shown), and the type (model) of the work can be changed. It is possible to register 100 types of works, and a coordinate information setting table 28a described later is provided for each of the 100 types of works.
[0017]
When the "automatic operation" lamp switch 24b is pressed, the robot controller 3 controls the screw tightening robot 1 in accordance with an operation procedure determined by an operation program and teaching data. Thereby, the screw tightening robot 1 starts the screw tightening operation on the work. During automatic operation of the screw tightening robot 1, operation state data is sequentially sent from the robot controller 3 to the pendant unit 4. Then, in the pendant unit 4, the content of each display item on the automatic operation screen 22 is updated according to the operation status data. During operation of the screw tightening robot 1, a signal for controlling the operation of the screw tightening robot 1 can be input from the emergency stop switch 44 of the pendant unit 4, the "cycle stop" switch 24c, and the like. The emergency stop switch 44 is used when the screw tightening robot 1 is forcibly stopped on the spot, and the "cycle stop" switch 24c is used to tighten all the screws to the work on which the screw is being tightened when pressed. After that, it is used when the automatic operation of the screw tightening robot 1 is finished.
[0018]
On the other hand, the manual operation screen 23 is used when the screw tightening robot 1 is operated manually (manually), for example, when an operation check of the screw tightening robot 1 is performed. As shown in FIG. 7, a “STEP” switch 23b is provided on the manual operation screen 23 as a switch element for inputting an operation control signal to the screw tightening robot 1 in addition to the items displayed on the automatic operation screen 22. A "point feed" switch 23c, a "screw tightening" switch 23d and a "screw feed" switch 23e are set.
[0019]
The "STEP" switch 23b is for operating the screw tightening robot 1 one step at a time in accordance with an operation order determined from coordinate information and screw tightening operation information described later. By repeatedly pressing the switch 23b, the operation of the screw tightening robot 1 during the screw tightening operation can be reproduced. The "point feed" switch 23c is for moving the screw tightening robot 1 to the screw tightening point in the order of registration of coordinate information described later. Each time the switch 23c is pressed, the screw tightening robot 1 moves the screw tightening points in the set order. The "screw tightening" switch 23d is for performing a reciprocating movement and a tightening operation of the screw tightening tool T1. Furthermore, the "screw feed" switch 23e is for executing a screw feed operation from the screw feeder F1.
[0020]
By operating the "STEP" switch 23b, the "point feed" switch 23c, the "screw tightening" switch 23d and the "screw feed" switch 23e on the manual operation screen, manual operation of the screw tightening robot 1 becomes possible. Even during the manual operation, the operation status data is sequentially sent from the robot controller 3 to the pendant unit 4, and the contents of the display items on the manual operation screen 23 are updated in the pendant unit 4 according to the operation status data. .
[0021]
The teaching data for controlling the screw tightening robot 1 includes coordinate information and screw tightening operation information. The coordinate information is information for moving the screw tightening tool T1 onto the screw tightening point of the work with reference to the origin position, and the screw tightening operation information is obtained by setting the screw tightening tool T1 to the screw tightening point of the work. This is information for controlling the operation of the screw tightening robot 1 when screwing S. The pendant unit 4 is configured so that they can be associated with each other and set separately.
[0022]
When teaching data is set in the robot controller 3, first, the selector key switch 46 is used to switch the teaching mode. The selector key switch 46 is always in an OFF state, and when the power is turned on to the robot controller 3 in this state, the teaching menu switch 26 provided on the initial menu screen 20 for shifting to a teaching data setting screen, The setting menu switch 27 does not function. That is, even if these menu switches 26 and 27 are selected, no output signal from the touch panel 42 is generated. When inputting teaching data, a key (not shown) is inserted into the selector key switch 46 and turned on to switch to the teaching mode, so that the teaching menu switch 26 and the setting menu switch 27 of the initial menu screen 20 function. I will do it.
[0023]
After switching to the teaching enabled mode, when the teaching menu switch 26 on the initial menu screen 20 is selected, a signal corresponding thereto is sent from the touch panel 42 to the arithmetic processing circuit 48. The arithmetic processing circuit 48 receiving this gives the display control circuit 49 a display command of the coordinate information setting screen corresponding to the type of the work selected at that time. In response to this, the display control circuit 49 displays the coordinate information setting screen 28 shown in FIG. The setting screen 28 is provided with a coordinate information setting table 28a. The coordinate information setting table 28a includes items 29, 30 for setting coordinate information of the movable parts Y1, A1, and Z1 necessary for positioning the screw tightening tool T1 at a predetermined position on the screw tightening point of the work. 31 and a work information designation item 32 for designating what form of screw tightening is to be performed at the screw tightening points. These are designated by a plurality of screw tightening points P0 to P39 (40 points in total, P0 in the drawing). To P4 are shown). In other words, 40 screw tightening points can be set for one work, and a total of 4000 points can be registered for 100 models.
[0024]
Data input to each item of the coordinate information setting table 28a is performed by selecting an item of a desired screw tightening point, making the item column in a data input enabled state, and then operating the lower numeric keypad 28b. As described above, each item column of the coordinate information setting table 28a functions not only as a teaching data display item but also as a switch element for inputting teaching data. Of course, the numeric keypad 28b is also a switch element for inputting teaching data.
[0025]
The work information designation item 32 includes a screw tightening work code setting item C1 and a torque channel setting item C2 of the screw tightening tool T1.
[0026]
The screw tightening operation code set in the setting item C1 indicates a channel number of screw tightening operation information, which will be described in detail later, and a form of screw tightening with a two-digit code. This is for identifying which channel number the screw tightening operation information is to be used for various screw tightening modes such as a screw tightening operation for tightening and a work for retightening a screw temporarily fixed to a work. Incidentally, the value “01” of the setting item C1 shown in FIG. 8 represents a screw tightening operation of tightening the screw supplied to the catcher using the screw tightening operation information of the channel number 1.
[0027]
The torque channel set in the setting item C2 indicates a channel number for obtaining desired torque data from the torque data for controlling the AC servomotor 13 set in a plurality of channels. Incidentally, the value “02” of the setting item C2 shown in FIG. 8 indicates that the torque data set for the channel 2 is used. The torque data is separately input and set from a setting screen (not shown).
[0028]
To teach the screw tightening operation information to the robot controller 3, the setting menu switch 27 on the initial menu screen 20 is selected. Thereby, the setting screen 33 of the screw tightening operation information shown in FIG. 9 is displayed on the liquid crystal screen 41. Here, when the screw tightening tool T1 performs screw tightening at a predetermined screw tightening point, screw tightening work data necessary for controlling the robot body 11 can be set. The screw tightening work data is roughly classified into a distance setting value 34, a thrust setting value 35, and a speed setting value 36.
[0029]
The distance setting value 34 is configured by setting items of a screw length 34a, a work front offset 34b, a final tightening switching point 34c, a step difference offset 34d, and a height detection width 34e. Further, the thrust set value 35 is configured by setting items of fast forward 35a, temporary tightening 35b, and final tightening 35c, and the speed set value 36 is configured by setting items of fast forward 36a, and temporary tightening to final tightening 36b. You. Data input to these setting items is performed by selecting a desired item, setting the item column to a data input enabled state, and then operating the lower numeric keypad 33a. As described above, each item of the setting screen 33 of the screwing operation information also functions as a teaching data display item, and also functions as a switch element for inputting teaching data, similarly to the coordinate information setting table 28a described above. Of course, the numeric keypad 33a is also a switch element for inputting teaching data.
[0030]
The setting values are given to the respective setting items of the screw tightening work data, so that in the robot controller 3, as shown in FIG. It is possible to determine each parameter of thrust and speed between major passing points. Then, in the screw tightening operation, the movable portion Z1 is controlled according to each parameter. As a result, the thrust given to the screw S from the screw tightening tool T1 and the axial moving speed of the screw tightening tool T1 are changed according to the moving position of the screw tightening tool T1. This makes it possible to switch the thrust given to the screw S to an optimum value at a key point in the screwing process and to perform accurate tightening of the screw S. The moving position of the screw tightening tool T1 can be determined from a signal of a rotary encoder (not shown) provided in a servomotor (not shown) that is a driving source of the movable portion Z1.
[0031]
The setting screen 33 of the screw tightening operation information is prepared for five channels, so that the screw tightening operation information for five types of screws can be set. The setting screen corresponding to each channel can be switched by the screen changeover switches 37a and 37b. The number of this channel constitutes a part of the screw tightening operation code set in the setting item C1, and in the operation program, the screw tightening operation information of which channel is used for each screw tightening point is determined. Can be identified when referring to the coordinate information setting table, and this can be set internally.
[0032]
【The invention's effect】
According to the robot control unit of the present invention, it is possible to display corresponding screens during the operation of the robot and the teaching operation in the pendant unit. For this reason, the teaching operation of the robot and the operation during the operation of the robot can be performed from the same pendant unit, and the teaching operation can be performed easily and quickly, the operation status can be grasped, and the operation control signal can be input to the operating robot. Etc. can be performed. Further, there is another advantage that the operation panel conventionally required is no longer necessary, which contributes to cost saving and resource saving.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a pendant unit in a robot control unit according to the present invention.
FIG. 2 is an overall perspective explanatory view of a screw tightening robot system including the robot control unit of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory perspective view of a screw tightening robot.
FIG. 4A is an enlarged front view of a main part of a pendant part in the robot control unit of the present invention, and FIG. 4B is a side view thereof.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing one display screen of a pendant unit.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing one display screen of a pendant unit.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing one display screen of a pendant unit.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing one display screen of a pendant unit.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing one display screen of a pendant unit.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing predetermined passing points and changes in thrust and speed when a screw is tightened on a work by a screw tightening robot.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Screw tightening robot 2 Robot control unit 3 Robot controller 4 Pendant part Y1, A1, Z1 Movable part T1 Screw tightening tool F1 Screw supply device

Claims

予め設定されたプログラムに従ってロボットの制御を行うロボットコントローラと、このロボットコントローラに接続されるペンダント部とを有するロボット制御ユニットにおいて、
前記ペンダント部は、
表示手段とタッチパネルとを積層して構成される入力表示部と、
前記ロボットコントローラとの情報の授受を制御する演算処理部と、
前記演算処理部からの指示を受け、ロボットの運転中は、タッチパネルに対応したロボットへの運転制御信号入力用のスイッチ要素と、ロボットコントローラから送られる情報に基づいたロボット運転状況表示項目とから構成される運転状況表示画面を前記表示手段に表示し、またロボットの教示作業中は、タッチパネルに対応した教示データ入力用のスイッチ要素と、ロボット制御用の教示データ表示項目とから構成されるティーチング画面を前記表示手段にそれぞれ表示する表示制御部と
を備えていることを特徴とするロボット制御ユニット。In a robot control unit having a robot controller that controls the robot according to a preset program and a pendant unit connected to the robot controller,
The pendant part is
An input display unit configured by stacking display means and a touch panel,
An arithmetic processing unit that controls the exchange of information with the robot controller;
During operation of the robot in response to an instruction from the arithmetic processing unit, the operation unit includes a switch element for inputting an operation control signal to the robot corresponding to the touch panel, and a robot operation status display item based on information sent from the robot controller. Operating state display screen to be displayed on the display means, and during a teaching operation of the robot, a teaching screen including a switch element for inputting teaching data corresponding to a touch panel and a teaching data display item for controlling the robot. And a display control unit for displaying on the display means, respectively.