JP2004334711A - 部品組付けロボットの教示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】教示データの入力ミスを防止できる部品組付けロボットの教示装置の提供。
【解決手段】本発明は、ねじ等の被組付け部品の取り出し位置へツールを移動させるための教示データの設定画面と、前記被組付け部品の組付け位置へツールを移動させるための教示データの設定画面とを別個に表示可能な液晶ディスプレイ３１と、前記液晶ディスプレイ３１に表示される設定画面に従って教示データの入力を行うタッチパネル３２とを有する。
前述の被組付け部品の取り出し位置へツールを移動させるための教示データは、被組付け部品が矩形配列された部品トレイ上の３点の座標と、この３点間の被組付け部品の個数とから成り、これらを設定することで、部品トレイ上の全ての被組付け部品の位置が自動的に求められるようになっている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種ロボットを制御するために必要な教示データを入力するロボットの教示装置に関する。
【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等は、パレタイズを行う位置と作業を行う位置とにロボットを移動させるための移動ポイントの教示データ（一般には座標）を入力設定できるものであるが、この教示データについては、例えばパレタイズを行う位置、作業を行う位置等、ロボットの移動先が多くなるのに比例して増加する。従って、この教示データの設定画面が複雑になり、データの入力ミスが多くなる等の問題が発生する。また、多数の部品を配列するための部品トレイに対してパレタイズを行う場合には、少なくとも部品トレイの部品配列数と同数の教示データが必要になる。このため、パレタイズに係る教示データは非常に多くなり、これの入力設定が困難である等の問題も発生している。
【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、教示データの入力ミスを防止できる部品組付けロボットの教示装置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、所定位置に供給された被組付け部品をツールにより取り出して保持し、このツールをワークの所定作業ポイントに移動し、当該ツールに保持した被組付け部品をワークに組付ける部品組付けロボットに対して教示データを設定する教示装置であって、前記被組付け部品の取り出し位置へツールを移動させるための教示データの設定画面と、前記被組付け部品の組付け位置へツールを移動させるための教示データの設定画面とを別個に表示可能な表示手段と、前記表示手段に表示される設定画面に従って教示データの入力を行う入力手段とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、被組付け部品を所定のピッチで矩形配列した部品トレイから順次被組付け部品を取り出し、この被組付け部品をワークの所定位置に組付ける部品組付けロボットに対して教示データを設定する教示装置であって、前記部品トレイの矩形配列の角に位置する被組付け部品の少なくとも３点の基準位置と、この基準位置間の被組付け部品の個数との設定画面を表示可能な表示手段と、前記表示手段に表示される設定画面に従って前記基準位置および個数を入力可能な入力手段とを備えていることを特徴とするものでもある。
【０００８】
【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９において、符号Ｒは部品組付けロボットの一例であるねじ締めロボットであり、ロボット本体１と、このロボット本体を制御するための制御ユニット２とから構成されている。また、この制御ユニット２に接続されているのは、部品組付けロボットの教示装置たる教示ペンダント３である。
【０００９】
前記ロボット本体１は、図３に矢印で示す各方向に往復動作可能な可動部Ｙ，Ａ，Ｚを組み合わせ、この内の可動部Ｚに、当該可動部Ｚと一体に往復移動可能なねじ締めツールＴを連結して構成されている。これにより、可動部Ｙ，Ａ，Ｚの動作範囲内において、ねじ締めツールＴを移動操作することが可能になっている。このねじ締めツールＴは、ねじ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は回転駆動源の一例である電動ドライバ１３に連結されて回転可能に構成されている。また、このビット１２の外周には、エア吸引を行ってねじを吸引保持可能な吸引スリーブ１４が軸方向に移動可能に配置してある。
【００１０】
前記制御ユニット２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、教示ペンダント３から入力される所定の教示データおよび各種の指令信号に従い、前記ねじ締めロボット１を制御する。
【００１１】
制御ユニット２による制御で、ねじ締めロボット１は、まず、ワークに締め付けるねじに応じて可動部Ｙ，Ａ，Ｚを駆動し、ねじ締めツールＴをねじ締めロボット１の横に定置されるねじ供給装置（図示せず）のねじ取り出し位置、または、ねじ締めロボット１の前部下方に供給、定置された部品トレイ４の所定位置に移動させる。ねじ供給装置は多数貯留したねじを所定のねじ取り出し位置に順次供給する構成であり、前記可動部Ｙ，Ａ，Ｚの駆動によりねじ取り出し位置に移動したねじ締めツールＴの吸引スリーブ１４には、ねじが１本吸引保持される。また、前記部品トレイ４には、予め多数のねじＳが所定ピッチで矩形状に配列してあり、前記可動部Ｙ，Ａ，Ｚの駆動によりねじ締めツールＴが部品トレイ４上に移動することにより、吸引スリーブ１４にはねじＳが１本吸引保持される。
【００１２】
前述のようにねじ供給装置または部品トレイ４の何れかからねじを保持すると、続いてねじ締めロボット１は、可動部Ｙ，Ａ，Ｚを駆動して、ねじ締めツールＴをワークに設けられた所定の組付け位置（ねじをねじ込むめねじが形成された位置；以下、作業ポイントという）に移動させる。この位置において、可動部Ｚの駆動によりねじ締めツールＴはワークに向かって移動操作され、またねじ締めツールＴの電動ドライバ１３が駆動するのを受けてビット１２が回転駆動される。これにより、吸引スリーブ１４に吸引されたねじは、作業ポイントに押し出されるとともにビット１２と係合して回転伝達を受け、以てワークにねじ込まれ、所定のトルクまで締め付けられる。この処理を繰り返し、ワークに設定された複数の作業ポイント全てにねじを締め付ける。
【００１３】
前述のねじ締めロボットによるねじ締め作業を実現するためには、部品トレイ４、作業ポイント、ねじ供給装置のねじ取り出し位置等にねじ締めツールＴを移動させる時の可動部Ｙ，Ａ，Ｚの各移動先を示す座標データ、ワークにねじをねじ込んで締め付ける時の可動部Ｚおよびねじ締めツールＴの制御用のデータ等が必要になる。これらのねじ締めロボット１の制御に必要なデータは、前記教示ペンダント３から入力されて制御ユニット２のデータ記憶媒体に書き込まれる。
【００１４】
教示ペンダント３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、ワーク上の作業ポイントを確認しながらねじ締めロボット１に前述の各種データ（以下、教示データと総称する場合がある）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。この教示ペンダント３は、制御ユニット２にＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、Ｉ／Ｏ接続等の所定のインタフェイス５を介してケーブルで接続され、制御ユニット２と通信できるように構成されている。
【００１５】
前記教示ペンダント３は、図１（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３１（以下、液晶画面３１という）と、入力手段の一例であるタッチパネル３２とを積層して構成した入力表示部３３を有し、この入力表示部３３の周辺に、非常停止スイッチ３４、デッドマンスイッチ３５、セレクタキースイッチ３６、各種表示ランプ等を配置して構成される。前記タッチパネル３２は、周知の通り、液晶画面３１に映し出される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、情報入力用の手段として広く採用されている。本発明の実施の形態においては、液晶画面３１に表示される画像と、タッチパネル３２とによって入力手段が実現されている。
【００１６】
前記教示ペンダント３は、ブロックで示すと図４の構造を成す。この図４に示すように、前記液晶画面３１は、演算処理部たる演算処理回路３８に接続された表示制御回路３９に接続され、タッチパネル３２は、演算処理回路３８に接続されている。この演算処理回路３８は、前記インタフェイス５を介して前記制御ユニット２に接続され、制御ユニット２と情報の授受を行う。また、演算処理回路３８は、制御ユニット２、タッチパネル３２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３４、デッドマンスイッチ３５およびセレクタキースイッチ３６は、インタフェイス５を介して制御ユニット２に結線され、制御ユニット２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。
【００１７】
教示ペンダント３は、制御ユニット２からの電源供給を受けて起動する。この教示ペンダント３の起動により、図５（ａ）に示す初期メニュー画面５０の表示指令信号が演算処理回路から表示制御回路３９に送られる。これを受けて表示制御回路３９は、液晶画面３１に初期メニュー画面５０を表示する。制御ユニット２に教示データを設定する場合は、この初期メニュー画面５０のティーチングメニュー５１を選択する（ティーチングメニュー５１上のタッチパネル所定エリアに指で触れることをいう；以下同じ）。
【００１８】
ティーチングメニュー５１が選択されると、これに応じた信号がタッチパネル３２から演算処理回路３８に送られ、これを受けた演算処理回路３８は表示制御回路３９にティーチングメニュー画面５２の表示指令を与える。これにより、液晶画面３１には図５（ｂ）に示すティーチングメニュー画面５２が表示される。このティーチングメニュー画面５２には、作業ポイントティーチング５２ａ、パレタイズポイントティーチング５２ｂおよび固定ポイントティーチング５２ｃの３つのメニューが設定されている。
【００１９】
前記作業ポイントティーチング５２ａを選択すると、液晶画面３１には図６に示す作業ポイント設定画面５３が表示される。ここには、作業ポイントテーブル５３ａが設けられている。この作業ポイントテーブル５３ａは、可動部Ｙ，Ａ，Ｚの座標データの入力項目５４，５５，５６と、作業指定コードの入力項目５７とから成るレコードを４０件分有する。つまり、ワーク上の４０個の作業ポイントＷ０〜Ｗ３９（図面ではＷ０〜Ｗ４までを示してある）について、座標データおよび作業指定コードを設定できるようになっている。このテーブル５３ａの各項目５４〜５７への教示データの入力は、所望の項目を選択し、下部のテンキー５３ｂ、エンターキー５３ｃ、削除キー５３ｄ等を操作して行う。
【００２０】
前記作業指定コードは、作業ポイントにおけるねじ締め作業時において、可動部Ｚおよびねじ締めツールＴを駆動制御するために用いるねじ締め作業パラメータへのアクセスコードである。この作業指定コードを入力項目５７に入力し、制御ユニット２に設定しておくことにより、制御ユニット２においては、これをキーにして別途設定画面（図示せず）から教示される所定のねじ締め作業パラメータにアクセスすることが可能になる。
【００２１】
また、前記パレタイズポイントティーチング５２ｂを選択すると、液晶画面３１には図７に示すパレタイズポイント設定画面５８が表示される。ここには、部品トレイ４に矩形配列されたねじＳの内、最も外周の角部分に位置する３つのねじＳのポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３（図９参照）を示す座標データ、すなわち、当該３つのねじＳにねじ締めツールＴを移動させるために必要な可動部Ｙ，Ａ，Ｚの座標データの入力項目５９，６０，６１を持つテーブル５８ａが設けられている。また、このテーブル５８ａの下方には、前記部品トレイ４のポイントＰ１−Ｐ２間、ポイントＰ２−Ｐ３間にそれぞれ配置されるねじの個数の入力項目６２，６３を持つテーブル５８ｂが設けられている。これらテーブル５８ａ，５８ｂへの教示データの入力についても、作業ポイントテーブル５３ａの時と同様に、所望の項目を選択し、下部のテンキー５８ｃ、エンタキー５８ｄ、削除キー５８ｅを操作して行う。
【００２２】
前記テーブル５８ａ，５８ｂに入力された座標データ、個数は制御ユニット２に設定され、制御ユニット２においては、これらの教示データから部品トレイ４に矩形配列されたねじＳの配列ピッチを求めることができる。そして、部品トレイ４上の全てのねじの座標データを求め、これを自動設定することができる。なお、この座標データは、制御ユニット２が持つパレタイズポイントテーブル（図示せず）に登録される。
【００２３】
また、前記固定ポイントティーチング５２ｃを選択すると、液晶画面３１には図８に示す固定ポイント設定画面６４が表示される。ここには、ねじ締めツールＴを所定の位置に移動させるための可動部Ｙ，Ａ，Ｚの座標データの入力項目６５，６６，６７を持つ固定ポイントテーブル６４ａが設けられている。このテーブル６４ａの最初のレコードＦ０には、ねじ締めツールＴを待機位置に移動させるための可動部Ｙ，Ａ，Ｚの座標データが予め登録されており、その他のレコードＦ１，Ｆ２・・には、任意の座標データが登録できるように構成されている。このテーブル６４ａは、前述の待機位置をはじめ、例えばねじ締めロボット１の横に定置されるねじ供給装置のねじ取り出し位置など、通常は変更されることのない位置の座標データを設定するために使用される。このテーブル６４ａへの教示データの入力についても、所望のレコードの項目を選択し、下部のテンキー６４ｂ、エンタキー６４ｃ、削除キー６４ｄを操作して行う。
【００２４】
制御ユニット２は、ねじ締めロボット１の制御において、ねじ締めツールＴにねじを吸引保持する時は、パレタイズポイントテーブルまたは固定ポイントテーブル６４ａの何れかから必要なデータを得る。つまり、ねじ供給装置からねじを取り出す時は、固定ポイントテーブル６４ａの所定のレコードから座標データを取得して可動部Ｙ，Ａ，Ｚを駆動制御し、また部品トレイ４にねじを取りに行く時は、パレタイズポイントテーブルから所定の座標データを取得して可動部Ｙ，Ａ，Ｚの制御を行う。なお、パレタイズポイントテーブルと固定ポイントテーブル６４ａのどちらを用いるかは、作業ポイントテーブル５３ａに設定された作業指定コードから判別される。
【００２５】
また、吸引スリーブ１４に吸引保持したねじＳをワークにねじ込んで締め付ける時は、作業ポイントテーブル５３ａから必要なデータを得る。つまり、作業ポイントテーブル５３ａから必要な座標データを得て、ねじ締めツールＴを作業ポイントに位置決めするとともに、作業ポイントテーブル５３ａの作業指定コードからねじ締め作業パラメータを取得し、これに従って可動部Ｚおよびねじ締めツールＴを駆動制御してねじ締め作業を実行する。
【００２６】
なお、以上の説明では、直線的に往復動作する可動部Ｙ，Ｚと旋回往復動作する可動部Ａとを組み合わせたロボット本体１を紹介したが、直線的に往復移動する可動部のみを複数組み合わせた構成のロボット本体を用いても、本発明の技術的思想から得られる効果は同じである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の部品組付けロボットの教示装置は、被組付け部品の取り出し位置へツールを移動させるための教示データの設定画面と、前記被組付け部品の組付け位置へツールを移動させるための教示データの設定画面とを別個に表示可能な表示手段と、この表示手段に表示される設定画面に従って教示データの入力を行うことが可能な入力手段とを備えている。このため、被組付け部品の取り出し位置に係る教示データと、組付け位置に係る教示データとを別々に設定することが可能になる。従って、教示データの設定画面を分かり易く構成し、教示データの設定作業を効率よく行うことが可能になるとともに、教示データの誤入力も防止できる等の利点がある。
【００２８】
また本発明は、部品トレイの矩形配列の角に位置する被組付け部品の少なくとも３点の基準位置と、この基準位置間の被組付け部品の個数との設定画面を表示可能な表示手段と、前記表示手段に表示される設定画面に従って前記基準位置および個数を入力可能な入力手段とを備えている。このため、前述の効果だけでなく、部品トレイに配列された多数の被組付け部品の座標データを制御ユニットで自動的に割り出すことが可能になる利点も得られ、この結果、教示データの設定を極めて簡単に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のロボットコントローラにおける教示ペンダントの要部拡大正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図２】本発明のロボットコントローラ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】本発明のロボットコントローラにおける教示ペンダントのブロック説明図である。
【図５】（ａ）は教示ペンダントに表示される初期メニュー画面の説明図であり、（ｂ）はティーチングメニュー画面の説明図である。
【図６】教示ペンダントに表示される作業ポイント設定画面の説明図である。
【図７】教示ペンダントに表示されるパレタイズポイント設定画面の説明図である。
【図８】教示ペンダントに表示される固定ポイント設定画面の説明図である。
【図９】多数のねじを矩形配列した部品トレイの拡大平面図である。
【符号の説明】
Ｒ ねじ締めロボット
１ ロボット本体
１２ ビット
１３ 電動ドライバ
１４ 吸引スリーブ
Ｙ，Ａ，Ｚ 可動部
Ｔ ねじ締めツール
２ 制御ユニット
３ 教示ペンダント
３１ 液晶ディスプレイ
３２ タッチパネル
４ 部品トレイ
５０ 初期メニュー画面
５２ ティーチングメニュー画面
５３ 作業ポイント設定画面
５８ パレタイズポイント設定画面
６４ 固定ポイント設定画面

Claims (2)

1. 所定位置に供給された被組付け部品をツールにより取り出して保持し、このツールをワークの所定作業ポイントに移動し、当該ツールに保持した被組付け部品をワークに組付ける部品組付けロボットに対して教示データを設定する教示装置であって、
   前記被組付け部品の取り出し位置へツールを移動させるための教示データの設定画面と、前記被組付け部品の組付け位置へツールを移動させるための教示データの設定画面とを別個に表示可能な表示手段と、
   前記表示手段に表示される設定画面に従って教示データの入力を行う入力手段と
   を備えていることを特徴とする部品組付けロボットの教示装置。
2. 被組付け部品を所定のピッチで矩形配列した部品トレイから順次被組付け部品を取り出し、この被組付け部品をワークの所定位置に組付ける部品組付けロボットに対して教示データを設定する教示装置であって、
   前記部品トレイの矩形配列の角に位置する被組付け部品の少なくとも３点の基準位置と、この基準位置間の被組付け部品の個数との設定画面を表示可能な表示手段と、
   前記表示手段に表示される設定画面に従って前記基準位置および個数を入力可能な入力手段と
   を備えていることを特徴とする部品組付けロボットの教示装置。

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