JP2013086223A - Robot, and method for controlling indication of robot's movement - Google Patents

Robot, and method for controlling indication of robot's movement Download PDF

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裕人 平林
Takahiko Noda
貴彦 野田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a robot that improves the safety of an operator.SOLUTION: The robot 200 is equipped with a robot arm 220, a control section 240 that controls the movement of the robot arm 220, and a movement indication section 100 disposed at the arm-tip end 226, while indicating the moving direction and moving velocity of the arm-tip end 226 at the next time from now, based on the trajectory of the arm-tip end 226 generated by the control section 240 from the position and posture of the arm-tip end 226 at present. The movement indication section 100 is an assembly of display pixels 101, having display pixels 101 lighted or blinked along the moving direction of the arm-tip end 226. This enables an operator to have a recognition of the moving direction and moving velocity of the arm-tip end 226.

Description

本発明は、ロボットと、このロボットの動作表示制御方法に関する。   The present invention relates to a robot and an operation display control method for the robot.

ロボットを扱う教示者や作業者等の操作者は、現在時刻までのロボットアームの姿勢から、現在時刻からロボットアームの姿勢がどのように変化するかを推測し、危険をある程度予知することが可能である。しかし、ロボットアームが操作者の推測とは異なる動作をすることもあり、その場合、危険を伴うことがある。そこで、ロボットの動作を操作者に知らしめる表示装置を備えるロボットが提案されている。   Operators such as teachers and workers who handle robots can predict how the robot arm posture changes from the current time based on the posture of the robot arm up to the current time, and can predict the danger to some extent. It is. However, the robot arm may behave differently from the operator's guess, which may be dangerous. Therefore, a robot having a display device that informs an operator of the operation of the robot has been proposed.

ロボットの動作を操作者に知らしめる表示装置を備えるロボットの1例として、ロボットの一面(人型ロボットの場合は顔面に相当)に表示装置を配置し、温度変化に伴う動作の変化をし、動作補正の大小を表示するというものがある(例えば、特許文献1参照)。   As an example of a robot provided with a display device that informs an operator of the operation of the robot, a display device is arranged on one surface of the robot (corresponding to a face in the case of a humanoid robot), and the operation changes with temperature change, There is a method of displaying the magnitude of motion correction (see, for example, Patent Document 1).

他の1例としては、溶接用ロボットであって、溶接用トーチ先端に取付けられた表示装置により、予め設定された動作方向を表示装置で確認しながら表示された方向に溶接トーチの動作量を指定するというものがある(例えば、特許文献2参照)。   As another example, the welding robot is a welding robot, and the operation amount of the welding torch is set in the displayed direction while confirming the operation direction set in advance by the display device attached to the tip of the welding torch. There is a designation (for example, see Patent Document 2).

また、操作者が発信する操作情報を受信してロボットの動作に関わる命令を表示する命令表示部と、命令を受信した動作方向を表示する方向表示装置とを備えており、方向表示装置の表示内容と命令表示部の表示内容とが一致していることを確認してから、動作命令を入力するロボットが提案されている(例えば、特許文献3参照)。   In addition, an instruction display unit that receives operation information transmitted by the operator and displays instructions related to the operation of the robot, and a direction display device that displays an operation direction in which the instruction is received are provided. A robot that inputs an operation command after confirming that the content matches the display content of the command display unit has been proposed (for example, see Patent Document 3).

特開2007−196298号公報JP 2007-196298 A 特開平5−31687号公報JP-A-5-31687 特開2003−80482号公報JP 2003-80482 A

前述した特許文献1によるロボットは、ロボット内部の温度を検出し、検出した温度によってロボットの動作速度や加速度などの動作補正を行う場合に、補正量に応じて表示装置に段階的に表示して操作者に知らしめるものであって、ロボットがどの方向にどれくらいの速度で動作するかを、操作者が直感的に認識することはできない。また、表示装置をロボットの一面側(実施例では顔面を例示している)のみに配置していることから、操作者の位置によっては表示装置が死角になってしまうという課題を有している。   When the robot according to Patent Document 1 described above detects the temperature inside the robot and corrects the operation speed or acceleration of the robot based on the detected temperature, the robot displays it stepwise on the display device according to the correction amount. This is to inform the operator, and the operator cannot intuitively recognize in which direction and at what speed the robot moves. Further, since the display device is arranged only on one side of the robot (the face is illustrated in the embodiment), there is a problem that the display device becomes a blind spot depending on the position of the operator. .

また、特許文献2は、予め設定された動作方向を表示装置で確認しながら表示された方向に溶接トーチの動作量を指定するものであり、特許文献3は、命令表示部と方向表示装置とを有し、表示装置の表示内容と命令表示部の表示内容とが一致していることを確認してから動作命令を入力するものである。従って、特許文献2及び特許文献3ともに、操作者は動作途中でのロボットの動作方向や動作速度を認識することができないという課題がある。   Patent Document 2 designates an operation amount of a welding torch in a displayed direction while confirming a preset operation direction on a display device. Patent Document 3 describes a command display unit, a direction display device, The operation command is input after confirming that the display content of the display device matches the display content of the command display unit. Therefore, both Patent Document 2 and Patent Document 3 have a problem that the operator cannot recognize the motion direction and motion speed of the robot during the motion.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]本適用例に係るロボットは、前記ロボットアームの動作を制御する制御部と、前記ロボットアームに配置され、且つ現在時刻の前記ロボットアームの位置・姿勢を基準に、前記制御部によって生成された前記ロボットアームの軌道に基づき、現在時刻から次時刻における前記ロボットアームの移動方向及び移動速度を表示する動作表示部と、が備えられていることを特徴とする。
なお、移動方向には回転方向を含み、移動速度には回転速度を含む。
Application Example 1 A robot according to this application example includes a control unit that controls the operation of the robot arm, and the control unit that is disposed on the robot arm and that is based on the position / posture of the robot arm at the current time. And an operation display unit that displays a moving direction and a moving speed of the robot arm from the current time to the next time based on the trajectory of the robot arm generated by the above.
The moving direction includes the rotating direction, and the moving speed includes the rotating speed.

本適用例によれば、ロボットアームが現在時刻位置から次時刻位置に移動していく際に、移動方向、姿勢、及び移動速度を動作表示部に表示することから、教示者あるいは作業者は、動作表示部でロボットアームの動作を認識でき、危険を回避して安全に作業することができる。   According to this application example, when the robot arm moves from the current time position to the next time position, the movement direction, the posture, and the movement speed are displayed on the operation display unit. The movement display unit can recognize the movement of the robot arm, and can work safely while avoiding danger.

[適用例2]上記適用例に係るロボットにおいて、前記動作表示部は、点滅可能な複数の表示画素で構成されていること、が好ましい。
ここで、動作表示部の形状としては、例えば球形・半球形・紡錘形や円柱形等を採用可能であって、表示画素としては、例えばLED素子(Light Emitting Diode)、有機EL素子(Organic Electro−Luminescence)等を用いることができる。
Application Example 2 In the robot according to the application example described above, it is preferable that the motion display unit includes a plurality of blinking display pixels.
Here, as the shape of the operation display unit, for example, a spherical shape, a hemispherical shape, a spindle shape, a cylindrical shape, or the like can be adopted, and as the display pixel, for example, an LED element (Light Emitting Diode), an organic EL element (Organic Electro- Luminescence) or the like can be used.

このように、動作表示部を複数の表示画素で構成すれば、様々な表示形態で動作状態を表示させることができ、教示者あるいは作業者(以降、両者を総称して操作者と表す)の最も認識しやすい表示方法で表示させることができる。   As described above, if the operation display unit is composed of a plurality of display pixels, the operation state can be displayed in various display modes, and can be displayed by a teacher or an operator (hereinafter collectively referred to as an operator). It is possible to display with the most recognizable display method.

[適用例3]上記適用例に係るロボットにおいて、前記動作表示部は、前記表示画素を前記ロボットアームの移動方向に沿うように順次点灯、または順次点滅させ、前記ロボットアームの移動速度の大小に合わせて点灯速度、または点滅速度を変化させること、が好ましい。   Application Example 3 In the robot according to the application example described above, the motion display unit sequentially turns on or blinks the display pixels along the moving direction of the robot arm, thereby increasing or decreasing the moving speed of the robot arm. In addition, it is preferable to change the lighting speed or the blinking speed.

このようにすれば、表示画素の点灯または点滅の移動方向によってロボットアームの移動方向を認識でき、点灯または点滅の速度によってロボットアームの移動速度を直感的に認識することができる。   In this way, the moving direction of the robot arm can be recognized by the moving direction of lighting or blinking of the display pixels, and the moving speed of the robot arm can be intuitively recognized by the speed of lighting or blinking.

[適用例4]上記適用例に係るロボットにおいて、前記表示画素は、前記動作表示部を周回するように点灯または点滅させること、が好ましい。   Application Example 4 In the robot according to the application example, it is preferable that the display pixel is lit or blinked so as to go around the operation display unit.

このようにすれば、ロボットに対してどの位置からもロボットアームの移動方向及び移動速度を認識することができる。例えば、ロボットアームがある操作者から遠ざかる方向に移動することを認識可能なとき、ロボットの反対側にいる他の操作者はロボットアームが自分に近づく方向に移動することを認識することができる。   In this way, the moving direction and moving speed of the robot arm can be recognized from any position with respect to the robot. For example, when it is possible to recognize that the robot arm moves in a direction away from an operator, other operators on the opposite side of the robot can recognize that the robot arm moves in a direction approaching the operator.

[適用例5]上記適用例に係るロボットにおいて、前記動作表示部は、前記ロボットアームの動作範囲が大きい位置に配置されていること、が好ましい。   Application Example 5 In the robot according to the application example described above, it is preferable that the motion display unit is disposed at a position where the motion range of the robot arm is large.

ロボットアームの動作範囲が大きい位置としては例えばアーム先端部である。このように動作範囲が大きい位置では動作速度も高いことから、アーム先端部が次にどのような動作を行うかを認識できれば、安全性をより高めることができる。   The position where the operation range of the robot arm is large is, for example, an arm tip. Since the operation speed is high at the position where the operation range is large in this way, the safety can be further improved if the next operation of the arm tip can be recognized.

[適用例6]上記適用例に係るロボットにおいて、前記ロボットアームに対する操作者がいる方向を検出するセンサーをさらに備え、前記センサーの検出結果に基づき、前記複数の表示画素のうち、検出された前記操作者がいる方向の前記表示画素を特定して表示すること、が好ましい。   Application Example 6 In the robot according to the application example described above, the robot further includes a sensor that detects a direction in which an operator with respect to the robot arm is present, and the detected one of the plurality of display pixels based on a detection result of the sensor. It is preferable to specify and display the display pixels in the direction in which the operator is present.

ロボットに対する操作者がいる方向をセンサーで検出し、表示画素のうちの検出した方向に位置する表示画素を特定し、これを表示起点または表示終点とすれば、ロボットアームの移動方向を操作者視点で表示することができる。   The direction in which the operator is operating with respect to the robot is detected by a sensor, and the display pixel located in the detected direction is identified from the display pixels. Can be displayed.

[適用例7]本適用例に係るロボットの動作表示制御方法は、ロボット座標を基準に順変換処理によってロボットアームの軌道を生成し、前記ロボットアームを駆動することと、教示内容に基づき、現在時刻から次時刻における前記ロボットアームの軌道を生成することと、現在時刻から次時刻における前記ロボットアームの移動方向及び移動速度を、動作表示部の表示内容に変換することと、前記動作表示部で、移動方向及び移動速度を表示することと、を含むことを特徴とする。   [Application Example 7] The robot operation display control method according to this application example is based on generating a trajectory of the robot arm by forward conversion processing based on the robot coordinates, driving the robot arm, Generating a trajectory of the robot arm from the time to the next time, converting a moving direction and a moving speed of the robot arm from the current time to the next time into display contents of the operation display unit, and the operation display unit Displaying a moving direction and a moving speed.

本適用例によれば、ロボットアームの現在時刻の姿勢・位置をロボット座標を基準に、教示内容に基づき次時刻における移動軌跡を生成し、ロボットアームの先端が現在時刻から次時刻に移動していく際に、移動方向、姿勢、及び移動速度を動作表示部に示すことから、作業者は、動作表示部によってロボットアームの動作を認識でき、安全に作業することができる。   According to this application example, a movement trajectory at the next time is generated based on the teaching content with the posture / position of the current time of the robot arm based on the robot coordinates, and the tip of the robot arm moves from the current time to the next time. When moving, since the movement direction, posture, and movement speed are displayed on the operation display unit, the operator can recognize the operation of the robot arm by the operation display unit and can work safely.

ロボットの全体構成を示す斜視図。The perspective view which shows the whole structure of a robot. 制御部の主たる構成を示す構成説明図。Structure explanatory drawing which shows the main structures of a control part. 動作表示部の第1実施例を示す構成説明図。Structure explanatory drawing which shows 1st Example of an operation | movement display part. 動作表示部の他の実施例を示す構成説明図であって、(a)は第2実施例、(b)は第3実施例。It is composition explanatory drawing which shows the other Example of an operation | movement display part, Comprising: (a) is 2nd Example, (b) is 3rd Example. ロボットの動作表示方法を表すフロー説明図。Flow explanatory drawing showing the operation display method of a robot. ロボットハンドの回転方向及び回転速度を表示方法の1例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the display method of the rotation direction and rotation speed of a robot hand. アーム先端部がx方向に移動する場合の表示方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the display method when an arm front-end | tip part moves to ax direction. アーム先端部が移動しつつ、ロボットハンドが回転する場合の表示方法を示し、(a)は操作者から遠ざかる方向に移動する場合、(b)は操作者に近づく方向に移動する場合。The display method when the robot hand rotates while the arm tip moves is shown, (a) when moving in the direction away from the operator, (b) when moving in the direction approaching the operator. アーム先端部が傾く場合の表示方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the display method when an arm front-end | tip part inclines.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
なお、以下の説明で参照する図は、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
(ロボットの構成)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings referred to in the following description are schematic views in which the vertical and horizontal scales of each member or part are different from actual ones in order to make each member a recognizable size.
(Robot configuration)

図1は、ロボット200の全体構成を示す斜視図である。
ロボット200は、本体部210と、ロボットアーム220及びロボットアーム220の最先端部に連結されるロボットハンド230と、制御部240と、から構成されている。本体部210は、例えば床、壁、天井、移動可能な台車の上などに固定される。ロボットアーム220は、本体部210に対して可動に設けられており、本体部210にはロボットアーム220を駆動させるための動力を発生させるモーターが内蔵されている。
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the robot 200.
The robot 200 includes a main body part 210, a robot arm 220, a robot hand 230 connected to the most advanced part of the robot arm 220, and a control part 240. The main body 210 is fixed on, for example, a floor, a wall, a ceiling, or a movable carriage. The robot arm 220 is provided so as to be movable with respect to the main body 210, and the main body 210 includes a motor that generates power for driving the robot arm 220.

図1に例示したロボットアーム220は、第1アーム221、第2アーム222、第3アーム223、第4アーム224及び第5アーム225から構成されている。第1アーム221は、回転屈折軸を介して、本体部210に回転可能または屈折可能に接続されている。第2アーム222は、回転屈折軸を介して、第1アーム221及び第3アーム223に接続されている。第3アーム223は、回転屈折軸を介して、第2アーム222及び第4アーム224に接続されている。第4アーム224は、回転屈折軸を介して、第3アーム223及び第5アーム225に接続されている。第5アーム225は、回転屈折軸を介して、第4アーム224に接続されている。ロボットアーム220は、制御部240によって、各アーム221〜225が各回転屈折軸を中心に複合的に回転または屈折し動作する。   The robot arm 220 illustrated in FIG. 1 includes a first arm 221, a second arm 222, a third arm 223, a fourth arm 224, and a fifth arm 225. The first arm 221 is connected to the main body 210 so as to be rotatable or refractable via a rotational refraction axis. The second arm 222 is connected to the first arm 221 and the third arm 223 via a rotational refraction axis. The third arm 223 is connected to the second arm 222 and the fourth arm 224 via a rotational refraction axis. The fourth arm 224 is connected to the third arm 223 and the fifth arm 225 via a rotational refraction axis. The fifth arm 225 is connected to the fourth arm 224 via a rotational refraction axis. The robot arm 220 is operated by the control unit 240 such that the arms 221 to 225 rotate or refract in a complex manner around the rotation and refraction axes.

第5アーム225のうち第4アーム224が連結される側の反対方向の先端部には、ロボットハンド230が取り付けられており、作業対象物を把持することができる。第5アーム225のアーム先端部226には、アーム先端部226(つまり、第5アーム225の先端部をアーム先端部226と表す)の移動方向及び移動速度と、ロボットハンド230の回転方向及び回転速度を表示する動作表示部100が配置されている。   A robot hand 230 is attached to the tip of the fifth arm 225 in the opposite direction to the side to which the fourth arm 224 is connected, and the work object can be gripped. The arm tip 226 of the fifth arm 225 includes a moving direction and a moving speed of the arm tip 226 (that is, the tip of the fifth arm 225 is represented as an arm tip 226), and a rotating direction and rotation of the robot hand 230. An operation display unit 100 for displaying the speed is arranged.

動作表示部100は、現在時刻のアーム先端部226の姿勢と、制御部240によって生成された軌道に基づき、現在時刻から次時刻におけるアーム先端部226の移動方向及び移動速度の大小、ロボットハンド230の回転方向及び回転速度を表示する。動作表示部100の形態は図3、図4を参照し、動作表示方法は図6〜図9を参照して後述する。
なお、図1に示すロボット200は1例であって、アームの数やロボットハンドの形態はこれに限定されない。
Based on the posture of the arm tip 226 at the current time and the trajectory generated by the control unit 240, the motion display unit 100 determines the movement direction and speed of the arm tip 226 from the current time to the next time, and the robot hand 230. Displays the rotation direction and rotation speed. The operation display unit 100 will be described later with reference to FIGS. 3 and 4 and the operation display method will be described later with reference to FIGS.
Note that the robot 200 shown in FIG. 1 is an example, and the number of arms and the form of the robot hand are not limited thereto.

図2は、制御部240の主たる構成の1例を示す構成説明図である。図1も参照する。制御部240は、入力装置242から入力されるロボット200の動作教示内容や動作命令を取込むインターフェイス部243と、動作教示内容を一旦所定のフォーマットで記憶する記憶部244と、教示内容に基づきロボットアーム220の移動軌跡・姿勢・移動速度等を演算する演算部245と、演算結果に基づきロボットアーム220を駆動させる駆動制御部250と、動作表示部100にどのように表示すべきかを出力する表示制御部260を有する。また、教示内容やロボットアーム220の動作は、ディスプレイ241に表示することが可能である。   FIG. 2 is a configuration explanatory diagram illustrating an example of a main configuration of the control unit 240. Reference is also made to FIG. The control unit 240 includes an interface unit 243 that captures the operation teaching contents and operation commands of the robot 200 input from the input device 242, a storage unit 244 that temporarily stores the operation teaching contents in a predetermined format, and a robot based on the teaching contents. A calculation unit 245 that calculates the movement locus, posture, movement speed, and the like of the arm 220, a drive control unit 250 that drives the robot arm 220 based on the calculation result, and a display that outputs how to display on the operation display unit 100 A control unit 260 is included. The teaching contents and the operation of the robot arm 220 can be displayed on the display 241.

演算部245は、現在時刻のアーム先端部226の姿勢・位置を順運動学を用いてロボット座標(図1に示すロボット座標系:x、y、z)で出力する順変換部246と、動作教示内容に従い現在時刻から次時刻におけるアーム先端部226の軌道を生成する軌道生成部248を有する。アーム先端部226の軌道は、現在時刻のロボット座標を基準とした軌道であって、例えば、座標系:u、v、wで表される。従って、これを逆運動学を用いてロボット座標系に変換する逆変換部247をさらに有している。   The calculation unit 245 includes a forward conversion unit 246 that outputs the posture / position of the arm tip 226 at the current time in robot coordinates (robot coordinate system: x, y, z shown in FIG. 1) using forward kinematics, A trajectory generation unit 248 that generates a trajectory of the arm tip 226 from the current time to the next time according to the teaching content. The trajectory of the arm tip 226 is a trajectory based on the robot coordinates at the current time, and is represented by, for example, a coordinate system: u, v, w. Therefore, it further includes an inverse conversion unit 247 that converts this into a robot coordinate system using inverse kinematics.

駆動制御部250は、ロボットアーム220の各アーム間のジョイント(関節部)に設けられるモーターの駆動制御を行うモータードライバー251と、ロボットアーム220の動作を演算部245にフィードバックするフィードバック部252と、を有して構成されている。なお、駆動制御部250は、ロボットコントローラーと呼ばれることがある。   The drive control unit 250 includes a motor driver 251 that performs drive control of a motor provided at a joint (joint unit) between the arms of the robot arm 220, a feedback unit 252 that feeds back the operation of the robot arm 220 to the calculation unit 245, It is comprised. The drive control unit 250 is sometimes called a robot controller.

続いて、動作表示部100の形態・構成について説明する。動作表示部100の形態は幾つか考えられるが、操作者のロボット200に対する位置が限定されにくく、直感的に認識しやすい形態例をあげ説明する。
図3は、動作表示部100の形態の第1実施例を示す構成説明図である。本実施例の動作表示部100は、アーム先端部226に配置されている。つまり、ロボットハンド230の動作に影響しないアーム先端部226とロボットハンド230との間に配置されている。
なお、動作表示部100は、ロボットアーム220を構成する部位、例えば、第1アーム221〜第5アーム225のうちのいずれか、または、各アームを連結するジョイント(図示せず)に配置してもよい。本実施例では、ロボットアーム220を構成する部位のなかでも動作範囲が大きく、動作速度が大きくなることが多いアーム先端部226に動作表示部100を配置した場合を例示し説明する。
Next, the configuration and configuration of the operation display unit 100 will be described. Although several forms of the operation display unit 100 are conceivable, an example where the position of the operator with respect to the robot 200 is not limited and is easily recognized intuitively will be described.
FIG. 3 is a configuration explanatory view showing a first example of the operation display unit 100. The operation display unit 100 of the present embodiment is disposed at the arm tip 226. That is, it is arranged between the arm tip 226 that does not affect the operation of the robot hand 230 and the robot hand 230.
The operation display unit 100 is arranged at a part constituting the robot arm 220, for example, one of the first arm 221 to the fifth arm 225, or a joint (not shown) connecting the arms. Also good. In the present embodiment, the case where the motion display unit 100 is arranged at the arm tip 226 that has a large motion range and often has a large motion speed among the parts constituting the robot arm 220 will be described as an example.

動作表示部100は、アーム先端部226の移動方向や移動速度・姿勢を表す略半球状の表示部110と、ロボットハンド230の回転方向、回転速度を表す円環状の表示部120とを有する。表示部110は、図示するように、動作表示部100を周回するように、また表示部120はロボットハンド230の回転方向に周回するように配置される点滅可能な複数の表示画素101の集合体で構成されている。表示画素101としては、LED素子、有機EL素子や液晶表示素子等の電気光学素子を用いることができる。   The operation display unit 100 includes a substantially hemispherical display unit 110 that represents the movement direction, movement speed, and posture of the arm tip 226, and an annular display unit 120 that represents the rotation direction and rotation speed of the robot hand 230. As shown, the display unit 110 circulates around the motion display unit 100, and the display unit 120 is an assembly of a plurality of blinkable display pixels 101 arranged so as to circulate in the rotation direction of the robot hand 230. It consists of As the display pixel 101, an electro-optical element such as an LED element, an organic EL element, or a liquid crystal display element can be used.

表示画素101としてLED素子や有機EL素子を用いる場合、例えばR(赤)、G(緑)、B(青)各々の画素を1単位画素として形成してもよく、複数個の集合体を1単位画素としてもよい。また、有機EL素子や液晶表示素子の場合は、曲面表示が可能なフレキシブル表示基板を用いる。   In the case where an LED element or an organic EL element is used as the display pixel 101, for example, each of R (red), G (green), and B (blue) pixels may be formed as one unit pixel, and a plurality of aggregates 1 A unit pixel may be used. In the case of an organic EL element or a liquid crystal display element, a flexible display substrate capable of curved display is used.

なお、動作表示部100の形状としては、図3に示すような略半球形状の変形例として紡錘形状であってもよく(図示は省略)、図4に示すような形状も適用できる。
図4は、動作表示部100の他の実施例を示す構成説明図であって、(a)は第2実施例、(b)は第3実施例である。
The shape of the operation display unit 100 may be a spindle shape (not shown) as a substantially hemispherical modification as shown in FIG. 3, and a shape as shown in FIG. 4 is also applicable.
4A and 4B are configuration explanatory views showing another embodiment of the operation display unit 100, in which FIG. 4A shows the second embodiment and FIG. 4B shows the third embodiment.

図4(a)に示すように、第2実施例は、動作表示部100が円柱形状表示部130を有していることに特徴を有している。表示画素101は、第1実施例と同様にLED素子、有機EL素子や液晶表素子等の電気光学素子からなり、円柱形状を周回するように配置されている。ここで、アーム先端部226側に配置される表示部110は、アーム先端部226の移動方向や移動速度・姿勢を表し、ロボットハンド230側に配置された表示部120は、ロボットハンド230の回転方向及び回転速度を表す。   As shown in FIG. 4A, the second embodiment is characterized in that the operation display unit 100 includes a columnar display unit 130. The display pixel 101 is composed of an electro-optical element such as an LED element, an organic EL element, or a liquid crystal surface element as in the first embodiment, and is arranged so as to go around a cylindrical shape. Here, the display unit 110 disposed on the arm tip 226 side represents the movement direction, movement speed, and posture of the arm tip 226, and the display unit 120 disposed on the robot hand 230 side rotates the robot hand 230. Represents direction and rotational speed.

また、図4(b)に示す第3実施例では、動作表示部100が略円錐体形状表示部140を有していることを特徴とする。表示画素101は、第1実施例と同様にLED素子、有機EL素子や液晶表素子等の電気光学素子からなり、略円錐体形状を周回するように配置されている。アーム先端部226側に配置される表示部110は、アーム先端部226の移動方向や移動速度・姿勢を表し、ロボットハンド230側に配置された表示部120は、ロボットハンド230の回転方向及び回転速度を表す。
(ロボットの動作表示制御方法)
In addition, the third embodiment shown in FIG. 4B is characterized in that the motion display unit 100 has a substantially cone-shaped display unit 140. The display pixel 101 is composed of an electro-optical element such as an LED element, an organic EL element, and a liquid crystal surface element as in the first embodiment, and is arranged so as to go around a substantially conical shape. The display unit 110 disposed on the arm tip 226 side represents the movement direction, movement speed, and posture of the arm tip 226, and the display unit 120 disposed on the robot hand 230 side represents the rotation direction and rotation of the robot hand 230. Represents speed.
(Robot motion display control method)

続いて、上述したロボット200の動作表示制御方法について説明する。
図5は、ロボット200の動作表示制御方法を表すフロー説明図である。なお、この動作フロー説明図は、ロボット200の途中動作を表している。まず、フィードバックされたロボットアーム220の各アーム間に配置されるジョイントのジョイント角度に対して順変換処理を行う(ステップ:S10)。そして、教示内容に基づき次時刻に移行する際のアーム先端部226の軌道を生成する(ステップ:S20)。この軌道生成には、ロボットハンド230の回転軌道も含まれる。
Next, the operation display control method of the robot 200 described above will be described.
FIG. 5 is an explanatory flow diagram illustrating the operation display control method of the robot 200. Note that this operation flow explanatory diagram represents an intermediate operation of the robot 200. First, forward conversion processing is performed on the joint angles of the joints arranged between the arms of the robot arm 220 that have been fed back (step S10). Based on the teaching content, a trajectory of the arm tip 226 at the time of shifting to the next time is generated (step: S20). This trajectory generation includes the rotational trajectory of the robot hand 230.

続いて、生成された軌道に基づき、前回のロボット座標(上述した現在時刻のロボット座標に相当する)から次にアーム先端部226がどの方向に、どのくらいの速度で移動するかを算出し、動作表示部100にどのように表示するかを決定する(ステップ:S30)。そして、動作表示部100に移動方向・移動速度・回転方向・回転速度を決定された表示内容で表示する(ステップ:S40)。   Subsequently, on the basis of the generated trajectory, it is calculated from the previous robot coordinates (corresponding to the robot coordinates at the current time described above) and in what direction and at what speed the arm tip 226 moves, How to display on the display unit 100 is determined (step: S30). Then, the moving direction, moving speed, rotating direction, and rotating speed are displayed on the operation display unit 100 with the determined display contents (step: S40).

また、ステップ:S20において生成した軌道は、現在時刻におけるロボット座標を基準とした指令のジョイント角であることから逆変換処理によって次時刻におけるアーム先端部226のロボット座標に変換し(ステップ:S50)、フィードバックをかける(ステップ:S60)。このフィードバックのデータが、最新の現在時刻のアーム先端部226の位置・姿勢を表す。よって、ステップ:S10からステップ:S60までの工程を繰り返すことによって、最新の現在時刻の位置・姿勢から次時刻のアーム先端部226及びロボットハンド230の移動方向・移動速度・姿勢・回転方向・回転速度を動作表示部100に随時表示することが可能となる。
(ロボットの動作表示方法)
Further, since the trajectory generated in step S20 is a commanded joint angle based on the robot coordinates at the current time, the trajectory is converted into the robot coordinates of the arm tip 226 at the next time by an inverse conversion process (step: S50). The feedback is applied (step: S60). This feedback data represents the position / posture of the arm tip 226 at the latest current time. Therefore, by repeating the processes from step S10 to step S60, the movement direction / movement speed / posture / rotation direction / rotation of the arm tip 226 and the robot hand 230 at the next time from the latest position / posture of the current time. The speed can be displayed on the operation display unit 100 at any time.
(Robot operation display method)

なお、表示方法(表示形態)も様々な方法が考えられるので、そのことについて実施例をあげ説明する。以下の説明では、図3に示す動作表示部100を例示して説明する。   Various display methods (display forms) can be considered, and this will be described with reference to examples. In the following description, the operation display unit 100 shown in FIG. 3 will be described as an example.

図6は、ロボットハンド230の回転方向及び回転速度を表示する1例を示す説明図である。なお、図中、塗りつぶしてある表示画素101は、点灯表示の1例である。図6は、ロボットハンド230が矢印Aで示す方向に回転する場合(z軸回りに回転)における表示部120の表示方法を表している。表示部120の表示画素101は、矢印B方向に点灯または点滅が移動していく。視点方向から見て、操作者は、次の動作を点灯箇所の移動方向で回転方向を、移動していく点灯速度または点滅速度で回転速度を直感的に認識することができる。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of displaying the rotation direction and rotation speed of the robot hand 230. In the figure, the filled display pixels 101 are an example of lighting display. FIG. 6 illustrates a display method of the display unit 120 when the robot hand 230 rotates in the direction indicated by the arrow A (rotates about the z axis). The display pixel 101 of the display unit 120 is lit or blinked in the arrow B direction. When viewed from the viewpoint direction, the operator can intuitively recognize the next operation in the rotation direction by the moving direction of the lighting location and the rotation speed by the moving lighting speed or blinking speed.

なお、回転方向、回転速度の表示方法としては、表示画素101の一つまたは、複数個を回転方向に順次点灯させる方法や、点滅の繰り返しで表示させる方法等がある。表示画素101の一つ一つが、R、G、Bの画素の集合とすれば、回転速度によって表示色を変えて表示させることが可能である。   As a display method of the rotation direction and rotation speed, there are a method of sequentially lighting one or a plurality of display pixels 101 in the rotation direction, a method of displaying by repeating blinking, and the like. If each of the display pixels 101 is a set of R, G, and B pixels, the display color can be changed depending on the rotation speed.

また、表示部120は、動作表示部100を周回するように各表示画素を形成しているので、図6の視点とは本体部210を挟んで逆方向に操作者がいる場合(視点が逆方向になる場合)であっても、操作者は、自身に対する回転方向と回転速度を直感的に認識できる。   In addition, since the display unit 120 forms each display pixel so as to go around the operation display unit 100, when the operator is in the opposite direction across the main body unit 210 from the viewpoint of FIG. Even in the case of the direction, the operator can intuitively recognize the rotation direction and the rotation speed with respect to the operator.

次に、アーム先端部226(ロボットハンド230も含む)の移動方向・移動速度を表す実施例を説明する。
図7は、アーム先端部226がx方向に移動する場合の表示方法を示す説明図である。つまり、アーム先端部226は矢印A方向に移動する場合である。なお、図中、塗りつぶしてある表示画素101は、点灯表示の1例である。このような場合には、表示部110において、移動の基点方向にある表示起点110aと、移動の終点方向にある表示終点110bの表示画素101を点灯し、表示起点110aと表示終点110bの間を表示画素の点灯または点滅を移動させる。そして、点灯・点滅の移動速度がアーム先端部226の移動速度を表す。
Next, an embodiment representing the moving direction and moving speed of the arm tip 226 (including the robot hand 230) will be described.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a display method when the arm tip 226 moves in the x direction. That is, the arm tip 226 moves in the direction of arrow A. In the figure, the filled display pixels 101 are an example of lighting display. In such a case, in the display unit 110, the display pixels 101 of the display start point 110a in the direction of the movement base point and the display end point 110b in the direction of the end point of movement are turned on, The lighting or blinking of the display pixel is moved. The moving speed of lighting / flashing represents the moving speed of the arm tip 226.

ここで、図示するように点灯させる表示画素101のy軸方向の配列を表示起点110aと表示終点110bの間を点灯するようにしても、表示起点110aと表示終点110bの間の1列を点灯するようにしてもよい。例えば、表示起点110aをG(緑色)点灯とし、表示終点110bをR(赤色)点灯というように、点灯色を変えるようにすれば、移動方向と移動速度とをより明確に認識できる。   Here, even if the array of the display pixels 101 to be lit in the y-axis direction is lit between the display start point 110a and the display end point 110b as shown in the drawing, one column between the display start point 110a and the display end point 110b is lit. You may make it do. For example, if the lighting color is changed such that the display start point 110a is G (green) and the display end point 110b is R (red), the moving direction and the moving speed can be recognized more clearly.

図8は、アーム先端部226が移動しつつ、ロボットハンド230が回転する場合の表示方法を示し、(a)は操作者から遠ざかる方向に移動する場合、(b)は操作者に近づく方向に移動する場合を表している。つまり、図8(a)と図8(b)では、アーム先端部226のY軸方向の同じ移動に関して操作者の視点位置が異なる場合を表している。操作者から遠ざかる方向にアーム先端部226が移動する場合には、まず、表示起点110aを点灯させ、表示起点110aから他の表示画素101を放射状に広がるように点灯または点滅させる。   FIG. 8 shows a display method when the arm tip 226 moves and the robot hand 230 rotates. (A) moves in a direction away from the operator, and (b) in a direction closer to the operator. The case of moving is shown. That is, FIG. 8A and FIG. 8B show a case where the operator's viewpoint position is different with respect to the same movement of the arm tip 226 in the Y-axis direction. When the arm tip 226 moves in a direction away from the operator, first, the display start point 110a is turned on, and the other display pixels 101 are turned on or blinked so as to spread radially from the display start point 110a.

このような表示方法では、図8(b)に示すように、図8(a)の視点とは逆方向の表示部110には、表示終点110bを点灯し、他の表示画素101は、表示終点110bに収束するように点灯または点滅させることで、操作者に向かってアーム先端部226が近づいて来ることを認識することができる。そして、点灯・点滅の移動速度がアーム先端部226の移動速度を表す。このような動作表示方法では、遠ざかる場合と、近づく場合とでは、表示画素101の点灯または点滅は表示部110内において連続しており、操作者の視点方向によって放射状に広がっていくか、あるいは収束していくかで判断することができる。   In such a display method, as shown in FIG. 8B, the display end point 110b is lit on the display unit 110 in the direction opposite to the viewpoint of FIG. 8A, and the other display pixels 101 are displayed. By turning on or blinking so as to converge to the end point 110b, it can be recognized that the arm tip 226 is approaching the operator. The moving speed of lighting / flashing represents the moving speed of the arm tip 226. In such an operation display method, lighting or blinking of the display pixel 101 is continuous in the display unit 110 when moving away or approaching, and spreads radially or converges depending on the viewpoint direction of the operator. It can be judged by doing.

図9は、アーム先端部226の姿勢を表示する場合の表示方法を示す説明図である。図9は、アーム先端部226が図示矢印A方向に傾いていく場合を表している。なお、図中、塗りつぶしてある表示画素101は、点灯表示の1例である。このような場合には、表示画素101の点灯をサークル状に回転させることで認識することが可能である。例えば、図示したように、表示画素101を点灯させながら矢印B方向に回転するように表示すば、アーム先端部226が傾き移動していることを認識できる。なお、本体部210に対して図示した視点とは逆方向に視点がある場合にも、表示画素101がアーム先端部226を周回するように配置されていることから、傾き方向を認識できる。そして、点灯・点滅の移動速度がアーム先端部226の移動速度を表す。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing a display method when the posture of the arm tip 226 is displayed. FIG. 9 shows a case where the arm tip 226 is inclined in the direction of the arrow A shown in the figure. In the figure, the filled display pixels 101 are an example of lighting display. In such a case, it is possible to recognize by turning on the display pixel 101 in a circle. For example, as shown in the figure, when the display pixel 101 is turned on and displayed so as to rotate in the direction of arrow B, it can be recognized that the arm tip 226 is tilted. Even when the main body 210 has a viewpoint opposite to the illustrated viewpoint, the tilt direction can be recognized because the display pixel 101 is arranged around the arm tip 226. The moving speed of lighting / flashing represents the moving speed of the arm tip 226.

なお、図6〜図9で説明したロボットの動作表示方法は、操作者がロボット200に対して、概ね一定方向で作業を行う場合を想定し、表示起点110a及び表示終点110bを予め設定しているが、操作者の作業位置は様々になることも考えられる。そこで、本体部210に対する操作者の方向をセンサーが検出したときに、複数の表示画素101のうち、検出された方向の表示画素を特定して表示することが可能である。   The robot operation display method described with reference to FIGS. 6 to 9 assumes that the operator works on the robot 200 in a substantially constant direction, and sets the display start point 110a and the display end point 110b in advance. However, it is conceivable that the work position of the operator varies. Therefore, when the sensor detects the direction of the operator with respect to the main body 210, it is possible to specify and display a display pixel in the detected direction among the plurality of display pixels 101.

図示は省略するが、センサーは、例えば6個の赤外線センサーを本体部210の周囲に配置すれば、操作者の位置を本体部210に対して6方向で検出可能となる。このことによって、操作者の位置に合わせて表示起点110a及び表示終点110bを設定することが可能となる。   Although illustration is omitted, for example, if six infrared sensors are arranged around the main body 210, the position of the operator can be detected in six directions with respect to the main body 210. As a result, the display start point 110a and the display end point 110b can be set according to the position of the operator.

以上説明したロボット200及びこのロボットの動作表示制御方法によれば、アーム先端部226に動作表示部100を備え、動作表示部100は、現在時刻のアーム先端部226の位置・姿勢から、制御部240によって生成されたアーム先端部226の軌道を生成し、現在時刻から次時刻におけるアーム先端部226の移動方向・姿勢、及び移動速度と、ロボットハンド230の回転方向及び回転速度を動作表示部100に示すことができる。このことから、操作者は、動作表示部100によってアーム先端部226の動作を認識でき、危険の回避行動をとることができることから安全な作業を行うことができる。   According to the robot 200 and the operation display control method of the robot described above, the arm tip 226 includes the motion display unit 100, and the motion display unit 100 determines the control unit based on the position / posture of the arm tip 226 at the current time. The trajectory of the arm tip 226 generated by 240 is generated, and the movement display unit 100 displays the movement direction / posture and movement speed of the arm tip 226 from the current time to the next time, and the rotation direction and rotation speed of the robot hand 230. Can be shown. From this, the operator can recognize the operation of the arm tip 226 by the operation display unit 100 and can take a danger avoidance action, and thus can perform a safe operation.

また、動作表示部100は、アーム先端部226を軸回りに周回するよう配置される点灯または点滅可能な複数の表示画素101の集合体で構成されている。このようにすれば、操作者は、本体部210に対してどのような位置にいても、動作表示部100を視認できるという効果がある。   In addition, the operation display unit 100 is configured by an aggregate of a plurality of display pixels 101 that can be turned on or blinked so as to circulate around the arm tip 226 about the axis. In this way, there is an effect that the operator can visually recognize the operation display unit 100 regardless of the position with respect to the main body unit 210.

また、動作表示部100は、複数の表示画素101をアーム先端部226の移動方向に沿うように順次点灯、または順次点滅させ、アーム先端部226の移動速度の大小に合わせて点灯速度、または点滅速度を変化させる。従って、操作者は、表示画素101の点灯または点滅の移動方向によってアーム先端部226の移動方向を認識でき、点灯または点滅の移動速度によってアーム先端部226の移動速度の両方を直感的に認識することができる。   In addition, the operation display unit 100 sequentially turns on or blinks the plurality of display pixels 101 along the movement direction of the arm tip 226, and turns on or blinks according to the moving speed of the arm tip 226. Change the speed. Therefore, the operator can recognize the moving direction of the arm tip 226 based on the lighting or blinking moving direction of the display pixel 101 and intuitively recognize both the moving speed of the arm tip 226 based on the lighting or blinking moving speed. be able to.

また、表示画素101の点灯または点滅は、動作表示部100の回りに周回させていることから、アーム先端部226が、操作者から遠ざかる方向に移動することを認識可能なとき、本体部210に対して反対側にいる他の操作者はアーム先端部226が自分に近づく方向に移動していることを認識することができる。   In addition, since the display pixel 101 is turned on or blinking around the operation display unit 100, when the arm tip 226 can be recognized to move away from the operator, On the other hand, the other operator on the opposite side can recognize that the arm tip 226 is moving in the direction approaching him.

さらに、ロボット200は、本体部210の周囲に操作者の方向を検出する複数の赤外線センサーをさらに備えている。赤外線センサーによる操作者の位置を検出し、この検出結果に基づき、複数の表示画素101のうち、操作者を検出した方向の表示画素101を特定して表示することによって、アーム先端部226の移動方向を操作者視点で表示することができる。従って、操作者に向かう位置に表示起点110aを特定し、反対側に表示終点を表示することができる。   Further, the robot 200 further includes a plurality of infrared sensors that detect the direction of the operator around the main body 210. The position of the operator by the infrared sensor is detected, and based on the detection result, the display pixel 101 in the direction in which the operator is detected is identified and displayed among the plurality of display pixels 101, thereby moving the arm tip 226. The direction can be displayed from the operator's viewpoint. Therefore, it is possible to specify the display start point 110a at a position toward the operator and display the display end point on the opposite side.

また、ロボット200の動作表示制御方法は、アーム先端部226の現在時刻の姿勢・位置をロボット座標を基準に、教示内容に基づき次時刻における移動軌跡を生成し、アーム先端部226が現在時刻位置から次時刻位置に移動していく際に、移動方向・姿勢、及び移動速度を動作表示部100に示すことから、作業者は、動作表示部100によってアーム先端部の動作を直感的に認識でき、安全に作業することができる。   Further, the operation display control method of the robot 200 generates a movement trajectory at the next time based on the teaching content with the posture / position of the arm tip 226 at the current time as a reference, and the arm tip 226 is moved to the current time position. When moving from one position to the next time position, the movement display unit 100 shows the movement direction / posture and movement speed on the movement display unit 100, so that the operator can intuitively recognize the movement of the arm tip by the movement display unit 100. Can work safely.

100…動作表示部、101…表示画素、110,120…表示部、200…ロボット、220…ロボットアーム、226…アーム先端部、240…制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Operation | movement display part, 101 ... Display pixel, 110,120 ... Display part, 200 ... Robot, 220 ... Robot arm, 226 ... Arm tip part, 240 ... Control part.

Claims (7)

ロボットアームと、
前記ロボットアームの動作を制御する制御部と、
前記ロボットアームに配置され、且つ現在時刻の前記ロボットアームの位置・姿勢を基準に、前記制御部によって生成された前記ロボットアームの軌道に基づき、現在時刻から次時刻における前記ロボットアームの移動方向及び移動速度を表示する動作表示部と、
が備えられていることを特徴とするロボット。
A robot arm,
A control unit for controlling the operation of the robot arm;
The movement direction of the robot arm from the current time to the next time based on the trajectory of the robot arm generated by the control unit with reference to the position and orientation of the robot arm at the current time and arranged on the robot arm. An operation display for displaying the moving speed;
A robot characterized by being equipped with.
前記動作表示部は、点滅可能な複数の表示画素で構成されていること、
を特徴とする請求項1に記載のロボット。
The operation display unit is composed of a plurality of display pixels capable of blinking;
The robot according to claim 1.
前記動作表示部は、前記表示画素を前記ロボットアームの移動方向に沿うように順次点灯、または順次点滅させ、
前記ロボットアームの移動速度の大小に合わせて点灯速度、または点滅速度を変化させること、
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のロボット。
The operation display unit sequentially turns on or blinks the display pixels along the moving direction of the robot arm,
Changing the lighting speed or blinking speed according to the moving speed of the robot arm;
The robot according to claim 1 or 2, wherein
前記表示画素は、前記動作表示部を周回するように点灯または点滅させること、
を特徴とする請求項3に記載のロボット。
The display pixel is lit or blinked so as to go around the operation display unit,
The robot according to claim 3.
前記動作表示部は、前記ロボットアームの動作範囲が大きい位置に配置されていること、
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のロボット。
The movement display unit is disposed at a position where the movement range of the robot arm is large;
The robot according to any one of claims 1 to 4, wherein:
前記ロボットアームに対する操作者がいる方向を検出するセンサーをさらに備え、
前記センサーの検出結果に基づき、前記複数の表示画素のうち、検出された前記操作者がいる方向の前記表示画素を特定して表示すること、
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のロボット。
A sensor for detecting a direction in which an operator with respect to the robot arm is present;
Based on the detection result of the sensor, among the plurality of display pixels, specifying and displaying the display pixels in the direction in which the detected operator is present,
The robot according to any one of claims 1 to 4, wherein:
ロボット座標を基準に順変換処理によってロボットアームの軌道を生成し、前記ロボットアームを駆動することと、
教示内容に基づき、現在時刻から次時刻における前記ロボットアームの先端部の軌道を生成することと、
現在時刻から次時刻における前記ロボットアームの移動方向及び移動速度を、動作表示部の表示内容に変換することと、
前記動作表示部で、移動方向及び移動速度を表示することと、
を含むことを特徴とするロボットの動作表示制御方法。
Generating a trajectory of the robot arm by forward conversion processing based on the robot coordinates, and driving the robot arm;
Based on the teaching content, generating a trajectory of the tip of the robot arm from the current time to the next time;
Converting the moving direction and moving speed of the robot arm from the current time to the next time into the display content of the action display unit;
Displaying the moving direction and moving speed on the operation display unit;
A robot motion display control method comprising:
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