JP2016059974A - ロボット操作装置、ロボットシステム、及びロボット操作プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
ロボット操作装置4は、タッチパネル17とタッチ操作検出部15と動作指令生成部16とを備える。動作指令生成部16は、第1操作判断処理と第2操作判断処理と操作対象決定処理と動作指令生成処理とを行う。第1操作判断処理は、タッチ操作検出部15で検出したタッチ操作が第1操作である場合にその第1操作の操作方向を判断する。第2操作判断処理は、タッチ操作検出部15で検出したタッチ操作が第2操作である場合にその第2操作の操作方向と操作量とを判断する。操作対象決定処理は、第1操作の操作方向に基づいて、操作対象とする駆動軸又は動作態様を決定する。動作指令生成処理は、ロボットの移動量を第2操作の操作量に応じて決定してロボットを移動させるための動作指令を生成する。
【選択図】図3
Description
請求項1に記載のロボット操作装置は、ユーザからタッチ操作の入力を受けるタッチパネルと、タッチパネルに入力された平面方向のタッチ操作を検出することができるタッチ操作検出部と、タッチ操作検出部の検出結果に基づいてロボットを動作させるための動作指令を生成する動作指令生成部と、を備える。つまり、ロボット操作装置は、ロボットの手動操作をタッチ操作により実現するものである。このロボット操作装置の操作対象となるロボットは、複数の駆動軸を有する多関節型のロボットである。このような多関節型のロボットを手動操作する場合、ロボットの手先を基準として複数の駆動軸を組み合わせて駆動させるか、又は各駆動軸を個別に駆動させるか、のいずれかの態様が考えられる。以下の説明では、前者のロボットの手先を基準とした態様を手先系の動作と称し、後者の各駆動軸を個別に駆動させる態様を各軸系の動作と称する。
請求項2に記載のロボット操作装置によれば、タッチパネルは、相互に重ならないように設定された2つの領域である第1領域と第2領域とを有している。動作指令生成部は、第1操作判断処理において、タッチパネルに対するタッチ操作が第1領域内におけるドラッグ操作である場合に第1操作であると判断する。また、動作指令生成部は、第2操作判断処理において、タッチパネルに対するタッチ操作が第2領域内におけるドラッグ操作である場合に第2操作であると判断する。
請求項3に記載のロボット操作装置によれば、動作指令生成部は、タッチ操作検出部において1点を所定時間以上タッチ操作する長押し操作を検出しその後当該長押し操作に続いてドラッグ操作が検出された場合に、そのドラッグ操作が第1操作であると判断する。また、動作指令生成部は、長押し操作の検出をすることなくドラッグ操作を検出した場合に、そのドラッグ操作が第2操作であると判断する。
請求項4に記載のロボット操作装置によれば、動作指令生成部は、第1操作判断処理において、タッチパネルに対するタッチ操作がタッチパネル上における縦方向及び縦方向に直交する横方向に対して傾斜する方向へのドラッグ操作である場合に第1操作であると判断する。また、動作指令生成部は、第2操作判断処理において、タッチパネルに対するタッチ操作が縦方向又は横方向へのドラッグ操作である場合に第2操作であると判断する。
請求項5に記載のロボット操作装置は、操作判断処理と、速度算出処理と、動作指令生成処理と、を行うことができる。操作判断処理は、タッチ操作検出部で検出したタッチ操作がドラッグ操作である場合にそのドラッグ操作による指の移動量を判断する処理である。速度算出処理は、操作判断処理で判断した指の移動量に基づいてロボットの移動速度を算出する処理である。動作指令生成処理は、速度算出処理で算出した移動速度でロボットを移動させるための動作指令を生成する処理である。
請求項6に記載のロボット操作装置によれば、動作指令生成部は、指の移動量に基づいてロボットの移動距離を算出する移動量算出処理を行うことができる。これによれば、ユーザは、ドラッグ操作による指の移動量を調整することにより、ロボットの移動量つまり移動距離を調整することができる。さらに、このロボット操作装置において、速度算出処理は、指の移動量をドラッグ操作の入力に要した時間で除した値に基づいて、ロボットの移動速度を決定する処理である。これによれば、ユーザは、ドラッグ操作の入力に要する時間を調整することで、ロボットの移動速度を調整することができる。
請求項7に記載のロボット操作装置によれば、動作指令生成部は、操作判断処理と、移動量決定処理と、を行うことができる。操作判断処理は、タッチ操作検出部で検出したドラッグ操作の指の移動量を判断する処理である。移動量決定処理は、操作判断処理で判断したドラッグ操作の指の移動量を拡大又は縮小してロボットの移動量を決定するための倍率について、ドラッグ操作が操作開始点から第1区間を通過するまでは倍率を1より小さい一定の値である第1倍率に設定し、ドラッグ操作が第1区間を通過した後は倍率を第1倍率より大きい値に設定して、ロボットの移動量を決定する処理である。
請求項8に記載のロボット操作装置によれば、移動量決定処理は、ドラッグ操作の指の移動が第1区間を通過してから第2区間を通過するまでは倍率を第2倍率に設定し、ドラッグ操作の指の移動が第2区間を通過した後は倍率を一定値である第3倍率に設定して、ロボットの移動量を決定する処理である。これによれば、ユーザは、第1区間内でドラッグ操作を繰り返すことにより、1より小さい第1倍率でロボットを動作(微動)させることができる。また、ユーザは、第1区間を超えてドラッグ操作を行うことにより、第1倍率よりも大きい第2倍率又は第3倍率でロボットを動作(粗動)させることができる。
請求項9に記載のロボットシステムは、4軸水平多関節型のロボットと、ロボットの動作を制御するコントローラと、請求項1から8のいずれか一項に記載のロボット操作装置とを備えている。4軸水平多関節型のロボットは、各軸系の動作を行うことが可能である。一方、ロボット操作装置は、前述したとおり、ユーザによる手動操作に従い、各軸系の動作を行うための動作指令を生成することができる。従って、本手段によれば、操作対象となるロボットに必要な動作について、手動による操作で実現することができる。
請求項10に記載のロボットシステムは、6軸垂直多関節型のロボットと、ロボットの動作を制御するコントローラと、請求項1から8のいずれか一項に記載のロボット操作装置とを備えている。6軸垂直多関節型のロボットも、各軸系の動作が可能である。一方、ロボット操作装置は、前述したとおり、ユーザによる手動操作に従い、各軸系の動作を行うための動作指令を生成することができる。従って、本手段によれば、操作対象となるロボットに必要な動作について、手動による操作で実現することができる。
請求項11に記載のロボット操作プログラムは、請求項1に記載のロボット操作装置を実現するものである。これによれば、請求項11に記載のロボット操作プログラムを、例えばタッチパネルを備える汎用のタブレットPC等によって実行することで、汎用のタブレットPC等に、上述したロボット操作装置としての機能を付加することができる。
以下、第1実施形態について図1〜図6を参照しながら説明する。
図1は、一般的な産業用ロボットのシステム構成を示している。図1に示すロボットシステム1は、ロボット2、コントローラ3およびティーチングペンダント4(ロボット操作装置に相当)により構成されている。ロボット2は、例えば4軸の水平多関節型ロボットとして構成されている。ロボット2は、固有のロボット座標系(X軸、Y軸およびZ軸からなる三次元直交座標系)に基づいて動作する。本実施形態では、ロボット座標系は、ベース5の中心を原点Oとし、作業台Pの上面をX−Y平面とし、そのX−Y平面と直交する座標軸をZ軸として定義されている。作業台Pの上面は、ロボット2を設置するための設置面である。この場合、その設置面が動作基準面に相当する。なお、動作基準面としては、設置面に限らずともよく、任意の平面であってもよい。
ティーチングペンダント4は、前述した通信インターフェイス10、表示部12およびキースイッチ13に加え、制御部14、タッチ操作検出部15、及び動作指令生成部16を備えている。制御部14は、例えばCPU141や、ROM、RAM、および書き換え可能なフラッシュメモリなどの記憶領域142を有するマイクロコンピュータを主体に構成されており、ティーチングペンダント4の全体を制御する。記憶領域142は、ロボット操作プログラムを記憶している。制御部14は、CPU141においてロボット操作プログラムを実行することにより、タッチ操作検出部15および動作指令生成部16などを、ソフトウェアによって仮想的に実現する。なお、これらタッチ操作検出部15及び動作指令生成部16は、例えば制御部14と一体の集積回路としてハードウェア的に実現してもよい。
次に、第2実施形態について図7〜図9を参照して説明する。第2実施形態では、第1実施形態に対して対象とするロボットの種類を変更している。なお、図8及び図9中の白抜きの円及び白抜きの矢印の意味は、図4及び図5と同様である。また、図8及び図9における方向の定義も、図4及び図5と同様である。
次に、第3実施形態について図10〜図12を参照して説明する。
本実施形態では、上記各実施形態に対して、第1操作の具体的態様が異なる。本実施形態のタッチパネル17の領域は、第1領域171と第2領域とに分かれていない。本実施形態において、動作指令生成部16は、長押し操作を検出しその後当該長押し操作に続いてドラッグ操作が検出された場合に、そのドラッグ操作が第1操作であると判断する。また、動作指令生成部16は、長押し操作の検出をすることなくドラッグ操作を検出した場合に、そのドラッグ操作が第2操作であると判断する。長押し操作とは、タッチパネル17上の1点を所定時間、例えば1秒以上、タッチパネル17から指を離すことなくタッチ操作し続ける操作をいう。
次に、第4実施形態について、図13及び図14を参照して説明する。
本実施形態では、上記各実施形態に対して、第1操作の具体的態様が異なる。本実施形態のタッチパネル17の領域は、第1領域171と第2領域とに分かれていない。動作指令生成部16は、第1操作判断処理において、図13の破線矢印Aで示すように、タッチパネル17に対するタッチ操作がタッチパネル17上の縦方向及び横方向に対して傾斜する方向へのドラッグ操作(以下、斜め方向へのドラッグ操作と称する)である場合に、第1操作であると判断する。また、動作指令生成部16は、第2操作判断処理において、図13の実線矢印Bで示すように、タッチパネル17に対するタッチ操作がタッチパネル17上の縦方向又は横方向へのドラッグ操作である場合に、第2操作であると判断する。
次に、第5実施形態について、図15及び図16を参照して説明する。本実施形態は、第2操作によるロボット2、22の移動速度及び移動量の決定に関するものである。本実施形態において、動作指令生成部16は、操作判断処理と、速度算出処理と、動作指令生成処理と、を行うことができる。操作判断処理は、タッチ操作検出部15で検出したタッチ操作が第2操作(いわゆるジェスチャ操作)である場合に、その第2操作による指の移動量を判断する処理である。速度算出処理は、操作判断処理で判断した指の移動量に基づいてロボット2、22の移動速度を算出する処理である。動作指令生成処理は、速度算出処理で算出した移動速度でロボット2、22を移動させるための動作指令を生成する処理である。
次に、第6実施形態について、図17及び図18も参照して説明する。本実施形態は、ロボット2、22の動作を、操作入力に対してほぼリアルタイムで実行するための構成である。すなわち、上記第5実施形態では、ドラッグ操作の入力が終了した後に、ロボット2、22の動作が行われる。そのため、ロボット2、22の動作は、ドラッグ操作の終了後になる。したがって、ユーザによるドラッグ操作の入力と、ロボット2、22の実際の動作とに、時間差が生じる。一方、本実施形態において、制御部14は、ドラッグ操作が終了する前であっても、ロボット2、22の動作指令を適宜生成する。したがって、ロボット2、22の実際の動作は、ユーザによるドラッグ操作の入力に対して、ほぼリアルタイムで行われる。
次に、第7実施形態について、図19から図21を参照して説明する。本実施形態は、第2操作に係るドラッグ操作の操作量とロボット2、22の移動量との間の倍率に関するものである。なお、図19では、ドラッグ操作の開始地点Spから終了地点Epまでのドラッグ操作の操作量をLとしている。
f2=0.099×(L−50)+0.1・・・(式1)
f2=0.0099×(L−50)+0.01・・・(式2)
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。本発明は、例えば次のような変形または拡張が可能である。
本発明のロボット操作装置は、4軸水平多関節型のロボット2および6軸垂直多関節型のロボット22に限らず、種々のロボットを手動操作する際に用いることができる。
また、上記各実施形態において、第1操作及び第2操作の操作方向は、上述したものに限られず、種々の変更が可能である。
Claims (11)
- ユーザからタッチ操作の入力を受けるタッチパネルと、
前記タッチパネルに入力された平面方向のタッチ操作を検出することができるタッチ操作検出部と、
前記タッチ操作検出部の検出結果に基づいて複数の駆動軸を有する多関節型のロボットを動作させるための動作指令を生成する動作指令生成部と、を備え、
前記動作指令生成部は、
前記タッチ操作検出部で検出したタッチ操作が所定の態様のドラッグ操作である第1操作であるか否か、及び前記タッチ操作が前記第1操作である場合にその第1操作の操作方向を判断する第1操作判断処理と、
前記タッチ操作検出部で検出したタッチ操作が前記第1操作と異なる態様のドラッグ操作である第2操作であるか否か、及び前記タッチ操作が前記第2操作である場合にその第2操作の操作方向と操作量とを判断する第2操作判断処理と、
前記第1操作の操作方向に基づいて、複数の前記駆動軸の中から操作対象とする駆動軸を決定し、又は前記ロボットの複数の動作態様の中から操作対象とする動作態様を決定する操作対象決定処理と、
操作対象の駆動軸又は動作態様による前記ロボットの移動量を前記第2操作の操作量に応じて決定して前記ロボットを移動させるための動作指令を生成する動作指令生成処理と、
を行うことができるロボット操作装置。 - 前記タッチパネルは、相互に重ならないように設定された2つの領域である第1領域と第2領域とを有し、
前記動作指令生成部は、
前記第1操作判断処理において、前記タッチパネルに対するタッチ操作が前記第1領域内におけるドラッグ操作である場合に前記第1操作であると判断し、
前記第2操作判断処理において、前記タッチパネルに対するタッチ操作が前記第2領域内におけるドラッグ操作である場合に前記第2操作であると判断する、
請求項1に記載のロボット操作装置。 - 前記動作指令生成部は、
前記タッチ操作検出部において1点を所定時間以上タッチ操作する長押し操作を検出しその後当該長押し操作に続いてドラッグ操作が検出された場合に、そのドラッグ操作が前記第1操作であると判断し、前記長押し操作の検出をすることなくドラッグ操作を検出した場合に、そのドラッグ操作が前記第2操作であると判断する、
請求項1に記載のロボット操作装置。 - 前記動作指令生成部は、
前記第1操作判断処理において、前記タッチパネルに対するタッチ操作が前記タッチパネル上における縦方向及び前記縦方向に直交する横方向に対して傾斜する方向へのドラッグ操作である場合に前記第1操作であると判断し、
前記第2操作判断処理において、前記タッチパネルに対するタッチ操作が前記縦方向又は前記横方向へのドラッグ操作である場合に前記第2操作であると判断する、
請求項1に記載のロボット操作装置。 - 前記動作指令生成部は、
前記第2操作における指の移動量に基づいて前記ロボットの移動速度を算出する速度算出処理、
を行うことができる請求項1から4のいずれか一項に記載のロボット操作装置。 - 前記動作指令生成部は、前記指の移動量に基づいて前記ロボットの移動距離を算出する移動量算出処理を行うことができ、
前記速度算出処理は、前記指の移動量を前記ドラッグ操作の入力に要した時間で除した値に基づいて前記ロボットの移動速度を決定する処理である、
請求項5に記載のロボット操作装置。 - 前記動作指令生成部は、
前記タッチ操作検出部で検出したドラッグ操作の指の移動量を判断する操作判断処理と、
前記ドラッグ操作の実際の操作量を拡大又は縮小して前記ロボットの移動量を決定するための倍率について、前記ドラッグ操作が操作開始点から第1区間を通過するまでは前記倍率を1より小さい一定の値である第1倍率に設定し、前記ドラッグ操作が前記第1区間を通過した後は前記倍率を前記第1倍率より大きい値に設定して、前記ロボットの移動量を決定する移動量決定処理と、
を行うことができる請求項1から6のいずれか一項に記載のロボット操作装置。 - 前記移動量決定処理は、前記ドラッグ操作が前記第1区間を通過してから第2区間を通過するまでは前記倍率を第2倍率に設定し、前記ドラッグ操作が前記第2区間を通過した後は前記倍率を一定値である第3倍率に設定して、前記ロボットの移動量を決定する処理であり、
前記第2倍率は、前記第1倍率から前記第3倍率までの範囲で、前記ドラッグ操作の操作量に応じて連続的に増加する値である、
請求項7に記載のロボット操作装置。 - 4軸水平多関節型のロボットと、
前記ロボットの動作を制御するコントローラと、
請求項1から8のいずれか一項に記載のロボット操作装置と、
を備えていることを特徴とするロボットシステム。 - 6軸垂直多関節型のロボットと、
前記ロボットの動作を制御するコントローラと、
請求項1から8のいずれか一項に記載のロボット操作装置と、
を備えていることを特徴とするロボットシステム。 - ユーザからタッチ操作の入力を受けるタッチパネルと、
前記タッチパネルに入力された平面方向のタッチ操作を検出することができるタッチ操作検出部と、
を備えるロボット操作装置に組み込まれたコンピュータに実行されるロボット操作プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記タッチ操作検出部で検出したタッチ操作が所定の態様のドラッグ操作である第1操作であるか否か、及び前記タッチ操作が前記第1操作である場合にその第1操作の操作方向を判断する第1操作判断処理と、
前記タッチ操作検出部で検出したタッチ操作が前記第1操作と異なる態様のドラッグ操作である第2操作であるか否か、及び前記タッチ操作が前記第2操作である場合にその第2操作の操作方向と操作量とを判断する第2操作判断処理と、
前記第1操作の操作方向に基づいて、複数の前記駆動軸の中から操作対象とする駆動軸を決定し、又は前記ロボットの複数の動作態様の中から操作対象とする動作態様を決定する操作対象決定処理と、
操作対象の駆動軸又は動作態様による前記ロボットの移動量を前記第2操作の操作量に応じて決定して前記ロボットを移動させるための動作指令を生成する動作指令生成処理と、
を実行させるロボット操作プログラム。
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