JP2019126895A - ロボット制御装置及びロボットシステム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1実施形態におけるロボットシステムを示す斜視図である。このロボットシステムは、カメラ30と、搬送装置50と、ロボット100と、ロボット制御装置200と、を備えている。ロボット100とロボット制御装置200は、ケーブル又は無線を介して通信可能に接続される。
(1)メインビュー領域MV:後述する動作オブジェクト及び条件分岐オフジェクトの選択肢や、制御プログラムの実行結果などを表示する領域である。
(2)動作フロー作成領域FL:複数のオブジェクトがグラフィカルに配置された動作フローを編集可能に表示する領域である。なお、動作フローで表される作業を「シーケンス」とも呼ぶ。
(3)シーケンス表示領域SQ:シーケンスのツリー構造を表示する領域である。
(4)パラメーター設定領域PR:作業全体に関する作業パラメーターや、個々の動作に関する動作パラメーターの設定を行うための領域である。
(5)結果領域RS:制御プログラムの実行結果を表示する領域である。
(6)実行指示領域RN:制御プログラムの実行を指示するための領域である。
(1)シーケンス名設定領域F21:新たなシーケンスの名称を設定するための領域である。図6Bの例では、シーケンス名が「Seq1」と入力されている。
(2)ロボット選択領域F22:使用するロボットのタイプを複数の選択肢から選択するための領域である。図6Bの例では、「RB1」というタイプのロボットが選択されている。
(3)シーケンスコピー指示領域F23:既に作成済みのシーケンスをコピーすることを指定するための領域である。この領域には、例えば、予めメモリー220内に登録されている複数のシーケンスのシーケンス名がプルダウンメニューとして表示される。シーケンスコピーを使用する場合には、図6Cで説明する設定は不要となり、後述する図6Dの画面に移行する。
(1)メインビュー領域MV:
動作フローを構成する動作や条件分岐の分類を示す複数のカテゴリーと、各カテゴリーに属するオブジェクトの名称及びアイコンと、オブジェクトの内容の説明と、オブジェクトの概要を示す図とが表示される。メインビュー領域MVに表示されたオブジェクトは、ドラッグアンドドロップ等の操作によって動作フロー作成領域FL内の動作フローに任意に追加可能である。
(2)動作フロー作成領域FL:
1つ以上のオブジェクトがグラフィカルに配置された動作フローが編集可能に表示される。図6Dに示すように、動作フローの作成の開始時には、シーケンスのラベルを示すシーケンスブロックSB1のみが動作フロー作成領域FL内に配置される。
(3)シーケンス表示領域SQ:
動作フロー作成領域FLに表示されたシーケンスのツリー構造が表示される。
(4)パラメーター設定領域PR:
動作フロー作成領域FLに配置されたブロックのいずれかが選択されると、選択されたブロックに対するパラメーターが表示される。
接触動作の分類は、接触オブジェクトを含む。図8Aに示すように、接触オブジェクトでは、エンドエフェクター140で保持したワークWKaを指定方向DDに移動させ、力検出器130で反力を検出した時にエンドエフェクター140を停止させる。なお、図8Aに示したワークWKa,WKbは、図1に示したワークWK1,WK2とは無関係であり、動作の概要を説明するための仮想的なワークである。この点は、後述する図8B〜図8Dも同様である。
倣い動作の分類は、以下の3種類の動作オブジェクトを含む。
(a)脱力オブジェクト:指定軸の力が0になるように倣う動作である。
図8Bに示すように、脱力オブジェクトでは、指定軸の力が0になるように倣う動作が実行される。図8Bの例では、ワークWKa,WKb間のz軸方向の力が0でないときに−z方向にエンドエフェクター140を戻すことにより、力検出器130で検出されるz軸方向の力を0にしている。
(b)倣い移動オブジェクト:指定軸の力を0にするように倣いながら指定軌道を動く動作である。
(c)面合わせオブジェクト:指定方向に角度を倣いながら押し付けて、面と面とを合わせる動作である。
探り動作の分類は、以下の2種類の動作オブジェクトを含む。
(a)押付け探りオブジェクト:押付ながら指定された軌跡で探って穴を見つける動作である。
図8Cに示すように、押付け探りオブジェクトでは、エンドエフェクター140で保持したワークWKaを指定方向に押付けながら、指定方向の力がゼロとなる位置を探り、穴Hbの位置で停止させる。探りの軌跡としては、直線軌跡や螺旋軌跡などの複数の候補の中から1つの軌跡を選択することが可能である。
(b)接触探りオブジェクト:接触動作を繰り返して穴を見つける動作である。
押付け動作の分類は、以下の2種類の動作オブジェクトを含む。
(a)押付け(単純押付け)オブジェクト:指定方向に指定の力で押し付ける動作である。この動作では、他の指定軸については「倣う」動作を実行させることも可能である。
(b)押付け移動オブジェクト:指定方向に指定の力で押し付けながら移動する動作である。この動作では、他の指定軸については「倣う」動作を実行させることも可能である。図8Dに示すように、押付け移動オブジェクトでは、指定方向DDにエンドエフェクター140を移動させて指定の力で押付け、その後、指定の力での押付けを維持しながら(すなわち、倣いながら)指定方向と異なる方向に移動する。図8Dの例では、エンドエフェクター140で保持したワークWKaをワークWKbの穴Hbに挿入する動作が、押付け移動によって実行されている。
(1)動作を定義する動作パラメーターの例
・接触方向:−Z方向(接触方向は、作業パラメーターとして設定された嵌合方向から自動的に設定される。)
・接触予定距離:10mm
・動作速度:5mm/s
・接触時の力制御ゲイン:1.0
(2)終了条件の例
力の閾値:5N(5Nを超えると動作を停止する)
(3)成否判定条件の例
・成否判定条件:タイムアウト時間=3秒(タイムアウト時間までに終了条件を満たした場合には動作が成功したものと判定し、終了条件を満たさなかった場合には動作が失敗したものと判定する。)
・失敗時動作:シーケンスを継続(動作が失敗したと判定された場合にどのように進めるかを指定する。シーケンスの継続又はシーケンスの終了を指定可能である。)
(1)条件分岐の判定条件の例
・判定対象オブジェクト:Contact01(判定対象オブジェクトの結果に応じて、条件分岐が実行される。)
・条件分岐の判定が真になる条件:動作の成功(判定対象オフジェクトの動作が成功した場合と、判定対象オフジェクトの動作が失敗した場合のいずれかを指定可能である。)
(2)条件分岐の移行先の例
・判定が真のときの移行先:PressProbe01(動作フロー中の任意の位置を指定可能である。)
・判定が偽のときの移行先:PressMove01(動作フロー中の任意の位置を指定可能である。)
(1)動作を定義する動作パラメーターの例
・経路:螺旋(探る経路として、螺旋又は直線を指定可能である)
・経路形状:
・・螺旋の直径:5mm
・・螺旋のピッチ:1mm
・動作速度:5mm/s
・押付け方向:−Z方向(押付け方向は、作業パラメーターとして設定された嵌合方向から自動的に設定される。)
・押付力:3N
・押付け中の力制御ゲイン:2.0
(2)終了条件の例
下記条件C1とC2のアンド条件とする:
・条件C1:力の閾値(力の閾値を下回ったこと)
・条件C2:位置移動量の閾値(オブジェクト開始位置から閾値を超えた範囲に移動したこと)
(3)成否判定条件の例
・成否判定条件:経路終了までに終了条件を満たした場合には動作が成功したものと判定し、終了条件を満たさなかった場合には失敗したものと判定する。
・失敗時動作:シーケンスを終了
(1)動作を定義する動作パラメーターの例
・経路:直線
・移動方向:−Z方向(移動方向は、作業パラメーターとして設定された嵌合方向から自動的に設定される。)
・移動距離:30mm
・移動速度:10mm/s
・Fx,Fy,Fz方向の力制御:倣い
・Fz方向の力制御:3N押付け
・Tx,Ty方向の力制御:倣い
・Tz方向の力制御:オフ
・力制御ゲイン:Fxのゲインは1,Fyのゲインは1,Fzのゲインは2,Txのゲインは300,Tyのゲインは300
(2)終了条件の例
下記条件C1,C2のアンド条件とする:
・条件C1:力の許容値(押付け方向の力の範囲が目標力±許容値の範囲内であること)
・条件C2:位置移動量の閾値(オブジェクト開始位置から閾値を超えた範囲に移動したこと)
(3)成否判定条件の例
・成否判定条件:経路終了までに終了条件を満たした場合には動作が成功したものと判定し、終了条件を満たさなかった場合には失敗したものと判定する。
・失敗時動作:シーケンスを終了
(1)動作フローを低級言語の制御プログラムに変換する。教示者は、変換された低級言語の制御プログラムを、自分で別個に記述した高級言語の制御プログラムから呼び出して実行する。この場合には、教示者が作業シーケンスを作成した後に、教示者が別個に記述する高級言語の制御プログラムの中で、例えば"FGRun シーケンス名"と記述することによって、そのシーケンスの制御プログラムが呼び出されて実行される。これは、最も基本的な実行方法である。
(2)動作フローを高級言語の制御プログラムに変換して、それを実行する。
(3)動作フローを低級言語の制御プログラムに変換して、それを直接実行する。
以下の説明では、主として上記(2)の方法で実行する場合を説明する。
他の実施形態として、以下の形態を順次説明する。
(1)動作パラメーターの表示及び入力に関する制限
(2)作業の中断許可タイミングの設定
これらの形態は、上述した第1実施形態に任意に適用可能である。
・設定S1e:「動作中の中断」の許可
その動作の実行中にロボット制御装置200が一時停止信号を受けた時に、直ちに作業を中断することを意味する。一時停止信号は、ロボット100の作業の一時停止を要求する信号であり、例えば、安全扉が開いたことを検知するセンサーからの信号や、人の接近を検知したことを検知するセンサーからの信号などである。
・設定S1n:「動作中の中断」の不許可
その動作の実行中にロボット制御装置200が一時停止信号を受けても直ちに作業を中断せず、その後に「動作中の中断」又は「動作後の中断」が許可と設定されているタイミングまで作業を継続することを意味する。
・設定S2e:「動作後の中断」の許可
その動作の実行中にロボット制御装置200が一時停止信号を受けた時に、その動作の終了時に作業を中断することを意味する。
・設定S2n:「動作後の中断」の不許可
その動作の実行中にロボット制御装置200が一時停止信号を受けてもその動作の終了時に作業を中断せず、その後に「動作中の中断」又は「動作後の中断」が許可と設定されているタイミングまで作業を継続することを意味する。
Claims (13)
- 力検出器を備えるロボットの作業の制御プログラムを作成するロボット制御装置であって、
作業の動作フローを作成するための動作フロー作成領域を含む入力画面を表示装置に表示させる表示制御部と、
作成された動作フローを制御プログラムに変換する変換部と、
前記制御プログラムを実行して前記ロボットを制御する制御実行部と、
を備え、
前記入力画面は、力制御を利用した動作を含む複数の動作を示す複数の動作オブジェクトと、条件分岐を示す1つ以上の条件分岐オブジェクトと、を選択肢として表示するように構成されており、
前記動作フロー作成領域は、前記複数の動作オブジェクトから選択された動作オブジェクトと、前記条件分岐オブジェクトと、をグラフィカルに配置することによって、前記条件分岐を含む動作フローを作成するように構成されている、ロボット制御装置。 - 請求項1に記載のロボット制御装置であって、
前記入力画面は、更に、前記動作フローに含まれる各動作オブジェクトについて、当該動作オブジェクトで示される動作を定義するパラメーターを設定するパラメーター設定領域を含む、
ロボット制御装置。 - 請求項2に記載のロボット制御装置であって、
前記表示制御部は、前記力検出器を用いる第1種作業とカメラを用いる第2種作業のために、互いに異なる第1種入力画面と第2種入力画面を前記入力画面として表示させ、
前記第1種入力画面と前記第2種入力画面は、前記動作フロー作成領域と前記パラメーター設定領域との相対的位置関係が同一に構成されている、ロボット制御装置。 - 請求項2又は3に記載のロボット制御装置であって、
前記パラメーター設定領域は、更に、前記動作を終了させるための終了条件を定義するパラメーターと、前記動作が成功したか否かを判定するための成否判定条件を定義するパラメーターと、を設定するように構成されている、ロボット制御装置。 - 請求項4に記載のロボット制御装置であって、
前記力検出器を使用する作業について、前記終了条件または前記成否判定条件は、前記力検出器で測定される力の周波数に基づいて判定を実行する条件を含む、ロボット制御装置。 - 請求項2〜5のいずれか一項に記載のロボット制御装置であって、
前記表示制御部は、前記パラメーター設定領域に設定されたパラメーターの中に許容されないパラメーター値が含まれるときに、前記動作フロー作成領域において、前記許容されないパラメーター値が設定された動作を示す動作オブジェクトにアラームを表示させる、ロボット制御装置。 - 請求項2〜6のいずれか一項に記載のロボット制御装置であって、
前記表示制御部は、前記動作フローに含まれる各動作オブジェクトについて前記パラメーター設定領域内に複数のパラメーターを表示し、当該動作オブジェクトに対して1つ以上のパラメーターが設定されると、設定されたパラメーターに応じて不要となった他のパラメーターを設定不可状態に変更する、
ロボット制御装置。 - 請求項7に記載のロボット制御装置であって、
前記表示制御部は、前記ロボット制御装置に接続されたロボットの種類を識別し、識別されたロボットの種類に応じて不要となったパラメーターを設定不可状態とする、ロボット制御装置。 - 請求項7または8に記載のロボット制御装置であって、
前記表示制御部は、前記ロボットに備えられているセンサーの種類とを識別し、識別されたセンサーの種類に応じて不要となったパラメーターを設定不可状態とする、ロボット制御装置。 - 請求項2〜7のいずれか一項に記載のロボット制御装置であって、
前記表示制御部は、前記作業の作業パラメーターを設定するための入力画面を表示し、設定された作業パラメーターに基づいて、前記動作フローに含まれる動作の動作パラメーターを設定する、ロボット制御装置。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載のロボット制御装置であって、
前記表示制御部は、前記力検出器を利用した動作について、前記ロボット制御装置が外部から一時停止信号を受けたときに前記作業の中断を許可するタイミングである中断許可タイミングを設定するための画面を表示させる、ロボット制御装置。 - 力検出器を備えるロボットの作業の制御プログラムを作成するロボット制御装置であって、
プロセッサーを備え、
前記プロセッサーは、
(a)作業の動作フローを作成するための動作フロー作成領域を含む入力画面を表示装置に表示させ、
(b)作成された動作フローを制御プログラムに変換し、
(c)前記制御プログラムを実行して前記ロボットを制御する、
ように構成されており、
前記入力画面は、力制御を利用した動作を含む複数の動作を示す複数の動作オブジェクトと、条件分岐を示す1つ以上の条件分岐オブジェクトと、を選択肢として表示するように構成されており、
前記動作フロー作成領域は、前記複数の動作オブジェクトから選択された動作オブジェクトと、前記条件分岐オブジェクトと、をグラフィカルに配置することによって、前記条件分岐を含む動作フローを作成するように構成されている、ロボット制御装置。 - ロボットシステムであって、
力検出器を備えたロボットと、
ロボットの作業の制御プログラムを作成するロボット制御装置と、を備え、 前記ロボット制御装置は、プロセッサーを有し、
前記プロセッサーは、
(a)作業の動作フローを作成するための動作フロー作成領域を含む入力画面を表示装置に表示させ、
(b)作成された動作フローを制御プログラムに変換し、
(c)前記制御プログラムを実行して前記ロボットを制御する、
ように構成されており、
前記入力画面は、力制御を利用した動作を含む複数の動作を示す複数の動作オブジェクトと、条件分岐を示す1つ以上の条件分岐オブジェクトと、を選択肢として表示するように構成されており、
前記動作フロー作成領域は、前記複数の動作オブジェクトから選択された動作オブジェクトと、前記条件分岐オブジェクトと、をグラフィカルに配置することによって、前記条件分岐を含む動作フローを作成するように構成されている、
ロボットシステム。
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