JP4213990B2 - ロボットの教示装置 - Google Patents

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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においては、教示した教示データが正しいかどうかを確認するために、ロボットの制御ユニットに対して動作確認の指示を与えられるようになっている。この指示は、一般に、教示データに従ってロボットの可動部全てを動作させるものである。つまり、ロボットの可動部が3軸であるなら、動作確認の際、教示装置からの指示で3軸全てが所定の順序で動作制御されるのである。このため、既に設定されていた教示データの内、ある可動部に対するものだけを書き換えた場合等、所定の可動部についてのみ動作確認をすれば足りる場合にも、動作確認で全ての可動部が作動してしまい、よって、動作確認における無駄が多く、動作確認作業の効率が悪くなる等の問題が発生していた。
【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、効率のよいロボットの動作確認作業を実現し得る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、複数の可動部を組み合わせて成るロボットの制御ユニットに所定の教示データを設定するロボットの教示装置であって、前記各可動部の座標情報によって規定される移動ポイントのレコードを複数設定して成る移動ポイント集合と、前記各可動部にそれぞれ対応する複数の可動部指定スイッチと、動作チェック実行スイッチとを備えた動作チェック設定画面を表示し、前記移動ポイント集合の中から所望の移動ポイントを選択してその移動ポイントを指定するポイント指定信号を入力可能であるとともに、前記可動部指定スイッチの一又は複数が選択されると当該選択された可動部を特定するための可動部指定信号を入力可能であり、さらに動作チェック実行スイッチが選択されると前記可動部指定信号によって特定される可動部をポイント指定信号によって指定される移動ポイントの座標情報で駆動制御するための指令信号を入力可能な入力手段と、前記入力手段から入力された信号を制御ユニットに送る手段とを有して成ることを特徴とする。
【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7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を制御するための制御ユニットである。この制御ユニット2には、ロボットの教示装置たる教示ペンダント3が接続されている。
【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および教示ペンダント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。
【0010】
前記教示ペンダント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に各種の教示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。この教示ペンダント3は、制御ユニット2にケーブルで接続する構成であり、この教示ペンダント3と制御ユニット2との接続は、RS232C、USB、I/O接続等、所定のインタフェイス4を介する。
【0011】
教示ペンダント3は、図4(a)および同図(b)に示すように、カラー表示可能な液晶ディスプレイ31(以下、液晶画面31という)と、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に映し出されるイメージボタン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に表示される各種イメージスイッチと、タッチパネル32とによって入力手段が実現される。
【0012】
前記教示ペンダント3は、ブロックで示すと図5の構造を成す。この図5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部たる表示制御回路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4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4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。
【0013】
教示データは、座標情報とねじ締め作業パラメータとで構成される。座標情報は、ねじ締めツールT1を所定位置を基準にして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、ねじ締め作業パラメータは、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、ねじ締めロボット1の可動部Z1およびねじ締めツールT1の動作を制御するための情報である。
【0014】
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し、図6に示す初期メニュー画面50を表示する。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に指で触れる)と、そ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に座標情報設定画面の表示指令を与える。これにより、液晶画面31には図7に示す座標情報設定画面52が表示される。
【0015】
前記設定画面52には、座標情報テーブル52aが設けられている。この座標情報テーブル52aのレコードは、ワークのねじ締めポイント上にねじ締めツールT1を位置決めするのに必要な可動部Y1,A1,Z1の各座標情報の設定項目53,54,55と、ねじ締め作業パラメータの指定コードを設定するための作業情報指定項目56とで構成されている。このレコードは40件分設けてあり、よって、40個のねじ締めポイントP0〜P39(図面ではP0〜P4までを図示)について前記項目53,54,55,56を設定することが可能である。なお、前記座標情報テーブル52a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、その後、下部のテンキー部52bを操作して行う。データ入力後、下部のENTERキーを選択すると、入力データが制御ユニット2に送られて登録される。
【0016】
このように本発明の実施の形態においては、前述の各可動部Y1,A1,Z1の座標情報によって規定されるねじ締めポイントが、特許請求の範囲に記載した移動ポイントの具体例となり、このねじ締めポイントの集合である座標情報テーブル52aが、特許請求の範囲に記載した移動ポイント集合の具体例となるものである。
【0017】
ワークにねじを締め付ける時、制御ユニット2は、座標情報テーブル52aを参照して、目標となるねじ締めポイントの座標情報およびねじ締め作業パラメータの指定コードを得る。そして、指定コードをキーに所定のねじ締め作業パラメータを得る。そして、これらから制御プログラムのパラメータを決定し、ねじ締めロボット1を制御する。この結果、可動部Y1,A1が駆動して所定のねじ締めポイント上へねじ締めツールT1を位置決めし、可動部Z1が駆動してねじ締めツールT1を下降させる。また、下降と同時にねじ締めツールT1のACサーボモータ13が駆動してビット12を回転させ、これによりねじSをワークにねじ込んで締め付ける。
【0018】
ワークにねじSをねじ込む時、可動部Z1は、ねじ締め作業パラメータに基づいて駆動制御される。これにより、ねじ込み過程におけるねじ締めツールT1の主要な移動位置において、ねじ締めツールT1からねじSに与えられる押圧力等を適度に変更することが可能になり、ねじSを的確にねじ込んで締め付けることができる。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。
【0019】
教示ペンダント3は、教示データに基づくねじ締めロボット1の動作確認を指示する機能も有する。この機能を実行する場合は、前記座標情報設定画面52に設けられた動作チェックスイッチ52cを選択する。これにより、演算処理回路38からの指令で液晶画面31には、図1に示す動作チェック設定画面63が表示される。この画面63には、座標情報テーブル63aが表示されるとともに、可動部Y1,A1,Z1を指定するための可動部指定スイッチ64a〜64cと、動作チェック実行スイッチ65とが設けられている。ここに表示される座標情報テーブル63aは、前記座標情報設定テーブル52aと同様の構成で成るが、この座標情報テーブル63aに対しては、データ入力を行うことはできない。
【0020】
ねじ締めロボット1の動作確認を行う場合、前記画面63に表示された座標情報テーブル63aの所望レコードを選択し、ねじ締めポイントを選択するとともに、スイッチ64a〜64cの何れか一つまたは複数を選択して動作確認を行う可動部を選択する。これにより、タッチパネル32から演算処理回路38にねじ締めポイントを特定するためのポイント指定信号と、可動部を特定するための可動部指定信号とが送られ、これらが制御ユニット2に送られる。これを受けて制御ユニット2は、動作確認が必要なねじ締めロボット1の可動部と、この可動部の座標情報とを特定し、これらを制御プログラムのパラメータとして設定することができる。
【0021】
続いて、動作チェック設定画面63の動作チェック実行スイッチ65を選択すると、制御ユニット2には演算処理回路38から動作チェック実行指令信号が送られる。これを受け、制御ユニット2は、前記パラメータに従ってねじ締めロボット1の所定の可動部を駆動制御する。例を挙げると、動作チェック設定画面63でスイッチ64a、64cが選択され、ねじ締めポイントP0のレコードが選択されて動作チェック実行スイッチ65が入力された場合には、ねじ締めロボット1の可動部Y1,Z1が、ねじ締めポイントP0の座標情報に基づいて駆動制御されて動作することになる。このように、動作チェック設定画面63で指定した可動部についてのみ動作確認を行うことができる。
【0022】
なお、本発明の実施の形態においては、複数のねじ締めポイントを設定できる例について紹介したが、設定できるねじ締めポイントを一つのみにした場合についても同様の効果を得られる。このように、設定できるねじ締めポイントが一つの場合には、スイッチ64a〜64cを選択するだけで、動作確認を行う可動部とその座標情報とを特定できる。よって、動作チェック画面63でねじ締めポイントの指定を行わずともよくなる。また、動作チェック設定画面63における座標情報テーブル63a中の座標情報を選択することにより、可動部指定信号が入力されるようにし、この時に選択された座標情報を可動部指定信号と一緒に制御ユニット2に送るようにしても同様の効果が得られる。
【0023】
【発明の効果】
本発明のロボットの教示装置は、可動部を指定するための可動部指定信号と、この可動部指定信号によって特定される可動部を動作させるための指令信号とを入力可能である。このため、これらの信号を受けた制御ユニットにより、ロボットの複数の可動部の内、教示装置から指定された可動部のみの駆動制御を行い、当該可動部のみについて動作確認を行うことが可能である。よって、例えば既に設定されていた教示データの一部を変更した場合など、変更した教示データに係る可動部のみを指定して動作させることが可能になる。このように、本発明によれば、教示データに基づくロボットの動作確認を効率よく行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】教示ペンダントに表示される動作チェック設定画面の説明図である。
【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】(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5】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6】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る。
【図7】教示ペンダントに表示される座標情報設定画面の説明図である。
【符号の説明】
1 ねじ締めロボット
11 ロボット本体
12 ビット
13 ACサーボモータ
14 キャッチャ
Y1,A1,Z1 可動部
T1 ねじ締めツール
F1 ねじ供給装置
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
50 初期メニュー画面
52 座標情報設定画面
63 動作チェック設定画面
64a〜64c 可動部指定スイッチ
65 動作チェック実行スイッチ

Claims (1)

  1. 複数の可動部を組み合わせて成るロボットの制御ユニットに所定の教示データを設定するロボットの教示装置であって、
    前記各可動部の座標情報によって規定される移動ポイントのレコードを複数設定して成る移動ポイント集合と、前記各可動部にそれぞれ対応する複数の可動部指定スイッチと、動作チェック実行スイッチとを備えた動作チェック設定画面を表示し、前記移動ポイント集合の中から所望の移動ポイントを選択してその移動ポイントを指定するポイント指定信号を入力可能であるとともに、前記可動部指定スイッチの一又は複数が選択されると当該選択された可動部を特定するための可動部指定信号を入力可能であり、さらに動作チェック実行スイッチが選択されると前記可動部指定信号によって特定される可動部をポイント指定信号によって指定される移動ポイントの座標情報で駆動制御するための指令信号を入力可能な入力手段と、
    前記入力手段から入力された信号を制御ユニットに送る手段と
    を有して成ることを特徴とするロボットの教示装置。
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