JP6348141B2 - 付加軸の状態が含まれる動作プログラムを表示するロボットの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロボットを制御する制御装置に関する。

製品を製造する製造工場には、所定の作業を実施するためにロボットが配置される。ロボットは、作業に応じて位置および姿勢を変更できるように形成されている。ロボットは、複数の駆動軸を有し、駆動軸にてアームの向きが変化することにより位置及び姿勢が変化する。一般的なロボットでは、６個以下の駆動軸が配置されている。例えば、駆動軸を６個配置することにより、ロボットの位置および姿勢を多彩に変更することができる。近年では、更に１個の駆動軸を追加した７軸のロボットが知られている。このような、更に加えられた駆動軸は、冗長軸と称される。

特開２０１１−１１２６３号公報には、７個の駆動軸を有するロボットの動作プログラムを生成するプログラム作成装置が開示されている。この公報には、周辺機器との干渉の回避を考慮した動作プログラムを、オフラインで生成する制御が開示されている。

特開２０１４−１６１９２１号公報には、冗長軸を有するロボットのシミュレータが開示されている。この公報には、操作ハンドルをオペレータが操作した場合に、操作に基づく制御点の変位量または回転量を算出し、ロボットの姿勢を変更した仮想画像を表示部に表示することが開示されている。

特開２０１１−１１２６３号公報 特開２０１４−１６１９２１号公報

ロボットの制御装置は、動作プログラムに基づいてロボットを制御する。作業者は、予め定められた規則に従って動作プログラムを作成する。動作プログラムには、ロボットの動作に関する動作指令文が記載されている。作業者は、作成された動作プログラムを見て、ロボットの動作を予測することができる。そして、作業者は、作成された動作プログラムが正しいか否かを判別することができる。

６個以下の駆動軸を備えるロボットについては、作業者は、動作プログラムを見ることにより、ロボットの状態や動作を容易に推定することができる。ところが、冗長軸としての付加軸を有するロボットに慣れていない作業者は多い。このために、作業者が付加軸の状態やロボットの動作を推定することは難しいという問題があった。

特に、制御装置は、動作プログラムを表示する時に、動作プログラムの主要な動作指令文を表示する画面と、それぞれの動作指令文の詳細な内容を表示する画面とを切り換えて表示する場合がある。この場合に、作業者は、付加軸の情報を得るために画面を切り替える必要が有るために、付加軸の状態およびロボットの動作を推定することが難しいという問題があった。

本発明のロボットの制御装置は、６個の駆動軸および付加軸を有するロボットを制御する制御装置である。制御装置は、ロボットの動作に関する動作指令文が記載された動作プログラムを表示する表示部と、表示部の表示を制御する表示制御部とを備える。表示制御部は、動作指令文を含む動作プログラムを表示する第１の画面と、動作指令文に含まれる駆動軸の状態が表示される第２の画面とを表示部に表示する。表示制御部は、更に、第１の画面において、６個の駆動軸の状態を含まずに、付加軸の状態を含む動作指令文を表示する。

上記発明においては、表示制御部は、第１の画面において、動作指令文の付加軸の状態を編集できるように形成されることができる。

本発明によれば、付加軸の状態を容易に把握することができる表示を行うロボットの制御装置を提供することができる。

実施の形態におけるロボット装置の概略図である。 実施の形態におけるロボット装置のブロック図である。 実施の形態における付加軸の動作を説明するロボットの第１の概略図である。 実施の形態における付加軸の動作を説明するロボットの第２の概略図である。 実施の形態における表示部に表示される第１の画面である。 実施の形態における表示部に表示される他の第１の画面である。 実施の形態における表示部に表示される第２の画面である。 比較例における表示部に表示される第１の画面である。

図１から図８を参照して、実施の形態におけるロボットの制御装置について説明する。本実施の形態のロボットは、複数の関節部を備える多関節ロボットである。

図１は、本実施の形態におけるロボット装置の概略図である。ロボット装置は、ワークに所定の作業を行うエンドエフェクタ２と、エンドエフェクタ２を移動するロボット１とを備える。エンドエフェクタ２としては、任意の作業を行う作業ツールを採用することができる。たとえば、エンドエフェクタ２は、ワークを把持したり解放したりするハンド、溶接を行う溶接ガン、塗装用の作業ツール等の任意の作業ツールを採用することができる。

本実施の形態におけるロボット１は、設置面に固定されるベース１４と、ベース１４に支持された旋回部１３とを備える。ロボット１は、複数のアーム１０〜１２を備える。それぞれのアーム１０〜１２同士の間には、関節部１６が配置されている。アーム１０〜１２は、関節部１６にて向きが変化する。ロボット１は、アーム１２に関節部１６を介して連結されているリスト１５を含む。リスト１５にはエンドエフェクタ２が固定されている。

ロボット装置は、ロボット１およびエンドエフェクタ２を制御する制御装置３を備える。制御装置３は、制御装置本体４と、制御装置本体４に接続された操作盤５とを含む。操作盤５は、作業者が制御装置３制御に関する情報を入力する入力部６を含む。入力部６は、キーボードおよび他の装置から情報を取得する通信装置などにより構成されている。

操作盤５は、制御に関する情報を表示する表示部７を含む。表示部７は、例えば液晶表示パネル等により構成されている。なお、本実施の形態の表示部７は、タッチパネル式の表示パネルが採用さている。このために、表示部７は、制御に関する情報を入力する入力部としても機能する。このように、表示部が入力部の機能を有していても構わない。

図２に、本実施の形態におけるロボット装置のブロック図を示す。図１および図２を参照して、制御装置３は、バスを介して互いに接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびＲＯＭ（Read Only Memory）等を有する演算処理装置を含む。演算処理装置は、制御装置本体４の内部に配置されている。

制御装置３には、ロボット１の動作を行うために予め定められた動作プログラム２９が入力される。動作プログラム２９は、入力部６を介して入力され、記憶部２１に記憶される。動作制御部２２は、動作プログラム２９に基づいてロボット１およびエンドエフェクタ２を駆動するための動作指令を送出する。

動作制御部２２は、アーム駆動部２３にアーム駆動装置１ａを駆動する動作指令を送出する。アーム駆動部２３は、ロボット１のモータ等を含むアーム駆動装置１ａを駆動する電気回路を含む。アーム駆動部２３は、動作制御部２２からの動作指令に基づいてアーム駆動装置１ａに電気を供給する。アーム駆動装置１ａが駆動することにより、アーム１０〜１２およびリスト１５の向きが調整される。

動作制御部２２は、エンドエフェクタ駆動部２４にエンドエフェクタ２を駆動する動作指令を送出する。エンドエフェクタ駆動部２４は、モータ等を含むエンドエフェクタ駆動装置２ａを駆動する電気回路を含む。エンドエフェクタ駆動部２４は、動作指令に基づいてエンドエフェクタ駆動装置２ａに電気を供給する。

図１を参照して、本実施の形態におけるロボット１は、６個の駆動軸Ｊ１〜Ｊ６を有する。駆動軸Ｊ１は、旋回部１３を回転させる駆動軸である。駆動軸Ｊ２，Ｊ３は、アーム１０，１２の向きを変更する駆動軸である。駆動軸Ｊ４は、アーム１２の周方向の周りにアーム１２を回転させることにより、リスト１５の向きを変更する駆動軸である。駆動軸Ｊ５は、リスト１５の延びる方向を回転軸としてリスト１５を回転させる駆動軸である。

本実施の形態のロボット１は、６個の駆動軸Ｊ１〜Ｊ６に加えて、付加軸としての駆動軸Ｅ１を備える。すなわち、本実施の形態におけるロボット１は、７個の駆動軸を有する。本実施の形態の駆動軸Ｅ１は、アーム１１の向きを変更する駆動軸である。一般的なロボットは、６個以下の駆動軸を有する場合が多い。付加軸である駆動軸Ｅ１は、冗長軸と称される。付加軸は、７番目以上の駆動軸を示している。例えば、８個の駆動軸を有する場合には、７番目の駆動軸および８番目の駆動軸が付加軸に相当する。

図３に、付加軸の駆動の状態を示すロボットの第１の概略図を示す。図４に、付加軸の駆動の状態を示すロボットの第２の概略図を示す。図３には、駆動軸Ｅ１における駆動の角度が０°の状態が示されている。図４には、駆動軸Ｅ１における駆動の角度が７５°の状態が示されている。駆動軸の状態は、予め定められた方向を基準とした角度によって表現することができる。それぞれの駆動軸において、駆動する角度を指定することにより、駆動軸の状態が設定される。そして、ロボット１の位置および姿勢が設定される。作業者は、これらのロボットの駆動軸の状態を推定しながら動作プログラムを作成することができる。または、作業者は、動作プログラムを確認したり修正したりすることができる。

図５に、本実施の形態における表示部に表示される第１の画面を示す。図２および図５を参照して、作業者が所定の操作をすることにより、表示制御部２５は、記憶部２１から動作プログラム２９を読み込む。そして、表示制御部２５は、表示部７に第１の画面３１を表示する。

第１の画面３１には、動作プログラム２９が表示されている。第１の画面では、ロボット１およびエンドエフェクタ２の動作の主要な動作指令文が記載されている。作業者は、予め定められた動作指令文の規則に基づいて、動作プログラム２９を作成することができる。本実施の形態の表示制御部２５は、作業者が作成した動作プログラム２９を表示するように形成されている。すなわち、表示制御部２５は、動作プログラムの形式を変更せずに作業者が作成した動作プログラム２９を表示している。表示制御部２５は、この形態に限られず、作業者が作成した動作プログラム２９の形式とは異なる形式にて、動作プログラムを表示するように形成されていても構わない。例えば、表示制御部２５は、作業者が確認しやすいように動作指令文の形式を変更した動作プログラムを表示するように形成されていても構わない。

動作プログラム２９は、ロボット１やエンドエフェクタ２の動作の指令を示す動作指令文によって構成されている。動作プログラム２９には、１つ以上の動作指令文が記載されている。例えば、４行目の動作指令文では、記号「Ｌ」によりロボット１が直線的に動作することが指令されている。記号「Ｐ［２：Ｅ１：７５°］」ではツール先端点の位置が指令されている。そして、ツール先端点の速度が１０００ｍｍ／ｓで移動することが指令されている。記号「ＦＩＮＥ」は、ロボットが滑らかに動作するように、動作の種類が指令されている。動作制御部２２は、このような動作指令文を読み込むことにより、ロボット１やエンドエフェクタ２の動作指令を生成することができる。

ロボットを駆動する動作の指令には、駆動軸の状態が含まれる。本実施の形態では、駆動軸の詳細な情報は、第２の画面で表示することができる。図５を参照して、第１の画面３１では、作業者が指定している部分が強調して表示されている。作業者は、入力部６を操作することにより、矢印９１，９２に示す様に強調されている部分（カーソル）を移動する。例えば、作業者は、４行目の動作指令文の位置が指定されている部分まで強調されている部分を移動する。

図６に、強調されている部分を移動した後の第１の画面を示す。４行目の動作指令文において、位置が指定されている部分が選択されている。作業者が第１の画面３１の下部に表示されているボタン６２を押すことにより、画面が切り替わって第２の画面が表示される。

図７に、本実施の形態において表示部が表示する第２の画面を示す。第２の画面３２は、複数の駆動軸のそれぞれの状態を表示する画面である。第２の画面３２には、基本の６個の駆動軸Ｊ１〜Ｊ６の情報に加えて、付加軸となる駆動軸Ｅ１の情報が記載さている。ここでは、それぞれの駆動軸の角度が表示されている。このように、作業者は第１の画面にて動作指令文を確認し、第２の画面でそれぞれの動作指令文における駆動軸の状態を確認することができる。作業者は、第１の画面３１にて所望の動作指令文を選択することにより、動作指令文における駆動軸の詳細な情報を確認することができる。

ところで、図６を参照して、表示部７が表示する動作指令文には、基本となる６個の駆動軸Ｊ１〜Ｊ６の情報は表示されずに、付加軸となる駆動軸Ｅ１の情報が表示されている。例えば、１行目の動作指令文においては、位置Ｐ１において、位置の記号の中に「Ｅ１：０°」と記載されている。この動作指令文では、位置Ｐ１では、駆動軸Ｅ１の角度が０°になることを示している。また、４行目の動作指令文においては、位置の記号の中に「Ｅ１：７５°」と記載されている。これは、位置Ｐ２では、駆動軸Ｅ１の角度が７５°になることを示している。

このように、本実施の形態の表示制御部２５は、第１の画面３１において、６個の駆動軸の状態を含まずに、付加軸の状態を含む動作指令文を表示する。

図８に、比較例の制御装置における第１の画面を示す。比較例の第１の画面３９においては、本実施の形態におけるロボットの動作と同一の動作を実施する動作プログラムが表示されている。

比較例の第１の画面３９では、動作指令文に全ての駆動軸の状態の情報が含まれていない。そして、作業者が第１の画面３９の下部のボタン６２を押すことにより、図７における第２の画面３２が表示される。作業者は、第２の画面３２にて、それぞれの駆動軸の状態を確認することができる。

ところで、従来の技術における一般的なロボットは、駆動軸が６個以下である。このため、駆動軸が６個以下のロボットにおいては、作業者は、動作指令文を見ることにより、ロボット１の状態を容易に推定することができる。ところが、作業者は、付加軸を有するロボットに慣れていない場合が多い。このために、作業者は、付加軸の状態やロボットの動作を推定することが難しい。図８に示す比較例の第１の画面では、付加軸の情報は記載されておらず、付加軸の状態またはロボットの動作を推定するためには、第２の画面を閲覧する必要がある。

これに対して、図５および図６に示す本実施の形態の第１の画面では、動作指令文に付加軸の情報が含まれている。このために、作業者は、第２の画面に切り替えなくても、容易に付加軸である駆動軸Ｅ１の状態を推定することができる。作業者は、付加軸に関する経験に関わらず、付加軸の状態を容易に推定することができる。更に、作業者は、ロボット１の動作を容易に想像することができる。この結果、作業者は、動作プログラムに記載された動作指令文が正しいか否かを容易に判別することができる。または、他の装置に干渉するか否か等のロボットの動作を容易に判別することができる。

図５を参照して、本実施の形態の第１の画面３１の下部には、編集のボタン６１が配置されている。作業者は、ボタン６１を押すことにより、選定している動作指令文を修正することができる。特に、第１の画面３１で、ボタン６１を押すことにより、付加軸の情報を変更することができる。

図６を参照して、例えば、作業者は強調されている部分を、４行目に記載の位置Ｐ２に合わせる。作業者は、ボタン６１を押すことにより、駆動軸Ｅ１の角度を所望の角度に変更することができる。そして、制御装置３は動作プログラムを変更する。記憶部２１は、変更した動作プログラムを記憶する。

作業者が付加軸を有するロボットに慣れていない場合に、付加軸の設定値を変更する作業が多く発生する場合がある。しかしながら、本実施の形態の制御装置では、第２の画面に切替えなくても付加軸の情報を容易に変更することができる。第１の画面にて修正された付加軸の情報は、第２の画面にも反映される。また、図７を参照して、第２の画面３２においても、作業者は、編集のボタン６３を押すことにより、選択している駆動軸の角度を変更することができる。

本実施の形態においては、７軸のロボットを例示して説明したが、６個の駆動軸に加えて付加軸を有する任意のロボットに、本発明を適用することができる。たとえば、８軸のロボットの場合に、表示制御部は、２個の付加軸の情報を含めた動作指令文を第１の画面に表示することができる。

上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。

１ ロボット
２ エンドエフェクタ
３ 制御装置
５ 操作盤
７ 表示部
２１ 記憶部
２５ 表示制御部
２９ 動作プログラム
３１〜３４ 画面
Ｊ１〜Ｊ６ 駆動軸
Ｅ１ 駆動軸

Claims (2)

1. ６個の駆動軸および付加軸を有するロボットを制御する制御装置であって、
   ロボットの動作に関する動作指令文が記載された動作プログラムを表示する表示部と、
   表示部の表示を制御する表示制御部とを備え、
   表示制御部は、動作指令文を含む動作プログラムを表示する第１の画面と、動作指令文に含まれる駆動軸の状態が表示される第２の画面とを表示部に表示し、更に、前記第１の画面において、前記６個の駆動軸の状態を含まずに、前記付加軸の状態を含む動作指令文を表示することを特徴とする、ロボットの制御装置。
2. 表示制御部は、前記第１の画面において、動作指令文の前記付加軸の状態を編集できるように形成されている、請求項１に記載のロボットの制御装置。

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