JPH0981228A - ロボット教示操作盤およびロボットプログラムの更新方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な操作で干渉物回避経路を作成できるロ
ボット教示操作盤を提供することを目的とする。 【解決手段】 ロボット制御装置６０内のロボットプロ
グラム１ａをバッファリングするプログラム格納手段１
と、干渉物の大きさおよび位置によって規定される禁止
領域を指示する干渉物指示手段２と、ロボットプログラ
ムの教示点と禁止領域とから干渉物回避経路を生成する
回避経路生成手段３と、教示点、干渉物および干渉物回
避経路を表示するグラフィック表示手段とから構成さ
れ、干渉物回避経路を生成するための指示として、回避
経路を教示していくのではなく、干渉物の位置を教示す
ることを特徴としている。教示点の指示は、グラフィッ
ク表示手段に表示された教示点に対して行い、干渉物の
位置の教示は、ロボットを干渉物まで移動させることで
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロボットの教示ある
いは操作を行うロボット教示操作盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロボットの教示操作盤としては、教示用
の操作パネル、簡易なキャラクタベースの表示装置など
が設けられていた。そして、これらの教示操作盤を使用
して、ロボットのアームの動きを見ながら教示および操
作を行い、ロボットプログラムを作成している。

【０００３】一方、ロボットプログラムを作成した後
に、現場で実際にロボットを運転する場合には、干渉物
がある。たとえば、スポット溶接用のロボットプログラ
ムの場合、スポット溶接を行わなければならない点、す
なわち、教示点を避けて被溶接部材を動かないように固
定しているクランプがある。これらのクランプはある程
度予測してロボットプログラムを作成する場合もある
が、使用しているクランプの大きさが様々なので、多く
の場合、実際の運転現場でロボットプログラムを干渉物
と干渉しないように修正する必要がある。

【０００４】このために、ロボットプログラムに干渉物
を避けて通るための干渉物回避経路を作成する必要があ
る。この干渉物回避経路はロボットプログラムの教示点
間にさらに回避経路指定のための多数の教示点を追加す
ることによって作成されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、干渉物とロボ
ットの動きとを見ながら、回避のための多数の教示点を
教示し、干渉物回避経路を作成していくことは、煩雑で
手数のかかる作業である。

【０００６】また、キャラクタベースの表示装置を有す
る教示操作盤で作業を行うことは、ロボットの位置や状
態などを直観的に認識できないため、操作が複雑であ
り、しかも、常にロボット機構部の近傍で作業する必要
があり危険性も高い。

【０００７】本願発明は上記の点に鑑みなされたもので
あり、簡単な操作で干渉物回避経路を作成できるロボッ
ト教示操作盤を提供することである。また、本願発明の
他の目的は、視覚的に干渉物回避経路を作成可能にした
ロボット教示操作盤を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、ロボットの教示あるいは操作を行うロボ
ット教示操作盤において、ロボット制御装置からのロボ
ットプログラムを一時的に格納するプログラム格納手段
あるいはロボット制御装置内のロボットプログラムを逐
一読み込む手段と、干渉物の大きさおよび位置を指示す
る干渉物指示手段と、前記ロボットプログラムに含まれ
る教示点と前記干渉物指示手段による指示とから前記干
渉物を回避するための干渉物回避経路を生成する回避経
路生成手段と、を有することを特徴とするロボット教示
操作盤が提供される。

【０００９】ロボット制御装置からプログラム格納手段
へバッファリングした、または読み込み手段を通じて読
み込んだロボットプログラムよりその教示点を得て、こ
れを回避経路生成手段へ入力する。一方、干渉物指示手
段からは、指示された干渉物の形状・大きさおよび位置
が回避経路生成手段へ入力されて、ここで、教示点およ
び干渉物の形状・大きさおよび位置から、干渉物を避け
てロボットが通る干渉物回避経路が生成される。

【００１０】また、本発明では、前記干渉物、前記回避
教示点および前記干渉物回避経路を表示するグラフィッ
ク表示手段をさらに有することを特徴とするロボット教
示操作盤が提供される。

【００１１】干渉物回避経路を生成する際に、ロボット
プログラムの教示点がグラフィック表示手段に表示され
る。干渉物回避経路を生成しようとする２つの教示点
は、グラフィック表示手段にグラフィック表示されてい
る教示点の中から直接選んで指定される。また、生成さ
れた干渉物回避経路はグラフィック表示手段においてグ
ラフィック表示される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の原理的な構成を示
すブロック図である。

【００１３】この図において、ロボットの教示あるいは
操作を行う本発明のロボット教示操作盤１０は、ロボッ
ト制御装置６０からロボットプログラム１ａを一時的に
バッファリングしておくプログラム格納手段１と、干渉
物の形状・大きさや位置を指示する干渉物指示手段２
と、干渉物を回避するための干渉物回避経路を生成する
回避経路生成手段３と、生成された干渉物回避経路を含
むロボットプログラムを生成するロボットプログラム編
集手段４と、干渉物の形状・大きさ、干渉物の位置、教
示点および干渉物回避経路をグラフィック表示するグラ
フィック表示手段５とから構成されている。なお、プロ
グラム格納手段１はロボット制御装置６０からロボット
プログラムを逐次読み込んでいく読み込み手段でもよ
い。

【００１４】プログラム格納手段１には、ロボット制御
装置６０からロボットプログラムがバッファリングされ
ている。干渉物指示手段２からは干渉物の形状・大きさ
や位置、すなわち、ロボットが動いてはいけない禁止領
域が指示されると、回避経路生成手段３では、ロボット
プログラムの教示点と回避経路の禁止領域とから干渉物
回避経路を生成する。生成された干渉物回避経路は、ロ
ボットプログラムの教示点、干渉物の形状・大きさおよ
び位置とともにグラフィック表示手段５に表示される。
一方、回避経路生成手段３で生成された干渉物回避経路
は、ロボットプログラム編集手段４に入力される。ロボ
ットプログラム編集手段４では、プログラム格納手段１
からのロボットプログラムを編集して干渉物回避経路を
加味したロボットプログラムに修正し、生成された干渉
物回避経路が反映されたロボットプログラムとしてロボ
ット制御装置６０に供給する。

【００１５】図２は本発明によるロボット教示操作盤の
使用状態の概略図である。この図において、ロボット教
示操作盤１０は、操作パネルに配置された教示操作など
を行うのに必要な操作スイッチ３０と、グラフィック表
示が可能なグラフィック表示装置４０と、このグラフィ
ック表示装置４０の表示画面上に装着されたタッチパネ
ル４０ａとを有している。ロボット教示操作盤１０は、
安全柵８０の外側に設置されたオペレーションボックス
５０を介してロボット機構部７０に隣接して設置された
ロボット制御装置６０に接続されている。オペレーショ
ンボックス５０はロボット制御装置６０の操作部分、た
とえば電源スイッチ、非常停止スイッチなどを切り離し
て安全柵８０の外側で操作できるようにした遠隔操作部
分である。操作者は、ロボット教示操作盤１０を携帯
し、柵越しにロボット機構部７０のアーム先端のの動き
を見ながら、タッチパネル４０ａおよび操作スイッチ３
０を操作してロボットの教示操作を行ったり、ロボット
を干渉物のある位置まで手動で移動したりすることがで
きる。

【００１６】図３はロボット教示操作盤の外観の一例を
示す図である。ロボット教示操作盤１０はグラフィック
表示装置４０を備え、その右側に配置された操作パネル
には各種操作スイッチが備えられている。すなわち、非
常停止ボタン３１、教示操作盤有効スイッチ３２、ジョ
グボタン３３、ホールドキー３４、前進・後退キー３５
が備えられ、加えて、このロボット教示操作盤１０の背
面にデッドマンスイッチが設けられている。非常停止ボ
タン３１はロボットを非常停止させるもので、教示操作
盤有効スイッチ３２はジョグ送り、プログラムの作成、
テスト実行を行う際にロボット教示操作盤１０を有効に
し、それ以外は安全のために無効にしていくための切り
換えスイッチである。ジョグボタン３３はロボットを手
動で操作するためのもので、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の送
りおよび各軸回りの回転を指示するキーを含んでいる。
ホールドキー３４はプログラムの実行を中断してロボッ
トを一時停止するものであり、前進・後退キー３５はプ
ログラムをスタートさせてロボットを起動するものであ
る。

【００１７】グラフィック表示装置４０には、その表示
画面上にタッチパネル４０ａが設けられており、画面上
の任意の場所を指先で触れることによりその場所を表す
画面上の位置情報がロボット教示操作盤１０に入力され
ることになる。グラフィック表示装置４０の表示画面に
おいて、その右端および下端には幾つかのキーが表示さ
れているが、これらはハードキーではなく、画面上のこ
れらの位置に常時表示されるメインメニューであり、こ
の内のいずれかを触れることによって、そのメニュー機
能が選択される。また、このグラフィック表示装置４０
に、上記のジョグボタン３３などを表示させ、タッチパ
ネル４０ａを利用して操作指令を入力するようにしても
よい。

【００１８】次に、スポット溶接の場合を例にして、干
渉物であるクランプを避けてロボットが移動するための
干渉物回避経路の生成について説明する。まず、スポッ
ト溶接する場所の概要から説明する。

【００１９】図４はスポット溶接の場合の溶接部の一例
を示す説明図である。図において、９１はスポット溶接
を行おうとする被溶接部材であり、これら被溶接部材９
１の外周縁部は複数のクランプ９２によって押さえ付け
られている。クランプ９２は、被溶接部材９１でスポッ
ト溶接しなければならない点、すなわち、教示点９３を
避けて被溶接部材９１を固定している。教示点９３はロ
ボットプログラムにて指定された溶接点であり、これら
を溶接する場合には、ロボットのハンド７１の先端に設
けられた溶接ガン７２を教示点９３まで動かして溶接す
ることになる。このとき、溶接ガン７２をたとえば隣接
する２つの教示点９３の間を移動させようとする場合、
クランプ９２が干渉物となって溶接ガン７２を移動する
際に衝突するので、これを避けて移動する経路を作成す
る必要がある。なお、９４はクランプ９２の位置として
教示されるロボットの位置決め点であり、これについて
は後述する。

【００２０】図５は干渉物回避経路の生成処理の流れを
示すフローチャートである。干渉物回避経路の生成処理
は、まず、あらかじめ作成されたロボットプログラムを
ロボット制御装置から読み込む（ステップＳ１）。この
とき、ロボットプログラムの教示点はロボット教示操作
盤のグラフィック表示装置に表示される。次に、干渉物
であるクランプの大きさを規定するが、ここではクラン
プの端の形状を円とし、その半径を指定する（ステップ
Ｓ２）。先に読み込まれたロボットプログラムの教示点
の中から回避経路を生成しようとする２つの教示点を指
定する（ステップＳ３）。この指定は、ロボット教示操
作盤のグラフィック表示装置に表示された教示点の中か
ら選択して行われる。次に、ロボット教示操作盤を操作
し、ロボットを図４に示した位置決め点９４まで移動し
て、干渉物であるクランプの位置を教示する（ステップ
Ｓ４）。そして、ステップＳ３で指定された２つの教示
点と、ステップＳ２およびステップＳ４で与えられたク
ランプの大きさおよび位置、すなわち回避経路として通
過してはいけない禁止領域とから、干渉物回避経路を計
算する（ステップＳ５）。最後に、先に表示された教示
点に加えて、ロボット教示操作盤のグラフィック表示装
置に計算された干渉物回避経路を表示する（ステップＳ
６）。

【００２１】図６は干渉物回避経路を計算するときの概
念を示す説明図である。図において、被溶接部材９１の
スポット溶接を行うべき２つの教示点９３ａ，９３ｂの
間にクランプ９２の干渉物があり、これを避けて通る干
渉物回避経路９５を計算するとする。ここでは、従来、
行っていた干渉する経路を教示していくのではなく、通
過してはいけないクランプ９２の位置を教示し、教示さ
れたクランプ９２を回避するような経路を計算する。

【００２２】すなわち、ロボットをクランプ９２の端の
位置決め点９４まで移動して教示することで決定された
クランプ９２の位置とあらかじめ決められたクランプ９
２の大きさ、すなわち、半径ｒとによって、半径ｒの円
形の禁止領域９６を決定し、この禁止領域９６を回避す
るような経路を計算して、干渉物回避経路９５を求め
る。なお、これを求めるアルゴリズムについては周知で
あり、ここでは言及しない。

【００２３】図７は干渉物回避経路を求めるときのグラ
フィック表示装置の表示例を示す図である。図示の例に
よれば、グラフィック表示装置には、ロボットプログラ
ムの教示点が記号「×」によって表示され、さらに、禁
止領域が記号「○」によってグラフィック表示されてい
る。この禁止領域９６は、干渉物の形状としてあらかじ
め円が採用されているので、円形に表示され、さらに、
その大きさ、すなわち、円の半径ｒがあらかじめ指定さ
れているので、その大きさの円によって表示されてい
る。円の半径ｒは、ロボットのハンドルやクランプの大
きさを考慮して決められる。加えて、禁止領域９６が表
示される位置は、ロボットをジョグキーにより操作し
て、クランプの端の位置まで移動することで位置決めさ
れる。このように、各クランプの端の位置決め点が教示
されていき、たとえば図示しない「禁止領域の教示」ボ
タンを押すことによって、図示のように、ロボットプロ
グラムの教示点と、禁止領域９６と、これらの関係を示
す線（破線）とが表示される。

【００２４】次いで、干渉物回避経路を求める際には、
２つの隣接する教示点を指定してその間の干渉物回避経
路を順々に求めることができる。この場合には、グラフ
ィック表示装置に表示されている教示点を指で触れるこ
とによってタッチパネルを通じた教示点の指定が可能で
ある。

【００２５】また、グラフィック表示装置に複数個表示
されている教示点を先に指定しておいて、その干渉物回
避経路を求める動作の順序を指定することもできる。こ
の場合においても、グラフィック表示装置に複数個連続
して表示されている教示点に対してこれらを順に指で触
れることによってタッチパネルを通じた教示点の動作順
序の指定が可能である。

【００２６】図８は生成された回避点のグラフィック表
示装置における表示例を示す図である。あらかじめ指示
された教示点に対して干渉物回避経路を生成する「実
行」ボタンを押すと、干渉物回避経路が生成されて、グ
ラフィック表示装置に表示される。図示の例では、干渉
物回避経路は、複数の回避教示点が生成され、これら回
避教示点を線（破線）で結ぶことによって表示される。
この例では、ロボットプログラムの隣接するたとえば教
示点９３ａと教示点９３ｂとの間の干渉物回避経路は２
個の回避教示点９７ａ，９７ｂによって表示されてい
る。この回避教示点は、２個に限らず、３個以上生成す
ることもできる。

【００２７】また、ロボットプログラムの教示点が３個
以上連続して存在していて、これらの教示点に対する動
作順序が指定されている場合には、「実行」ボタンを押
すことにより、その順序に従って、順次、回避教示点が
求められ、グラフィック表示装置に表示される。

【００２８】図９は生成された干渉物回避経路に沿って
ロボットが動作する状況を示す図である。図において、
破線で示した矢印がロボットプログラムの教示点９３の
間に生成された干渉物回避経路９５である。ロボットプ
ログラムを実行すると、ロボットの溶接ガン７２は、ロ
ボットプログラムの教示点９３にてスポット溶接をし、
隣接する次の教示点９３には干渉物回避経路９５に従っ
て、すなわち、クランプ９２に干渉することなく移動し
ていくことになる。

【００２９】図１０は本発明を実施するためのハードウ
エアの構成の一例を示す図である。図において、ロボッ
ト教示操作盤１０は、プロセッサ（ＣＰＵ）１１と、読
み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１２と、メインメモリ（Ｒ
ＡＭ）１３と、ハードディスク装置１４と、ＩＣカード
１５ａを装着するために設けられたＰＣＭＣＩＡ（Pers
onal Computer Momory Card International Associatio
n）規格のＰＣＭＣＩＡソケット１５と、液晶表示装置
（ＬＣＤ）インタフェース１６と、タッチパネルインタ
フェース１７と、オペレーションボックス５０を経由し
てロボット制御装置６０に接続するためのシリアル入出
力（Ｉ／Ｏ）インタフェース１８と、スイッチインタフ
ェース１９とを備え、これらの構成要素はそれぞれバス
２０により相互に結合されている。ロボット教示操作盤
１０は、さらに、液晶表示装置（ＬＣＤ）インタフェー
ス１６に接続された液晶表示装置（ＬＣＤ）４０と、こ
の液晶表示装置４０の表示面に装着され、タッチパネル
インタフェース１７に接続されたタッチパネル４０ａ
と、スイッチインタフェース１９に接続された操作スイ
ッチ３０とを備えている。

【００３０】プロセッサ１１はこのロボット教示操作盤
１０全体を統括的に制御する。読み取り専用メモリ１２
にはロボット教示操作盤１０の立ち上げ時に必要なプロ
グラムなどが格納されている。メインメモリ１３にはロ
ボットの教示操作に必要なプログラムや、画面表示に必
要な教示点、禁止領域、干渉物回避経路のデータなどが
展開される。ハードディスク装置１４は、オペレーティ
ングシステムや、ロボットプログラムの実行を指示した
りロボットプログラムを編集したりするアプリケーショ
ンプログラムなどを格納している。ＩＣカード１５ａに
はたとえばロボットプログラムが格納され、このＩＣカ
ード１５ａをＰＣＭＣＩＡソケット１５に装着すること
によってロボットプログラムをロボット教示操作盤１０
に取り込むことができ、さらにシリアル入出力インタフ
ェース１８を通じてロボット制御装置にロードすること
ができる。スイッチインタフェース１９に接続されてい
る操作スイッチ３０としては、非常停止ボタン、ロボッ
ト教示操作盤を有効にしてジョグ送りなどを可能にする
教示操作盤有効スイッチ、ロボットを手動で操作するた
めのジョグボタン、プログラムの実行を中断してロボッ
トを一時停止するホールドキー、プログラムをスタート
させてロボットを起動する前進・後退キー、およびロボ
ット教示操作盤を有効にしてロボット操作時には押され
ているが、解放されることでロボットに非常停止を掛け
るデッドマンスイッチがある。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、回避す
る経路を教示する代わりに、干渉物を指定することによ
って回避経路を生成するようにしたので、簡単に干渉物
回避経路を作成することがてきる。

【００３２】また、グラフィック表示装置を設けたこと
によって、ロボットプログラムの教示点、干渉物の形状
・位置を表示することができ、これらの表示に対して、
干渉物回避経路を生成しようとする教示点の指定や、順
序の指定を行うことによって干渉物回避経路を作成する
ようにしたので、容易かつ正確な操作が可能になり、操
作が複雑でないため、安全な回避経路の作成が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的な構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明によるロボット教示操作盤の使用状態の
概略図である。

【図３】ロボット教示操作盤の外観の一例を示す図であ
る。

【図４】スポット溶接の場合の溶接部の一例を示す説明
図である。

【図５】干渉物回避経路の生成処理の流れを示すフロー
チャートである。

【図６】干渉物回避経路を計算するときの概念を示す説
明図である。

【図７】干渉物回避経路を求めるときのグラフィック表
示装置の表示例を示す図である。

【図８】生成された回避点のグラフィック表示装置にお
ける表示例を示す図である。

【図９】生成された干渉物回避経路に沿ってロボットが
動作する状況を示す図である。

【図１０】本発明を実施するためのハードウエアの構成
の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０ ロボット教示操作盤 １ プログラム格納手段 １ａ ロボットプログラム ２ 干渉物指示手段 ３ 回避経路生成手段 ４ ロボットプログラム編集手段 ５ グラフィック表示手段 ６０ ロボット制御装置

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットの教示あるいは操作を行うロボ
   ット教示操作盤において、 ロボット制御装置からのロボットプログラムを一時的に
   格納するプログラム格納手段あるいはロボット制御装置
   内のロボットプログラムを逐一読み込む手段と、 干渉物の大きさおよび位置を指示する干渉物指示手段
   と、 前記ロボットプログラムに含まれる教示点と前記干渉物
   指示手段による指示とから前記干渉物を回避するための
   干渉物回避経路を生成する回避経路生成手段と、 を有することを特徴とするロボット教示操作盤。
2. 【請求項２】 前記干渉物指示手段は、干渉物の大きさ
   および干渉物回避経路の生成対象の教示点を指示する入
   力手段を有することを特徴とする請求項１記載のロボッ
   ト教示操作盤。
3. 【請求項３】 前記干渉物の大きさは、干渉物の形状を
   円として半径を指定することを特徴とする請求項２記載
   のロボット教示操作盤。
4. 【請求項４】 前記干渉物指示手段は、ロボットを干渉
   物の位置まで移動させて干渉物の位置を求める操作を行
   うロボット操作手段を有することを特徴とする請求項１
   記載のロボット教示操作盤。
5. 【請求項５】 前記回避経路生成手段は、前記干渉物回
   避経路を複数の回避教示点によって生成することを特徴
   とする請求項１記載のロボット教示操作盤。
6. 【請求項６】 前記干渉物、前記回避教示点および前記
   干渉物回避経路を表示するグラフィック表示手段をさら
   に有することを特徴とする請求項１記載のロボット教示
   操作盤。
7. 【請求項７】 前記プログラム格納手段に格納されたロ
   ボットプログラムおよび前記回避経路生成手段によって
   生成された干渉物回避経路を基に前記干渉物回避経路を
   加味したロボットプログラムを生成するロボットプログ
   ラム編集手段をさらに有することを特徴とする請求項１
   記載のロボット教示操作盤。
8. 【請求項８】 前記干渉物指示手段の入力手段をタッチ
   パネルで構成したことを特徴とする請求項１記載のロボ
   ット教示操作盤。
9. 【請求項９】 前記干渉物回避経路を生成しようとする
   ２点の教示点を前記タッチパネルで選択するように構成
   したことを特徴とする請求項８記載のロボット教示操作
   盤。
10. 【請求項１０】 前記回避経路生成手段は、前記ロボッ
    トプログラムの連続する３点以上の教示点について回避
    経路を生成するように構成したことを特徴とする請求項
    １記載のロボット教示操作盤。
11. 【請求項１１】 干渉物回避経路を生成するために前記
    ３点以上の教示点について、前記タッチパネルで順序を
    指定するように構成したことを特徴とする請求項８記載
    のロボット教示操作盤。
12. 【請求項１２】 ロボットプログラムの更新方法におい
    て、 あらかじめ作成されたロボットプログラムを読み込み、 干渉物の形状・大きさおよび干渉物の位置によって定め
    られる禁止領域を指定し、 前記ロボットプログラムの教示点および前記禁止領域か
    ら前記干渉物を回避する干渉物回避経路を生成し、 生成された干渉物回避経路を基に前記ロボットプログラ
    ムを前記干渉物回避経路を加味したロボットプログラム
    に編集する、 ことを特徴とするロボットプログラムの更新方法。
13. 【請求項１３】 前記禁止領域での干渉物の位置は、ロ
    ボット先端を干渉物の位置に位置決めして指定すること
    を特徴とする請求項１２記載のロボットプログラムの更
    新方法。
14. 【請求項１４】 前記禁止領域での干渉物の形状は、円
    とし、その半径を指定することにより干渉物の大きさを
    指定することを特徴とする請求項１２記載のロボットプ
    ログラムの更新方法。