JP2004351601A - ロボットの教示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】教示データの使用・未使用を簡単に切り替えられるロボットの教示装置の提供。
【解決手段】本発明は、ロボットの動作に必要な教示データを教示するロボットの教示装置であって、教示された教示データおよび各教示データの使用・未使用を指定する使用切替スイッチ７２・・・を表示する液晶ディスプレイ３１と、前記使用切替スイッチ７２・・・に対応する領域に触れることで所定の信号を発するタッチパネル３２とを備えている。使用切替スイッチ７２・・・をタッチパネル３２で選択すると、選択された使用切替スイッチ７２に対応する教示データの使用・未使用を切り替えることができる。
【選択図】図１

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は、部品トレイに配列された部品を取りに行く所謂パレタイズ動作におけるロボットの移動先や、ワークに対して被組付け部品を組付ける時のロボットの移動先等の各種移動先を示す座標データ等の各種教示データを入力設定できるものである。この教示データは、一度設定すると常にロボットを拘束する。従って、一時的に一部の教示データが不要になった場合は、これを削除し、再度必要になった時に入力し直す必要があった。このため、例えば部品トレイの所定領域にある部品を一時的に使用しない場合等においては、特に教示データの削除・再設定に伴う作業が繁雑になる等の問題が発生している。
【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、教示データの使用・未使用を簡単に切り替えられ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、ロボットの動作に必要な教示データを教示するロボットの教示装置であって、教示された教示データに対応して教示データの使用・未使用の信号を入力可能な入力手段を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
また本発明は、ロボットの動作に必要な教示データを教示するロボットの教示装置であって、教示された教示データおよび各教示データの使用・未使用を指定するスイッチを表示可能な表示手段と、前記スイッチに対応する領域に触れることで所定の信号を発するタッチパネルとを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
さらに本発明は、部品が矩形配列された部品トレイから部品を取り出すロボットの動作に必要な教示データを教示するロボットの教示装置であって、矩形配列の角部に位置する部品の座標データと、ある角部から他の角部までに配列された部品の個数とを入力可能な基準情報教示画面と、前記基準情報教示画面から入力された座標データおよび部品の個数から割り出される矩形配列された各部品の座標データの使用・未使用の信号を入力可能な入力手段とを備えて成ることを特徴とするものである。
【０００９】
【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２において、符号Ｒはロボットの一例であるねじ締めロボットであり、ロボット本体１と、このロボット本体を制御するための制御ユニット２と、この制御ユニット２に接続されたロボットの教示装置たる教示ペンダント３とで構成されている。
【００１０】
前記ロボット本体１は、図３に矢印で示す各方向に往復動作可能な可動部Ｙ，Ａ，Ｚを組み合わせ、この内の可動部Ｚに、当該可動部Ｚと一体に往復移動可能なねじ締めツールＴを連結して構成されている。これにより、可動部Ｙ，Ａ，Ｚの動作範囲内において、ねじ締めツールＴを移動操作することが可能になっている。このねじ締めツールＴは、ねじ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は回転駆動源の一例である電動ドライバ１３に連結されて回転可能に構成されている。また、このビット１２の外周には、エア吸引を行ってねじを吸引保持可能な吸引スリーブ１４が軸方向に移動可能に配置してある。
【００１１】
前記制御ユニット２は、制御回路、モータ駆動回路、記憶部等（何れも図示せず）を有する。この制御ユニット２の記憶部には、動作プログラム、各種パラメータが予め記憶されるとともに、教示ペンダント３から入力される後述の各種座標データ、作業指定コード、ねじ締め作業パラメータ、ねじの個数等の教示データが登録されるデータベース（以下、教示データベースという）が記憶されている。制御ユニット２は、これら記憶部に記憶されている情報および都度教示ペンダント３等から入力される各種の指令信号に従って、前記ロボット本体１を制御する。
【００１２】
制御ユニット２による制御で、ロボット本体１は、まず、ワークに締め付けるねじに応じて可動部Ｙ，Ａ，Ｚを駆動し、ねじ締めツールＴをロボット本体１の前部下方に供給、定置される部品トレイ４の所定位置に移動させる。この部品トレイ４には、図９に示すように、予め多数のねじＳが所定ピッチで矩形状に配列してあり、ねじ締めツールＴが可動部Ｙ，Ａ，Ｚの駆動で部品トレイ４上に移動することにより、吸引スリーブ１４には、ねじＳが１本吸引保持される。
【００１３】
前述のように部品トレイ４からねじＳを保持すると、続いてねじ締めロボット１は、可動部Ｙ，Ａ，Ｚを駆動して、ねじ締めツールＴをワークに設けられた所定のねじ締めポイントに移動させる。このねじ締めポイントにおいて、可動部Ｚの駆動によりねじ締めツールＴはワークに向かって移動操作され、またねじ締めツールＴの電動ドライバ１３が駆動するのを受けてビット１２が回転駆動される。これにより、吸引スリーブ１４に吸引されたねじは、ねじ締めポイントに押し出されるとともに、ビット１２と係合して回転伝達を受け、ワークにねじ込まれて所定のトルクまで締め付けられる。この処理を繰り返し、ワークの複数のねじ締めポイント全てにねじを締め付ける。
【００１４】
前述のねじ締めロボットによるねじ締め作業を実現するためには、部品トレイ４に配列されたねじ位置を示す座標データ、ねじ締めポイント等にねじ締めツールＴを移動操作する時の可動部Ｙ，Ａ，Ｚの各移動先を示す座標データおよび、ワークにねじをねじ込んで締め付ける時の可動部Ｚおよびねじ締めツールＴの制御用パラメータ（以下、この制御用パラメータのことをねじ締め作業パラメータという）等を、予め制御ユニット２の教示データベースに登録しておく必要がある。これら教示データの教示には、前記教示ペンダント３が用いられる。
【００１５】
教示ペンダント３は、ロボット本体１周辺の任意の位置において、ロボット本体１の動作、ワークのねじ締めポイントを確認しながらロボット本体１に各種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ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、Ｉ／Ｏ接続等の所定のインタフェイス５を介してケーブルで接続されている。
【００１６】
前記教示ペンダント３は、図４（ａ）および同図（ｂ）に示すように、カラー表示可能な表示手段の一例である液晶ディスプレイ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に映し出される画像に対応した領域に指またはタッチペン等の入力機器が触れると、当該領域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。
【００１７】
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５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と教示データおよびその他の情報の送受信を行う。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５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。
【００１８】
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する。この教示ペンダント３の起動により、図６（ａ）に示す初期メニュー画面５０の表示指令信号が演算処理回路から表示制御回路３９に送られる。これを受けて表示制御回路３９は、液晶画面３１に初期メニュー画面５０を表示する。制御ユニット２に教示データを設定する場合は、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（「選択する」とは、タッチパネル所定領域に指で触れることをいう；以下同じ）。
【００１９】
ティーチングメニュー５１が選択されると、こ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にティーチングメニュー画面５２の表示指令を与える。これにより、液晶画面３１には図６（ｂ）に示すティーチングメニュー画面５２が表示される。このティーチングメニュー画面５２には、ねじ締めポイントティーチング５２ａおよびパレタイズポイントティーチング５２ｂ等のメニューが設定されている。
【００２０】
前記ねじ締めポイントティーチング５２ａを選択すると、液晶画面３１には図７に示すねじ締めポイント設定画面５３が表示される。ここには、ねじ締めポイントテーブル５３ａが設けられている。このねじ締めポイントテーブル５３ａは、可動部Ｙ，Ａ，Ｚの座標データの入力項目５４，５５，５６と、作業指定コードの入力項目５７とから成るレコードを４０件分有する。つまり、ワーク上の４０個のねじ締めポイントＷ０〜Ｗ３９（図面ではＷ０〜Ｗ４までを示してある）について、座標データおよび作業指定コードを設定できるようになっている。このテーブル５３ａには、既に制御ユニット２の教示データベースに教示データがある場合には、それが演算処理回路３８によって読み込まれ表示される。また、このテーブル５３ａの各項目５４〜５７へのデータ入力は、所望の項目を選択し、下部のテンキー５３ｂ、エンターキー５３ｃ、削除キー５３ｄ等を操作して行う。こうして各項目５４〜５７に入力されたデータは、制御ユニット２の教示データベースに書き込まれて保持される。
【００２１】
前記作業指定コードは、ねじ締めポイントにおけるねじ締め作業時において、可動部Ｚおよびねじ締めツールＴを駆動制御するために用いるねじ締め作業パラメータへのアクセスキーである。この作業指定コードを入力項目５７に入力し、制御ユニット２に設定しておくことにより、制御ユニット２においては、これをキーにして別途設定画面（図示せず）から教示される所定のねじ締め作業パラメータにアクセスすることが可能になる。
【００２２】
一方、前記ティーチングメニュー画面５２において、パレタイズポイントティーチング５２ｂを選択すると、液晶画面３１には図１に示すパレタイズポイント設定画面５８が表示される。ここには、パレタイズポイントテーブル５９が設けられている。このパレタイズポイントテーブル５９は、可動部Ｙ，Ａ，Ｚの各座標データを示す項目６０，６１，６２から成るレコードを、部品トレイ４の各ねじ位置に応じて有する。このパレタイズポイントテーブル５９における座標データについても、制御ユニット２の教示データベースに既に登録されているものが、演算処理回路３８によって読み込まれて表示される。
【００２３】
前記パレタイズポイントテーブル５９に示されている座標データは、パレタイズポイント設定画面５８から直接入力することもできるが、部品トレイ４の基準となるねじ位置３点の座標データを設定することで自動入力することもできる。これを３点教示というが、この３点教示を実行するには、画面５８に設けられた基準位置スイッチ６３を選択する。これにより液晶画面３１には、基準情報教示画面の一例である図８に示す３点教示画面６４が表示される。ここには、部品トレイ４に矩形配列されたねじＳの内、最も外周の角部分に位置する３つのねじＳのポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３（図９参照）を示す座標データ、すなわち、当該３つのねじＳにねじ締めツールＴを移動させるために必要な可動部Ｙ，Ａ，Ｚの座標データの入力項目６５，６６，６７を持つテーブル６４ａが設けられている。また、このテーブル６４ａの下方には、前記ポイントＰ１−Ｐ２間、ポイントＰ２−Ｐ３間にそれぞれ配置されるねじの個数の入力項目６８，６９を持つテーブル６４ｂが設けられている。
【００２４】
前記テーブル６４ａ，６４ｂの入力項目６５〜６９にデータを入力する時は、画面６４左上のＴｅｎｋｅｙスイッチ７０を選択する。これにより画面６４下部には、前記ねじ締めポイント設定画面５３同様にテンキー、エンターキー、削除キーが表示される。これにより、前述のねじ締めポイントテーブル５３ａの時と同様に、所望の項目を選択し、テンキー、エンタキー、削除キーを操作してデータの入力を行うことができる。
【００２５】
前記テーブル６４ａ，６４ｂに座標データおよびねじの個数を入力した後、画面６４下部の３点教示実行スイッチ７１を押すと、各テーブル６４ａ，６４ｂに入力された座標データおよびねじの個数が制御ユニット２に送られる。制御ユニット２では、これらの教示データから部品トレイ４上の全てのねじの座標データを割り出し、これを教示データベースに書き込む。
【００２６】
また、前記パレタイズポイント設定画面５８には、パレタイズポイントテーブル５９の各レコードに対応して使用切替スイッチ７２，７２・・・が設けられている。この使用切替スイッチ７２は、選択する度に表示が「使用」、「未使用」に切り替わる。これを「未使用」とした場合には、タッチパネル３２からの信号を受けて演算処理回路３８から制御ユニット２に指令信号が送られ、これを受けた制御ユニット２は、教示データベース中の対応する座標データに未使用フラグを設定し、当該座標データを使用不可にする。これにより、パレタイズポイントテーブル５９で「未使用」が指定されたレコードの座標データは、ロボット本体１の移動制御の際に使用されなくなる。また、使用切替スイッチ７２を「使用」とした場合には、制御ユニット２において対応する座標データに使用フラグが設定され、当該座標データが使用可能になる。これにより、パレタイズポイントテーブル５９で「使用」が指定されたレコードの座標データは、ロボット本体１の移動制御の際に使用可能となる。
【００２７】
前述のように、パレタイズポイントテーブル５９の不要なレコードの座標データを削除せずに残しておくことが可能である。よって、一時的に部品トレイ４の所定領域のねじＳを使用しない場合等、一時的にあるレコードの座標データがロボット本体１の制御上不要になる場合において、使用するレコードと使用しないレコードの切替えを極めて容易かつ迅速に行うことが可能になる。また、レコードの座標データが削除されないので、座標データを頻繁に再入力するような手間も省くことができる。
【００２８】
また、図１０に示す部品トレイ４′のように、矩形配列の一部領域が存在しない形状の部品トレイを使用する場合には、まず前記３点教示により、部品トレイ４′上に存在しない領域も含むねじ位置を自動教示する。続いて、パレタイズポイントテーブル５９を呼び出し、存在しない領域のねじ位置のレコードに対応する使用切替スイッチ７２を「未使用」にする。このように、矩形配列の一部領域が存在しない形状の部品トレイについては、３点教示と使用切替スイッチ７２の併用で、極めて合理的に教示作業を行うことができる。しかも、こういった部品トレイについて設定した座標データは、矩形配列の座標データの一部を未使用に設定したものである。よって、使用切替スイッチ７２で未使用とするレコードを変更すれば、同じ矩形配列を基準とする他の形状の部品トレイにも対応できる。
【００２９】
前記パレタイズポイントテーブル５９のレコードを削除する時は、所望のレコードを選択した後、画面下部の行削除スイッチ７３を選択する。また、新たなレコードを追加したい場合は、画面下部の行挿入スイッチ７４を選択する。この新たなレコードに座標データを入力する場合は、上部のＴｅｎｋｅｙスイッチ７５を押して画面下部にテンキー等を表示し、これを操作して選択した入力項目に座標データの入力を行う。
【００３０】
制御ユニット２は、ねじ締めツールＴにねじを吸引保持する時は、教示データベースからパレタイズポイントテーブル５９の所定レコードに対応する座標データを取得し、これに基づいて可動部Ｙ，Ａ，Ｚの制御を行う。また、吸引スリーブ１４に吸引保持したねじＳをワークにねじ込んで締め付ける時は、教示データベースからねじ締めポイントテーブル５３ａの所定レコードに対応するデータを得る。つまり、ねじ締めポイントテーブル５３ａの所定レコードに対応する座標データを得て、ねじ締めツールＴをワークのねじ締めポイントに位置決めするとともに、ねじ締めポイントテーブル５３ａの所定レコードに対応する作業指定コードからねじ締め作業パラメータを取得し、これに従って可動部Ｚおよびねじ締めツールＴを駆動制御してねじ締め作業を実行する。
【００３１】
なお、以上の説明では、液晶画面３１に表示された使用切替スイッチ７２とタッチパネル３２との組み合わせで、教示データの使用・未使用の信号を入力するための入力手段を実現したが、これ以外にも、例えば液晶画面に表示されたパレタイズポイントテーブルに対し、キーボード、マウス等の周知の入力デバイスを用いて使用・未使用の信号を与えるようにしてもよい。また、部品トレイ４のねじ位置の座標データについて使用・未使用を設定できる例を紹介したが、ねじ締めポイントテーブルにも使用切替スイッチを設定し、ワークのねじ締めポイントの座標データについて使用・未使用を設定できるようにしてもよい。さらに、直線的に往復動作する可動部Ｙ，Ｚと旋回往復動作する可動部Ａとを組み合わせたロボット本体１を紹介したが、直線的に往復移動する可動部のみを複数組み合わせた構成のロボット本体や、スカラ型の多間接ロボット等を用いても、得られる効果は同じである。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のロボットの教示装置によれば、教示された教示データの使用・未使用を設定できる。よって、例えば部品トレイの所定領域にある部品を一時的に使用しない場合等、一時的にある教示データが不要になる場合において、教示データの削除・再入力が必要なくなり、教示データの切替作業を極めて迅速かつ容易に行うことが可能になる。また、矩形配列の一部が存在しない形状の部品トレイに対しては、基準情報教示画面たる３点教示画面から行う３点教示と使用切替スイッチとの併用により、効率的な教示作業を行うことができるとともに、その教示データの汎用性を高めることができる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】教示ペンダントに表示されるパレタイズポイント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】（ａ）は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り、（ｂ）はティーチング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ねじ締めポイント設定画面の説明図である。
【図８】教示ペンダントに表示される３点教示画面の説明図である。
【図９】多数のねじを矩形配列した部品トレイの拡大平面図である。
【図１０】部品トレイの他の例を示す拡大平面図である。
【符号の説明】
Ｒ ねじ締めロボット
１ ロボット本体
１２ ビット
１３ 電動ドライバ
１４ 吸引スリーブ
Ｙ，Ａ，Ｚ 可動部
Ｔ ねじ締めツール
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
４ 部品トレイ
５０ 初期メニュー画面
５２ ティーチングメニュー画面
５３ ねじ締めポイント設定画面
５８ パレタイズポイント設定画面
６４ ３点教示画面
７２ 使用切替スイッチ

Claims (3)

1. ロボットの動作に必要な教示データを教示するロボットの教示装置であって、
   教示された教示データに対応して教示データの使用・未使用の信号を入力可能な入力手段を設けたことを特徴とするロボットの教示装置。
2. ロボットの動作に必要な教示データを教示するロボットの教示装置であって、
   教示された教示データおよび各教示データの使用・未使用を指定する使用切替スイッチを表示可能な表示手段と、前記スイッチに対応する領域に触れることで所定の信号を発するタッチパネルとを備えていることを特徴とするロボットの教示装置。
3. 部品が矩形配列された部品トレイから部品を取り出すロボットの動作に必要な教示データを教示するロボットの教示装置であって、
   矩形配列の角部に位置する部品の座標データと、ある角部から他の角部までに配列された部品の個数とを入力可能な基準情報教示画面と、
   前記基準情報教示画面から入力された座標データおよび部品の個数から割り出される矩形配列された各部品の座標データの使用・未使用の信号を入力可能な入力手段と
   を備えて成ることを特徴とするロボットの教示装置。

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