JP2015217477A - Operation input device and robot system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被制御部材の移動を制御する操作キーを有する操作入力装置に関するものである。 The present invention relates to an operation input device having operation keys for controlling movement of a controlled member.
近年、様々な工業製品の生産ラインで産業用ロボットが用いられている。この種のロボットの典型的な構造は、例えばワークを操作するロボットハンドなどのツールを先端に装着された多関節(たとえば6軸)のアームを有するものである。この種のロボットに特定の動作を教示する場合、ティーチングペンダントなどと呼ばれる操作入力装置が用いられる。 In recent years, industrial robots are used in production lines for various industrial products. A typical structure of this type of robot has an articulated (for example, six-axis) arm having a tool such as a robot hand for manipulating a workpiece attached to the tip. When teaching a specific operation to this type of robot, an operation input device called a teaching pendant or the like is used.
図9は、従来のロボットシステムで用いられるティーチングペンダント110の操作面の一例を簡略化して示している。図9のティーチングペンダント110の操作面には、例えば教示点のX、Y、Zの3次元座標や、被制御部材であるロボットアームの関節や移動の方向を指示するために用いられるキー群111が設けられている。図9の例では、キー群111は、X、Y、Zの3次元座標に対応する正逆2つのキー(+X、−X、+Y、−Y、+Z、−Z)で構成されている。これらのキー群111を用いて、作業者は例えば設定したい教示点へ向かってロボットアームを移動させることができ、その場合、キーの選択によって、3次元座標軸に沿った移動量、あるいはその軸廻りの回転移動などを制御することがでる。
FIG. 9 shows a simplified example of the operation surface of the
これらキー群111は、例えば、連続(JOG)操作あるいはステップ操作によって操作できるよう構成されることが多い。ここで連続(JOG)操作とは、キーを押下している間、操作対象の駆動手段(例えばロボットアームの関節を駆動するサーボモータなど)が連続的に作動するような操作である。また、ステップ操作は、キーを1回押下する度に駆動手段が例えば一定の駆動量、作動するような操作である。
These
ティーチングペンダント110の側から見ると、上記の動作や制御の仕様は連続操作モードあるいはステップ操作モード、のように操作入力装置の操作モードとして考えることができる。また、これらの操作モードにより制御される(被制御部材としての)ロボットの動作モードは、連続移動モードあるいはステップ移動モードと考えることができる。
When viewed from the
連続移動モードもしくはステップ移動モードの指定、あるいはこれらのモードにおける連続移動速度(いわゆるJOG速度)もしくはステップ送り量を制御するために、図9のティーチングペンダント110ではキー群112が配置されている。例えば、キー群112のうち、CONTの刻印を有するキー1121は、連続操作(JOG操作)モードを設定する。また、STEPの刻印を有するキー1122は、ステップ操作モードを設定する。そして、キー群112の左側の上下矢印の刻印されたキー1123、1124を用い連続移動モードでは連続移動速度、ステップ移動モードではステップ送り量をで変更することができる。
In order to specify the continuous movement mode or the step movement mode, or to control the continuous movement speed (so-called JOG speed) or the step feed amount in these modes, a
なお、図9のティーチングペンダント110では、プログラムされた設定値や現在のロボットの状態は、LCDパネルなどから構成された表示部102により表示することができる。また、ティーチングペンダント110の操作面の右上部にはロボット装置全体を非常停止させる非常停止キー131が配置されている。また、その下部には主に教示済みのプログラム全体の制御に係わるキー群1033が配置されている。これらキー群1033によって、教示済みのプログラム全体の起動、停止、実行速度制御や原点復帰、ステップ実行や連続動作、といった機能を指定することができる。なお、操作面下部の主に数字刻印を有するキー群1034は、例えば教示点の呼び出しや、特定の操作機能を割り当てるためのプログラマブルキーなどとして用いられるファンクションキー群である。
In the
図9の構成では、ロボット教示中、座標(もしくは関節と移動方向を)指示するキー群111の連続操作またはステップ操作によって、例えばロボットアームの基準位置(例えばツールの装着されるフランジ部など)を所望の教示点の位置まで移動させる。そして、キー群111による操作の間、連続移動、またはステップ移動の各移動制御モードの変更、また各モードの連続移動速度またはステップ送り量は、キー群112を同時に操作して所望の状態に制御することができる。
In the configuration of FIG. 9, for example, a reference position (for example, a flange portion on which a tool is mounted) of the robot arm is set by continuous operation or step operation of the
例えば、ロボットの現在位置から所望の教示点までの距離が遠い場合は高速に、または大きいステップ送り量で移動するよう、連続移動速度もしくはステップ送り量を切り替えるキー1123を操作する。そして、教示点が近くなった時には低速に、または小さなステップ送り量で移動するよう、連続移動速度もしくはステップ送り量を切り替えるキー1124を操作する。また、キー1121、1122によって、教示点までの距離が遠い場合は連続操作モードを教示点に近づいた場合にはステップ操作モードを選択するような切り換えも可能である。そして、従来では、キー群112による操作モード(移動制御モード)の切り換えと移動量(連続移動速度またはステップ送り量)の調節は、作業者がキー群111の操作の間、例えばロボットの現在の状態を視認しつつ、同時に行わなければならなかった。
For example, when the distance from the current position of the robot to a desired teaching point is far, the
以上のように、従来では、作業者はキー群111による連続(JOG)操作またはステップ操作と同時に、操作面上で異なる位置に配置されたキー群112によってモード切り換えや移動(操作)量調節のためのキー操作を行う必要があった。しかも、作業者は同時にロボットの姿勢や位置を確認しつつこれらの作業を行う必要があり、大きな指先の移動、視線や目の焦点の切り替えを頻繁に行わなければならない。
As described above, conventionally, an operator performs mode switching and movement (operation) amount adjustment by the
従って、従来のティーチングペンダント110のロボット教示操作は速度および操作量を変えるためにキーの押し替えのための指の移動や、視線や目の焦点の切り替えを頻繁に行う必要があった。このため、従来のティーチングペンダント110は操作効率が悪く、作業時間がかかり、疲労を伴い、操作ミスも発生しやすい、という問題があった。このような観点から、ロボット教示に用いられるティーチングペンダントの操作入力系を改善するために、従来では、例えば下記の特許文献1や特許文献2のような構成が提案されている。
Therefore, the conventional teaching operation of the
上述のように、従来のロボット教示用の操作入力装置では、特定操作(JOG送り操作、ステップ送り操作)と、その操作量(連続移動速度やステップ送り量)の変更操作をそれぞれ同一操作面上で離間して配置された別々のキーによって行う。このため、視線の移動が頻繁に必要で操作が難しく、操作ミスも発生しやすい、という問題は、上記特許文献1でも認識されている。
As described above, in a conventional robot teaching operation input device, a specific operation (JOG feed operation, step feed operation) and an operation amount (continuous moving speed or step feed amount) change operation are performed on the same operation surface. With separate keys spaced apart. For this reason, the problem that the movement of the line of sight is frequently required, the operation is difficult, and the operation error is likely to occur is also recognized in
ところが、特許文献1では、特定操作(JOG送り操作)と、その操作方向の指定をそれぞれジョグダイアルと操作キーによって行うようになっている(同文献の図1)。この構成は、X+、Y−のような操作方向を割り当てられた操作キー(同文献の図5)によって実現されていた操作機能の一部を操作(移動)方向と操作(移動)量の両方を指定できるジョグダイアルによって行うようにしたものに過ぎない。特許文献1の構成では、ジョグダイアルおよび操作キーは依然として同一操作面上で離間して配置されており、上述の操作を行う指先の移動、視線の移動の問題はほとんど解決することができない。
However, in
また、特許文献2の構成は、イネーブル(デッドマン)スイッチの操作量、特に機器動作が可能となる範囲の操作量を特定操作に係る、速度やステップ量の操作量に割り当てるようにしたものである。ところが、特許文献2の構成はイネーブル(デッドマン)スイッチを利用しており、例えばイネーブル(デッドマン)スイッチのために作業者の片手が塞がれ、しかも両手の協調が必要で操作はそれほど簡単にはならない、という問題がある。
In the configuration of
本発明の課題は、上述の問題に鑑み、操作キーを用いて被制御部材の移動を制御する操作入力装置において、移動制御モード選択と、移動量の変更ないし調節操作を極めて容易に行うことができるようにすることにある。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to make it extremely easy to select a movement control mode and change or adjust a movement amount in an operation input device that controls movement of a controlled member using an operation key. There is to be able to do it.
上記課題を解決するため、本発明においては、被制御部材の移動を制御する操作キーを有する操作入力装置において、前記操作キーが配置されたキーボードと、前記キーボードを変位可能に支持する筐体と、前記キーボードの前記筐体に対する変位方向を検出する変位方向検出部と、前記キーボードの前記筐体に対する変位量を検出する変位量検出部と、前記操作キーの操作に応じて前記被制御部材の移動を制御する制御情報を生成する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記操作キーの操作中、前記変位方向検出部を介して検出された前記変位方向に基づき前記制御情報で指定する前記被制御部材の移動制御モードを決定するとともに、前記変位量検出部を介して検出された前記変位量に基づき前記制御情報で指定する前記被制御部材の移動量を決定する構成を特徴とする。 In order to solve the above problems, in the present invention, in an operation input device having an operation key for controlling the movement of a controlled member, a keyboard on which the operation key is arranged, and a housing that supports the keyboard so as to be displaceable. A displacement direction detection unit that detects a displacement direction of the keyboard relative to the housing; a displacement amount detection unit that detects a displacement amount of the keyboard relative to the housing; and the controlled member according to an operation of the operation key. A control device that generates control information for controlling movement, and the control device is designated by the control information based on the displacement direction detected through the displacement direction detection unit during operation of the operation key. The controlled member that determines the movement control mode of the controlled member to be specified and that is designated by the control information based on the displacement amount detected through the displacement amount detection unit It characterized an arrangement for determining the amount of movement.
上記構成により、本発明によれば、被制御部材の移動制御モードや移動量を、操作キーを操作する際のキーボードの変位方向と変位量によって指定することができる。本発明によれば、被制御部材の移動を制御する操作キーの他に従来のような被制御部材の移動制御モードや移動量を指定する操作キーを別途、配置する必要がない。従って、従来のようにキーボード上の指の移動やそのための視線移動や目の焦点の切り換えが必要なく、例えば被制御部材のみを見ながらのブラインド操作によって円滑かつ効率よく、また極めて容易に操作入力を行える。例えば、本発明の操作入力装置は、ロボットシステムの教示装置として好適に実施することができ、その場合、誤操作なく極めて容易に教示作業を行うことができる。従って、ロボットの教示に要する時間を短縮でき、誤操作によってロボットやワークなどを破損させたりする損失を未然に防止できる。 With the above configuration, according to the present invention, the movement control mode and the movement amount of the controlled member can be designated by the displacement direction and the displacement amount of the keyboard when operating the operation keys. According to the present invention, in addition to the operation keys for controlling the movement of the controlled member, there is no need to separately arrange the operation keys for specifying the movement control mode and the movement amount of the controlled member as in the prior art. Therefore, it is not necessary to move the finger on the keyboard, move the line of sight for that purpose, or switch the focus of the eyes as in the conventional case. For example, the operation can be input smoothly and efficiently by blind operation while looking only at the controlled member. Can be done. For example, the operation input device of the present invention can be suitably implemented as a teaching device of a robot system, and in that case, teaching work can be performed very easily without erroneous operation. Therefore, the time required for teaching the robot can be shortened, and the loss of damaging the robot or workpiece due to an erroneous operation can be prevented.
以下、添付図面を参照して、本発明を好適に実施する実施例につき詳細に説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments that suitably implement the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の一実施例として、ロボット教示装置として構成されたティーチングペンダント101の操作面の構成を、図2は図1のティーチングペンダント101を図1の下方から示している。また、図3は図1のティーチングペンダント101を用いたロボットシステムの全体構成を、図4は図1のティーチングペンダント101の制御系の構成を示している。
FIG. 1 shows a configuration of an operation surface of a
本実施例のティーチングペンダント101は、ロボットシステムに用いられる場合、図3に示すように、ケーブル132によりロボット装置(ロボットアーム301、ハンド401)を制御するロボット制御装置201に接続される。ティーチングペンダント101は、ロボット制御装置201に対してロボット装置の動作を制御するための制御情報を送信し、例えばロボットアーム301は、ロボット制御装置201の制御に従って各関節を動作させる。ロボットアーム301は、作業空間3011上に架台などの支持機構を介して配置され、先端に装着されたハンド401によってワークW1を把持してロボット制御装置201の制御により組み立てあるいは加工などの作業を行う。なお、図3においてワークW2は、ハンド401によってW1と組み付けられる他のワークである。
When used in a robot system, the
図1に示す通り、本実施例のティーチングペンダント101はロボット装置(図3のロボットアーム301、ハンド401)の動作やプログラム状態に関する諸情報を表示するための表示部102を有する。また、図1のティーチングペンダント101では、表示部102の左上には、非常停止キー131が配置されている。また、ティーチングペンダント101の下部から、ロボット制御装置201と接続するためのケーブル132が導出されている。
As shown in FIG. 1, the
本実施例では、表示部102は例えば液晶表示器とタッチセンサなどを用いたタッチパネルなどから構成される。従って、表示部102はロボットの動作やプログラム状態に関する情報表示の他、表示上に画成されたタッチキーの操作によって、ロボットの教示操作を行う操作入力手段(の一部)を構成する。表示部102は、ロボットの現在位置あるいは現在姿勢、ロボット教示時の移動の速度あるいはステップ送り時の移動量、教示済の動作ポイントの位置あるいは姿勢などを含むロボットの動作に関する情報を表示することができる。
In the present embodiment, the
表示部102のうち、表示領域1024は、設定済みの(あるいはこれから設定される)教示点(P)におけるX、Y、Zの3次元座標値(ないし各軸軸上の移動量)と、該3次元座標軸廻りにおける回転移動の量(RX、RY、RZ)の表示に用いられる。また、表示領域1022は、特に現在設定中の教示点、または現在のロボットの状態に対応したX、Y、Zの3次元座標値(ないし各軸軸上の移動量)と、該3次元座標軸廻りにおける回転移動の量(RX、RY、RZ)の表示などに用いられる。上部および下部の表示領域1021、1025は、例えばファンクションキー部で、これら表示領域1021、1025に画成される複数のファンクションキーは動作状態に応じて異なる設定入力に切り換えられる。また、中央の表示領域1023は、現在の連続(JOG)移動速度(またはステップ操作量など)、ロボットの現在の操作対象部位の表示などに用いられる。また、図1の状態では、表示領域1023の右側には、教示点などの登録に用いられる登録キーが表示されている。
The
なお、図1の表示部102の表示状態はあくまでもロボット装置の状態やティーチングペンダント101の特定の操作状態に対応した一例に過ぎない。表示部102をタッチパネルなどにより構成する場合には、当然ロボット装置の状態やティーチングペンダント101の特定の操作状態に応じて表示部102の表示の全部または一部は図1とは異なる状態に制御される場合がある。これら表示部102の表示の様式や、表示部102がタッチパネルなどにより構成される場合の操作方式に関しては当業者が任意に変更可能な設計事項である。
Note that the display state of the
図1のティーチングペンダント101では、教示点のX、Y、Zの3次元座標や、あるいは教示点への移動を行わせる時に操作対象のロボットアームの関節と方向を指示するために用いられるキー群は、本体右側のキーボード104上に配置されている。キーボード104には、正方向入力を指定するキー103a(X+、Y+、Z+、RX+、RY+、RZ+)と、負(逆)方向入力を指定するキー103b(X−、Y−、Z−、RX−、RY−、RZ−)が配置されている。これらのキー群は、X、Y、Zの3次元座標系における(ロボット基準部位の)位置、およびX、Y、Zの3次元座標軸廻りの回転に係る操作量(従ってロボット装置においては対応する移動量)の増減に用いられる。
In the
キー103a、103bは、後述の制御系によって、上述の連続操作(JOG)モード、あるいはステップ操作モードのいずれかの操作方式によって操作できるよう制御される。上述のように、これらのモードは、ティーチングペンダント110の側から見ると、上記の連続操作モードあるいはステップ操作モード、のように操作入力装置の操作モードとして考えることができる。一方、ティーチングペンダント110の上記の操作モードにより制御されるロボットアーム301(ないしハンド401)の動作モードは、被制御部材としての移動、という動作の観点から、連続移動モードあるいはステップ移動モードと考えることができる。以下の説明では、連続(またはステップ)操作モード、および連続(またはステップ)移動モードのような用語は、例えばその文脈に操作か、それにより制御される被制御部材の移動のいずれに重点があるかによって、いずれも用いるものとする。
The
本実施例では、キーボード104の操作モード、ないしそれに対応するロボット(被制御部材)の移動モードの切り換えは、従来のように操作面の操作キー(や表示部102のファンクションキー)によっては行わない。例えば、図1のキーボード104および表示部102によって構成される操作面には図9に示したCONT、STEPのようなキー、すなわち連続操作(連続移動)モード、またはステップ操作(ステップ移動)モードを切り換える操作キーを設けていない。
In the present embodiment, switching of the operation mode of the
そして、本実施例では、キーボード104のキー103a、103bの操作量(連続移動速度やステップ送り量)の変更操作は、後述するようにキーボード104全体を物理的に変位させることによって行う。そして、例えば、キーボード104の変位の方向で連続操作(連続移動)モード、またはステップ操作(ステップ移動)モードを指定し、その変位量によって連続移動速度またはステップ操作(送り)量を指定する。これにより、キー103a、103bの内、ある1つのキーの操作の間、連続(JOG)操作またはステップ操作の切り換えが必要がなくなる。また、操作量(連続移動速度やステップ送り量)の変更のために別の操作キーへ指先を動かしたり、そのために視線を移動する必要もなくなる。
In this embodiment, the operation amount (continuous movement speed or step feed amount) of the
キーボード104を変位させる構成例の1つは、図1、図2および図5に示すように、キーボード104全体をティーチングペンダント101の本体に対して上下にスライドさせるものである。
One configuration example for displacing the
図2は図1のティーチングペンダント101を図1の下方から示したものである。図示のようにキーボード104の下部左右には、レール状の突起部1041、1041が形成されており、これら突起部1041、1041はティーチングペンダント101の本体部に形成されたガイド部105とそれぞれスライド可能に係合している。ティーチングペンダント101およびキーボード104の全体、あるいは少なくとも上記スライド係合機構の部位は、金属材料やプラスチック材料から構成される。
FIG. 2 shows the
本実施例では、上記のような構造によって、キーボード104の部分は図5に示すように上方または下方に(矢印SPD、STP)スライド変位させることができる。ここで、矢印SPD、STPは、それぞれ連続操作(連続移動)モード、およびステップ操作(ステップ移動)モードに対応しており、スライド変位量が連続移動速度およびステップ送り(操作)量に対応している。
In the present embodiment, the
例えば、上方(矢印SPD)にキーボード104をスライドさせると、JOG操作(JOG移動)モード、すなわち連続操作(連続移動)操作モードが設定される。そして、キーボード104を大きく上方にスライドさせれば大きな連続移動速度が指定され、上方へのスライド量が小さければ小さな連続移動速度が指定される。また、下方(矢印STP)にキーボード104をスライドさせると、ステップ操作(ステップ移動)モードが設定される。その時、キーボード104を大きく下方にスライドさせれば大きなステップ送り(操作)量が指定され、下方へのスライド量が小さければ小さなステップ送り(操作)量が指定される。そして、連続操作(連続移動)モード、またはステップ操作(ステップ移動)モードの切り換えは、キーボード104のスライド方向を上方(矢印SPD)または下方(矢印STP)に変更することで瞬時に行うことができる。
For example, when the
上述の連続操作(連続移動)モード、またはステップ操作(ステップ移動)モードの切り換えと、各モードにおける操作量(連続移動速度やステップ送り量)の変更は、キーボード104のキー103aまたは103bを操作する片手のみの操作で行える。しかも、少なくとも1つのキー103aまたは103bを操作している間は、他のキーを操作するための指先の移動やそのための視線移動を必要とせず、ブラインド操作によって上記の操作入力を行うことができる。
Switching between the above-described continuous operation (continuous movement) mode or step operation (step movement) mode and changing the operation amount (continuous movement speed or step feed amount) in each mode is performed by operating the key 103a or 103b of the
キーボード104の変位方向、および変位量は、ティーチングペンダント101内部に設けた変位方向検出部121、変位量検出部122によって検出する。これらの変位方向検出部121、変位量検出部122は、ポテンショメータや、磁気センサ、光学エンコーダなどによって構成することができ、場合によっては、これら2つの検出部を1つのセンサデバイスによって構成することもできる。
The displacement direction and displacement amount of the
なお、キーボード104のスライド変位量の上限(下限)は、上記のスライド機構に不図示のストッパ部材などを設けることによって制限することができる。
Note that the upper limit (lower limit) of the slide displacement amount of the
また、キー103a、103bを押しながらキーボード104をスライド変位させた後、作業者がキーから指を離したり、キーボード104の部分を保持している手を離したりした場合の動作の仕様についてはいくつか選択肢が考えられる。その1つは、キー103a、103bから指を離したり、キーボード104の部分を保持している手を離したりした場合に、キーボード104は本体に対する変位量を保つようにする構造である。そのためには、例えばキーボード104と本体(筐体)の間に、突起部1041とガイド部105の係合構造とは別に、キーボード104に対する外力を開放してもキーボード104に現在の変位量を保たせる機構を設ける。例えばキーボード104と本体の間に、ラチェット式の係合機構や、摩擦力を発生手段を設ける構造が考えられる。
Also, what is the specification of the operation when the operator releases the finger from the key or releases the hand holding the part of the
また、もう1つの構造は、キー103a、103bから指を離したり、キーボード104の部分を保持している手を離したりした場合に、不図示のスプリング機構などにより、キーボード104を例えば中央の初期位置(図1)に復帰させる構造である。この場合には、キーボード104が例えば中央の初期(デフォルト)位置にスプリングなどの付勢力により、自動復帰することになる。あるいは、引き継がれないようにしておくことが考えられる。
Another structure is that when the finger is released from the
図4は、ティーチングペンダント101の制御系の構成を示した回路図であり、上記の変位方向検出部121、変位量検出部122を含む。図4において、CPU120は汎用マイクロプロセッサなどから構成され、ティーチングペンダント101の操作入力、情報表示、ロボット制御装置201との間の通信などの全体の動作を制御する。ROM124は後述するCPU120の制御プログラムを格納するためのメモリで、本実施例に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体を構成する。CPU120がROM124に格納された制御プログラムを実行することによって、ティーチングペンダント101の全体の操作入力制御、情報表示制御、およびロボット制御装置201との通信制御などが実現される。
FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the control system of the
RAM125は、上記のCPU120の制御動作の際、ワークエリアとして用いられるメモリである。表示部102は、上述の例えば液晶表示器とタッチセンサなどを用いたタッチパネルなどから構成された表示手段で、上述の表示や、あるいはさらに操作入力に用いられる。インターフェース回路126は、たとえば各種のシリアルポート通信方式などを用いてロボット制御装置201と通信するためのインターフェース手段であり、先のケーブル132を介したロボット制御装置201との通信を制御する。このインターフェース回路126を介してロボット制御装置201へのコマンド送出、及びロボット制御装置からの情報受信が行われる。
The
CPU120は、キーボード104上のキー103a、103b、あるいは他のキー(群)1031からの操作入力を、不図示のインターフェース回路を介して検出することができる。図中のキー(群)1031は、表示部102のタッチパネル機能により画成されるソフトウェア的なキーを想定するとともに、ティーチングペンダント101に他のハードウェアキー(不図示)が追加される場合などを想定して図示したものである。また、CPU120は、不図示のインターフェース回路を介して変位方向検出部121、および変位量検出部122の検出量を読み出すことができる。
The
そして、CPU120は、キーボード104上のキー103a、103bの操作状態、および変位方向検出部121、および変位量検出部122の検出状態に応じて、例えば後述する制御プログラム(図8)に従い、操作入力全体を制御する。これにより、キーボード104上のキー103a、103bの操作情報と、キーボード104の変位方向、および変位量に従い、ロボット制御装置201に対して送信すべき制御情報を生成する。すなわち、CPU120は、後述の制御手順で示すように、キー103a、103bの操作中のキーボード104の変位方向に応じて、ロボットの移動制御モードとして、連続移動モードまたはステップ移動モードを指定する制御情報を生成する。また、CPU120は、キー103a、103bの操作中のキーボード104の変位量に応じて、上記各移動制御モードにおける移動量(連続移動速度やステップ移動量)を指定する制御情報を生成する。
Then, the
図8は、CPU120が上記の制御を実行するための制御プログラムの流れの一例を示している。図示の手順はCPU120の制御プログラムとして、例えばROM124に格納しておく。図8の制御手順は、キー103a、103bの操作と、キーボード104の変位方向とその変位量の検出状態に応じてJOG(連続)移動またはステップ送りモードを指定し、かつ、その際の移動速度またはステップ送り量を制御するものである。なお、図8中のキー103は、キーボード104のキー103a、103bのいずれか1つのキーに対応する。すなわち、キー103は、ロボット装置に特定の動作(3次元座標軸方向に関する移動、あるいは3次元座標軸廻りのロボットアーム301(の所定部位の)回転移動)を指定するため操作されるキー103a、103bのいずれか1つのキーに対応する。
FIG. 8 shows an example of the flow of a control program for the
図8のステップS101はキー押下待ちのステップで、CPU120は移動方向を指示するキー103が押下されたかを判断し、押下された場合は次のステップへ進む。
Step S101 in FIG. 8 is a step of waiting for a key to be pressed, and the
ステップS102において、CPU120は、変位方向検出部121を介して、移動方向を指示するキー103が押下された状態においてキーボード104の変位方向を検出する。そして、この変位方向検出の結果、ステップS103において、キーボード104が上方(図5の矢印SPD)に変位しているか、あるいは下方(図5の矢印STP)に変位しているかを判定する。ここで、キーボード104が上方(図5の矢印SPD)に変位している場合にはステップS104へ、下方(図5の矢印STP)に変位している場合にはステップS108へ進む。
In step S <b> 102, the
キーボード104が上方(図5の矢印SPD)に変位している場合は、JOG(連続)送りモードとなり、その場合、ステップS104において変位量検出部122を介してキーボード104の上方(図5の矢印SPD)への変位量を検出する。そして、ステップS105において、ステップS104で検出したキーボード104の上方(図5の矢印SPD)への変位量が小さい場合はステップS106へ、また同変位量が大きい場合ステップはステップS107へ進む。
If the
ステップS106では、CPU120は操作中のキー103で指定されている操作(移動)方向への低速の連続(JOG)移動を指示する制御情報を生成し、ロボット制御装置201に送信する。また、ステップS107では、操作中のキー103で指定されている操作(移動)方向への高速の連続(JOG)移動を指示する制御情報を生成し、ロボット制御装置201に送信する。
In step S <b> 106, the
なお、ステップS105〜S107では、フローチャートの図示の都合上、ロボット制御装置201に送信する制御情報で指定する連続(JOG)移動速度は、あたかも低速または高速の2値に制御されるよう図示している。しかしながら、制御情報で指定する連続(JOG)移動速度は、ステップS104で変位量検出部122を介して検出されたキーボード104の上方(図5の矢印SPD)への変位量のアナログ値に応じて決定するよう制御してもよい。
In steps S105 to S107, for convenience of illustration of the flowchart, the continuous (JOG) moving speed specified by the control information transmitted to the
一方、ステップS103においてキーボード104が下方(図5の矢印STP)に変位している場合にはステップS108に進み、ステップ送りモードとなる。その場合ステップS108において変位量検出部122を介してキーボード104の下方(図5の矢印STP)への変位量を検出する。そして、ステップS109において、ステップS108で検出したキーボード104の下方(図5の矢印STP)への変位量が小さい場合はステップS110へ、また同変位量が大きい場合ステップはステップS111へ進む。
On the other hand, if the
ステップS110において、CPU120は操作中のキー103で指定されている操作(移動)方向へ小さなステップ量でステップ送りを指示する制御情報を生成し、ロボット制御装置201に送信する。また、ステップS111では、操作中のキー103で指定されている操作(移動)方向へ大きなステップ量でステップ送りを指示する制御情報を生成し、ロボット制御装置201に送信する。
In step S <b> 110, the
なお、上記ステップS110およびS111においても、ステップ送り量は必ずしも大、小の2値制御である必要はない。すなわち、ステップ送り量は、上述と同様に変位量検出部122を介して検出されたキーボード104の下方(図5の矢印SPD)への変位量のアナログ値に応じて決定するよう制御することができる。
In steps S110 and S111, the step feed amount does not necessarily need to be a large or small binary control. That is, the step feed amount can be controlled to be determined according to the analog value of the displacement amount below the keyboard 104 (arrow SPD in FIG. 5) detected via the displacement
ステップS106、S107、あるいはS110、S111の後、ステップS112において、CPU120はステップS101で操作を検出した特定の操作(移動)方向に対応するキー103が開放されている(押下ないし操作終了)か否かを検出する。ステップS112で当該のキー103が開放されている場合にはステップS101に復帰し、当該のキー103が開放されておらず、操作(押下)が連続している場合にはステップS102に復帰し、上記の制御が繰り返される。特に連続(JOG)操作においては、ステップS112からS102への遷移の繰り返しによって、同じ1つのキー103(103a、103b)の操作と、キーボード104の変位方向および変位量による操作入力制御が続行される。そして、その間、JOG(連続)速度は、キーボード104の変位量の選択によって、特段の視線移動などを必要とせず、片手のブラインド操作によって連続的に変更することができる。
After step S106, S107, or S110, S111, in step S112, the
以上のようにして、本実施例によれば、キーボード104上のキー103(103a、103b)の操作中、キーボード104それ自体の変位方向によって、連続操作(連続移動)モード、またはステップ操作(ステップ移動)モードを選択することができる。しかも、その際の操作量(連続移動速度やステップ送り量)は、キーボード104それ自体の変位(上下方向のスライド変位)量によって、連続的に可変制御することができる。
As described above, according to this embodiment, during the operation of the key 103 (103a, 103b) on the
本実施例によれば、被制御部材であるロボット(の所定部位)の移動を制御するキー103a、103bの他に従来のような移動制御モードや移動量を指定する操作キー(例えば図9のキー1121〜1124)を別途、配置する必要がない。従って、従来のようにキーボード上の指の移動やそのための視線移動や目の焦点の切り換えが必要なく、例えば被制御部材のみを見ながらの片手のブラインド操作によって円滑かつ効率よく、また極めて容易に操作入力を行える。従って、本実施例のティーチングペンダント101は、ロボット装置の教示操作に好適に利用することができ、誤操作なく極めて容易に教示作業を行うことができる。本実施例のティーチングペンダント101によれば、ロボットの教示に要する時間を短縮でき、誤操作によってロボットやワークなどを破損させたりする損失を未然に防止できる。
According to the present embodiment, in addition to the
以上、図1〜図5において、キーボード104はティーチングペンダント101の本体に対して、上下方向にスライド変位できるよう構成した例を示した。しかしながら、キーボード104のキーの操作に係る操作モードや操作量の変更ないし調節操作を指定するため、キーボード104を変位させる構造は、上述のような直線的なスライド方式に限定されない。例えば、上記の目的でキーボード104を変位させる態様は、図6や図7に示すような軸(1051、1052)廻りの揺動(回動)変位であっても構わない。
As described above, in FIGS. 1 to 5, the
例えば、図6(a)はティーチングペンダント101の操作面側を図1と同様に正面から示している。また、図6(b)は図6(a)のティーチングペンダント101の操作面側を右方から示したものである。図6(a)、(b)では、ティーチングペンダント101の本体部に対してキーボード104は軸1051によって揺動変位可能に支持されている。このキーボード104の軸1051廻りの変位方向と変位量は、上述と同様の変位方向検出部121、変位量検出部122(いずれも不図示)によって検出することができる。また、キーボード104の軸1051廻りの変位方向と変位量の割り当ては、例えば図6(a)、(b)中の矢印SPD、STPで示すように行うことができる。すなわち、この図6の例では、ティーチングペンダント101の本体部に対する時計廻りで連続送りモードとその速度(SPD)、反時計廻りでステップ送りモードとそのステップ量(STP)を指定する。
For example, FIG. 6A shows the operation surface side of the
図6のティーチングペンダント101の回路構成、および制御手順は、図4および図8に示したものと同様に実施することができる。その場合、変位方向検出部121、変位量検出部122は、キーボード104の直線的なスライド変位方向と変位量ではなく、軸1051廻りの回転方向と回転量(角度)を検出するよう構成されていればよい。また、図8の制御は、ステップS103の判定で、上、下の表示ではなく、SPD、STPの表示を図6中の表示に対応させればそのまま図6のハードウェア構成においても通用する。
The circuit configuration and control procedure of the
また、図7の構成は、キーボード104を揺動させる軸の配置方向を図6とは異なる方向に取ったものである。図7(a)、(b)に示すように、キーボード104を揺動させる軸1052は、図中キーボード104の長手方向に沿うよう配置されている。このような構成では、キーボード104は、操作面の手前方向(SPD)または奥方向(STP)に折り曲げるよう揺動変位可能であり、これによりそれぞれ連続送りモードとステップ送りモード、およびその際の速度またはステップ送り量を指定できる。図7(a)、(b)の構成においても、変位方向検出部121、変位量検出部122は、キーボード104の直線的なスライド変位方向と変位量ではなく、軸1052廻りの回転方向と回転量(角度)を検出するよう構成されていればよい。回路構成および制御手順は図6の場合と同様に、図4および図8に示したものを適用することができる。
In the configuration of FIG. 7, the arrangement direction of the shaft for swinging the
上述の図1〜図5、図6、図7では、キーボード104が、本体(筐体)に対してそれぞれ直線的なスライド変位、または揺動変位可能に支持される構造を示した。これらのそれぞれキーボード104の変位に関して、3つの異なる構造では、直線変位や揺動(回動)変位に関する軸はそれぞれ1軸であった。しかしながら、2つ以上の変位軸に沿って、あるいは変位軸廻りに変位できるようキーボード104を本体(筐体)に支持するような構造も考えられる。
1 to 5, 6, and 7 described above, the
例えば、図6または図7の揺動軸を、図1に示すようなスライド機構を介して支持すれば、作業者の操作力によって直線変位と揺動変位の両方が可能な態様でキーボード104を本体(筐体)に支持することができる。その場合、変位方向ないし変動量によって選択できる制御モードと、そのモードにおける移動量(移動速度やステップ量)などのバリエーションをさらに増加させることができる。
For example, if the swing shaft shown in FIG. 6 or 7 is supported via a slide mechanism as shown in FIG. 1, the
101…ティーチングペンダント、102…表示部、103a、103b…キー、104…キーボード、105…ガイド部、120…CPU、121…変位方向検出部、122…変位量検出部、124…ROM、201…ロボット制御装置、301…ロボットアーム、401…ハンド
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記操作キーが配置されたキーボードと、
前記キーボードを変位可能に支持する筐体と、
前記キーボードの前記筐体に対する変位方向を検出する変位方向検出部と、
前記キーボードの前記筐体に対する変位量を検出する変位量検出部と、
前記操作キーの操作に応じて前記被制御部材の移動を制御する制御情報を生成する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、前記操作キーの操作中、前記変位方向検出部を介して検出された前記変位方向に基づき前記制御情報で指定する前記被制御部材の移動制御モードを決定するとともに、前記変位量検出部を介して検出された前記変位量に基づき前記制御情報で指定する前記被制御部材の移動量を決定することを特徴とする操作入力装置。 In an operation input device having an operation key for controlling movement of a controlled member,
A keyboard on which the operation keys are arranged;
A housing that supports the keyboard in a displaceable manner;
A displacement direction detector for detecting a displacement direction of the keyboard relative to the housing;
A displacement amount detector for detecting a displacement amount of the keyboard relative to the housing;
A control device that generates control information for controlling movement of the controlled member in accordance with an operation of the operation key;
Have
The control device determines a movement control mode of the controlled member specified by the control information based on the displacement direction detected through the displacement direction detection unit during operation of the operation key, and the displacement amount An operation input device that determines an amount of movement of the controlled member specified by the control information based on the amount of displacement detected through a detecting unit.
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JP2014103006A JP2015217477A (en) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Operation input device and robot system |
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JP2020089958A (en) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | ファナック株式会社 | Control apparatus for robot manually operated with operation device |
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