特許 6361153 ロボットの教示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6361153

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】ロボットの教示装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/22 20060101AFI20180712BHJP

   G05B 19/18 20060101ALI20180712BHJP

   G05B 19/42 20060101ALI20180712BHJP

【ＦＩ】

   B25J9/22 A

   G05B19/18 D

   G05B19/42 J

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-20252(P2014-20252)

(22)【出願日】2014年2月5日

(65)【公開番号】特開2015-147260(P2015-147260A)

(43)【公開日】2015年8月20日

【審査請求日】2017年1月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】501428545

【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(72)【発明者】

【氏名】桝山 貴史

(72)【発明者】

【氏名】當眞 博太

【審査官】 臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第９８／００３３１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−３５０６０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２８６９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２１４２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７１０２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ ３／００−１３／０６

Ｇ０５Ｂ １９／１８−１９／４０９

Ｇ０５Ｂ １９／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像を表示する表示部と、
前記表示部に表示させるロボットの三次元画像を制御する画像制御部と、
前記三次元画像の奥行き方向の位置である奥行位置を指示する操作、及び前記三次元画像の面内の位置である面内位置を指示する操作を受け付ける操作部と、
前記ロボットの動作点を取得する取得部と、
を備え、
前記画像制御部は、前記操作部に対する操作により指示された奥行位置に対応する前記三次元画像を前記表示部に表示させ、
前記取得部は、前記指示された奥行位置、及び前記対応する前記三次元画像において前記操作部に対する操作により指示された面内位置に基づいて、前記ロボットの動作点を取得し、
前記画像制御部は、前記操作部により前記奥行位置を指示する操作を受け付ける際に、前記操作により指示される奥行位置を示す指示平面を前記三次元画像中に表示させることを特徴とするロボットの教示装置。

【請求項2】

前記指示平面は、前記三次元画像の奥行き方向に所定間隔で配置された複数の指示平面により構成されている請求項１に記載のロボットの教示装置。

【請求項3】

前記画像制御部は、前記操作部に対する操作により指示された奥行位置に対応する前記三次元画像、及び前記指示平面を前記表示部に表示させ、
前記操作部は、前記三次元画像中の前記指示平面の面内の位置である面内位置を指示する操作を受け付ける請求項１又は２に記載のロボットの教示装置。

【請求項4】

前記画像制御部は、前記指示平面を半透明で表示させる請求項１〜３のいずれか１項に記載のロボットの教示装置。

【請求項5】

前記操作部は、前記ロボットの動作範囲を含む前記奥行位置を指示する操作のみを受け付ける請求項１〜４のいずれか１項に記載のロボットの教示装置。

【請求項6】

画像を表示する表示部と、
前記表示部に表示させるロボットの三次元画像を制御する画像制御部と、
前記三次元画像の奥行き方向の位置である奥行位置を指示する操作、及び前記三次元画像の面内の位置である面内位置を指示する操作を受け付ける操作部と、
前記ロボットの動作点を取得する取得部と、
を備え、
前記画像制御部は、前記操作部に対する操作により指示された奥行位置に対応する前記三次元画像を前記表示部に表示させ、
前記取得部は、前記指示された奥行位置、及び前記対応する前記三次元画像において前記操作部に対する操作により指示された面内位置に基づいて、前記ロボットの動作点を取得し、
前記操作部は、前記ロボットの動作範囲を含む前記奥行位置を指示する操作のみを受け付けることを特徴とするロボットの教示装置。

【請求項7】

前記操作部は、前記表示部に表示された前記三次元画像の倍率が高いほど、前記奥行位置を指示する操作の精度を高くする請求項１〜６のいずれか１項に記載のロボットの教示装置。

【請求項8】

画像を表示する表示部と、
前記表示部に表示させるロボットの三次元画像を制御する画像制御部と、
前記三次元画像の奥行き方向の位置である奥行位置を指示する操作、及び前記三次元画像の面内の位置である面内位置を指示する操作を受け付ける操作部と、
前記ロボットの動作点を取得する取得部と、
を備え、
前記画像制御部は、前記操作部に対する操作により指示された奥行位置に対応する前記三次元画像を前記表示部に表示させ、
前記取得部は、前記指示された奥行位置、及び前記対応する前記三次元画像において前記操作部に対する操作により指示された面内位置に基づいて、前記ロボットの動作点を取得し、
前記操作部は、前記表示部に表示された前記三次元画像の倍率が高いほど、前記奥行位置を指示する操作の精度を高くすることを特徴とするロボットの教示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットの動作点を教示する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ＣＡＤ等を用いたロボットの三次元シミュレーションモデルにおいて、ＸＹ平面に表示を切り替えてＸＹ平面での位置をマウスの操作により決定した後に、ＹＺ平面に表示を切り替えてＹＺ平面での位置をマウスの操作により決定するものがある（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５１２０２９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１に記載のものでは、三次元画像から２つの二次元画像に順次切り替えて位置（動作点）を指示する必要がある。このため、三次元画像から二次元画像へ切り替える操作が必須であり、現在の視点における三次元画像から直感的に動作点を教示することができない。

【0005】

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、操作が簡易であり、且つ直感的に動作点を教示することのできるロボットの教示装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

【0007】

第１の手段は、ロボットの教示装置であって、画像を表示する表示部と、前記表示部に表示させるロボットの三次元画像を制御する画像制御部と、前記三次元画像の奥行き方向の位置である奥行位置を指示する操作、及び前記三次元画像の面内の位置である面内位置を指示する操作を受け付ける操作部と、前記ロボットの動作点を取得する取得部と、を備え、前記画像制御部は、前記操作部に対する操作により指示された奥行位置に対応する前記三次元画像を前記表示部に表示させ、前記取得部は、前記指示された奥行位置、及び前記対応する前記三次元画像において前記操作部に対する操作により指示された面内位置に基づいて、前記ロボットの動作点を取得することを特徴とする。

【0008】

上記構成によれば、表示部により画像が表示され、表示部に表示させるロボットの三次元画像は、画像制御部により制御される。操作部により、三次元画像の奥行き方向の位置である奥行位置を指示する操作、及び三次元画像の面内の位置である面内位置を指示する操作が受け付けられる。

【0009】

ここで、画像制御部は、操作部に対する操作により指示された奥行位置に対応する三次元画像を表示部に表示させる。このため、ロボットの三次元画像において奥行位置を指示する操作を行うことにより、現在の視点における三次元画像から奥行位置に対応する三次元画像を表示させることができる。そして、取得部により、指示された奥行位置、及び対応する三次元画像において操作部に対する操作により指示された面内位置に基づいて、ロボットの動作点が取得される。したがって、三次元画像における奥行位置の指示及び面内位置の指示だけで、動作点を教示することができる。その結果、操作が簡易であり、且つ直感的に動作点を教示することができる。

【0010】

第２の手段では、前記画像制御部は、前記操作部により前記奥行位置を指示する操作を受け付ける際に、前記操作により指示される奥行位置を示す指示平面を前記三次元画像中に表示させる。

【0011】

上記構成によれば、操作部により奥行位置を指示する操作を受け付ける際に、操作により指示される奥行位置を示す指示平面が三次元画像中に表示される。このため、ユーザは、操作により指示される奥行位置を目視で確認しながら、奥行位置を正確に指示することができる。

【0012】

第３の手段では、前記指示平面は、前記三次元画像の奥行き方向に所定間隔で配置された複数の指示平面により構成されている。

【0013】

上記構成によれば、三次元画像の奥行位置を指示する際に表示される指示平面を、簡易な構成により準備しておくことができる。

【0014】

第４の手段では、前記画像制御部は、前記操作部に対する操作により指示された奥行位置に対応する前記三次元画像、及び前記指示平面を前記表示部に表示させ、前記操作部は、前記三次元画像中の前記指示平面の面内の位置である面内位置を指示する操作を受け付ける。

【0015】

上記構成によれば、ユーザが奥行位置を指示する際に表示された指示平面が、指示された奥行位置に対応する三次元画像が表示される場合にも表示される。そして、操作部により、三次元画像中の指示平面の面内の位置である面内位置を指示する操作が受け付けられる。このため、ユーザは、指示した奥行位置を指示平面により明確に認識しつつ、指示平面内の面内位置を指示することができる。したがって、ユーザは意図した動作点を適切に教示することができる。

【0016】

第５の手段では、前記画像制御部は、前記指示平面を半透明で表示させる。

【0017】

上記構成によれば、指示平面が半透明で表示されるため、指示平面によりロボットが見えなくなることを抑制することができる。したがって、指示平面が表示された場合でも、ユーザはロボットの位置を確認しながら動作点を教示することができる。

【0018】

第６の手段では、前記操作部は、前記ロボットの動作範囲を含む前記奥行位置を指示する操作のみを受け付ける。

【0019】

上記構成によれば、操作部により、ロボットの動作範囲を含む奥行位置を指示する操作のみが受け付けられる。このため、ユーザがロボットの動作範囲外の位置を誤って教示することを防ぐことができ、動作点を教示する効率を向上させることができる。

【0020】

第７の手段では、前記操作部は、前記表示部に表示された前記三次元画像の倍率が高いほど、前記奥行位置を指示する操作の精度を高くする。

【0021】

表示部に表示された三次元画像の倍率が高いほど、ユーザは奥行位置を正確に指示し易くなる。

【0022】

この点、上記構成によれば、操作部により、表示部に表示されたロボットの三次元画像の倍率が高いほど、奥行位置を指示する操作の精度が高くされる。このため、表示されたロボットの三次元画像の倍率に応じて、ユーザが奥行位置を適切に指示することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】ロボットの教示装置を示すブロック図。

【図2】教示の開始画像を示す図。

【図3】奥行位置を指示する指示部と指示平面との関係を示す図。

【図4】奥行位置を指示する態様を示す図。

【図5】指示平面の面内位置を指示する態様を示す図。

【図6】教示点が指示された状態を示す図。

【図7】奥行位置を指示する指示部と指示平面との関係の変更例を示す図。

【図8】ロボットの教示装置の変更例を示すブロック図。

【図9】教示の開始画像の変更例を示す図。

【図10】指示平面の面内位置を指示する態様の変更例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、ＰＣ（Personal Computer）等を用いて実行される三次元シミュレーションモデルにより、ロボットの動作点を教示する教示装置として具体化している。図１に示すように、ロボットの教示装置１０は、ＰＣ２０、ディスプレイ３０、キーボード４０、及びタッチパネル５０を備えている。

【0025】

ＰＣ２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、大容量記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）２４、入出力インタフェイス（Ｉ／Ｆ）２５等を備えている。ＣＰＵ２１はＲＯＭ２２に記憶された各種プログラムを実行し、ＲＡＭ２３はプログラムを実行する際にパラメータの値等を記憶する。ＨＤＤ２４は、動作シミュレーション用のシミュレーションプログラムや、ティーチング用のティーチングプログラム、ロボット設計用の３次元ＣＡＤプログラム等を記憶している。ＣＰＵ２１（画像制御部）は、これらのプログラムを実行することにより、タッチパネル５０の画面に表示させるロボットの三次元画像を制御する。さらに、ＣＰＵ２１（取得部）は、これらのプログラムを実行することにより、ロボットの動作点を取得する。Ｉ／Ｆ２５には、ディスプレイ３０、キーボード４０、及びタッチパネル５０が接続されている。

【0026】

ディスプレイ３０は、ＣＰＵ２１の処理によりＰＣ２０から出力される画像信号に基づいて、画面に各種の画像を表示する。キーボード４０は、ユーザによるキー操作を入力して、キー操作に対応する信号をＰＣ２０へ出力する。タッチパネル５０（表示部）は、ＣＰＵ２１の処理によりＰＣ２０から出力される画像信号に基づいて、画面に画像を表示する。さらに、タッチパネル５０（操作部）は、ユーザが画面に接触した位置を検出する。タッチパネル５０は、後述するように、三次元画像の奥行き方向の位置である奥行位置を指示する操作、及び三次元画像の面内の位置である面内位置を指示する操作を受け付ける。そして、タッチパネル５０は、ユーザが画面に接触した位置に対応する信号をＰＣ２０へ出力する。

【0027】

次に、ロボットの教示装置１０を用いて、ユーザがロボットの動作点を教示する手順について説明する。

【0028】

図２は、タッチパネル５０に表示された教示を開始する時の開始画像（三次元画像）を示す図である。この開始画像は、ユーザが任意に設定することができ、予め登録しておくことができる。

【0029】

開始画像には、奥行方向の位置である奥行位置を指示するための指示部５１が表示されている。指示部５１（操作部）は、目盛５２及びカーソル５３を備えている。目盛５２は複数の目盛線５２ａを備えている。カーソル５３は、ユーザの操作により、目盛５２のいずれかの目盛線５２ａの位置に移動させられる。

【0030】

図３に示すように、各目盛線５２ａは、開始画像の奥行位置を示す各指示平面Ｆに対応している。指示平面Ｆは、ロボットＲが固定された床面に垂直であり、開始画像の奥行方向に垂直である。目盛５２において、左側の目盛線５２ａほど手前側の指示平面Ｆを示しており、右側の目盛線５２ａほど奥側の指示平面Ｆを示している。カーソル５３が移動させられることにより、カーソル５３が位置する目盛線５２ａに対応する指示平面Ｆが選択（指示）される。目盛５２により示される奥行方向の範囲は、ロボットＲの動作範囲のみとなっている。このため、指示部５１（タッチパネル５０）は、ロボットＲの動作範囲に対応する指示平面Ｆを選択する操作のみ、すなわちロボットＲの動作範囲を含む奥行位置を指示する操作のみを受け付ける。なお、ロボットＲの動作点を教示する際には、カーソル５３が位置する目盛線５２ａに対応する指示平面Ｆ１のみが、タッチパネル５０の画面に半透明で表示される。

【0031】

図４に示すように、ユーザは、カーソル５３に指で接触し、接触状態を維持したまま目盛５２に沿って指を移動させる。タッチパネル５０により、接触している位置が検出され、その位置に対応する信号がＰＣ２０のＣＰＵ２１へ出力される。そして、ＣＰＵ２１は、接触している位置の移動に合わせて、カーソル５３の表示位置を変更させる。このとき、ＣＰＵ２１は、カーソル５３の位置する目盛線５２ａに対応する指示平面Ｆ１を、開始画像中に半透明で表示させる。すなわち、カーソル５３の移動に伴って、表示される指示平面Ｆ１が奥行方向に移動する。

【0032】

ユーザは、カーソル５３を移動させて、教示する動作点（教示点）の奥行位置に一致する指示平面Ｆ１を表示させる。そして、ユーザは、タッチパネル５０の画面から指を離すことにより、指示平面Ｆ１の奥行位置、すなわち教示点の奥行位置を決定（指示）する。ＣＰＵ２１は、タッチパネル５０により指が離れたことが検出された場合（教示点の奥行位置が指示された場合）に、表示されている指示平面Ｆ１の奥行位置（カーソル５３が位置する目盛線５２ａが示す奥行位置）を、教示点の奥行位置として取得する。ＣＰＵ２１は、教示点の奥行位置が指示された場合に、図５に示すように、指示された奥行位置に対応する三次元画像及び指示された指示平面Ｆ１を、タッチパネル５０の画面に表示させる。

【0033】

同図に示すように、ユーザは次に、三次元画像中の指示平面Ｆ１の面内において、教示する動作点の位置に指で接触する。タッチパネル５０は、指示平面Ｆ１の面内において接触された位置を検出する、すなわち指示平面Ｆ１の面内の位置である面内位置を指示する操作を受け付ける。このとき、タッチパネル５０は、指示平面Ｆ１の面内を指示する操作のみを受け付け、指示平面Ｆ１から外れた位置を指示する操作は受け付けない。タッチパネル５０により、検出された接触位置に対応する信号がＰＣ２０のＣＰＵ２１へ出力される。また、ＣＰＵ２１は、図６に示すように、指示平面Ｆ１を消去するとともに、指示された面内位置に教示点を示す点Ｐを表示させる。

【0034】

これにより、その時の点Ｐの位置が、教示点の位置として指示される。そして、ＣＰＵ２１は、取得した奥行位置（指示された奥行位置）、及び対応する三次元画像において指示された教示点の面内位置に基づいて、ロボットＲの動作点を取得する。詳しくは、指示された指示平面Ｆ１の奥行位置、及び指示平面Ｆ１における点Ｐの面内位置に基づき算出される点Ｐの三次元位置を、ロボットＲの動作点として取得する。なお、指示平面Ｆ１の面内において接触された位置が検出された時に、その時の点Ｐの位置を動作点として取得するか否かユーザに確認してもよい。

【0035】

そして、指示平面Ｆ１の面内の動作点を続けて教示する場合は、指示平面Ｆ１の面内において次に教示する動作点に対応する位置に指で接触する。また、指示平面Ｆ１と異なる奥行位置の動作点を続けて教示する場合は、指示部５１のカーソル５３を移動させて動作点の奥行位置に対応する指示平面Ｆを選択する。その後、上述した操作と同様の操作を行う。

【0036】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

【0037】

・ＣＰＵ２１は、指示部５１に対する操作により指示された奥行位置に対応する三次元画像をタッチパネル５０の画面に表示させる。このため、教示を開始する時の開始画像（ロボットＲの三次元画像）において奥行位置を指示する操作を行うことにより、現在の視点における三次元画像から奥行位置に対応する三次元画像を表示させることができる。そして、ＣＰＵ２１により、指示された奥行位置、及び対応する三次元画像においてタッチパネル５０に対する操作により指示された面内位置に基づいて、ロボットＲの動作点が取得される。したがって、三次元画像における奥行位置の指示及び面内位置の指示だけで、動作点を教示することができる。その結果、操作が簡易であり、且つ直感的に動作点を教示することができる。

【0038】

・指示部５１により奥行位置を指示する操作を受け付ける際に、操作により指示される奥行位置を示す指示平面Ｆ１が三次元画像中に表示される。このため、ユーザは、操作により指示される奥行位置を目視で確認しながら、奥行位置を正確に指示することができる。

【0039】

・指示平面Ｆは、三次元画像の奥行き方向に所定間隔で配置された複数の指示平面Ｆにより構成されている。このため、三次元画像の奥行位置を指示する際に表示される指示平面Ｆ１を、簡易な構成により準備しておくことができる。

【0040】

・ユーザが奥行位置を指示する際に表示された指示平面Ｆ１が、指示された奥行位置に対応する三次元画像が表示される場合にも表示される。そして、タッチパネル５０により、三次元画像中の指示平面Ｆ１の面内の位置である面内位置を指示する操作が受け付けられる。このため、ユーザは、指示した奥行位置を指示平面Ｆ１により明確に認識しつつ、指示平面Ｆ１内の面内位置を指示することができる。したがって、ユーザは意図した動作点を適切に教示することができる。

【0041】

・タッチパネル５０は、指示平面Ｆ１の面内を指示する操作のみを受け付け、指示平面Ｆ１から外れた位置を指示する操作は受け付けない。このため、指示した奥行位置から外れた位置を、ユーザが誤って指示することを抑制することができる。

【0042】

・指示平面Ｆ１が半透明で表示されるため、指示平面Ｆ１によりロボットＲが見えなくなることを抑制することができる。したがって、指示平面Ｆ１が表示された場合でも、ユーザはロボットＲの位置を確認しながら動作点を教示することができる。

【0043】

・指示部５１により、ロボットＲの動作範囲を含む奥行位置を指示する操作のみが受け付けられる。このため、ユーザがロボットＲの動作範囲外の位置を誤って教示することを防ぐことができ、動作点を教示する効率を向上させることができる。

【0044】

なお、上記実施形態を、以下のように変形して実施することもできる。

【0045】

・指示平面Ｆを不透明で表示することもできる。

【0046】

・タッチパネル５０の画面に表示されたロボットＲの三次元画像の倍率が高いほど、ユーザは奥行位置を正確に指示し易くなる。この点、図７に示すように、ＣＰＵ２１は、タッチパネル５０の画面に表示されたロボットＲの三次元画像の倍率が高いほど、目盛５２の目盛線５２ａにより区切られる奥行方向の間隔を狭く、すなわち奥行位置を指示する操作の精度を高くしてもよい。こうした構成によれば、表示されたロボットＲの三次元画像の倍率に応じて、ユーザが奥行位置を適切に指示することができる。

【0047】

ここで、教示を開始する時の開始画像の倍率に応じて、目盛線５２ａにより区切られる奥行方向の間隔を変更してもよい。また、図４においてユーザにより奥行位置が指示された後に、図５のように表示される指示された奥行位置に対応する三次元画像の倍率に応じて、目盛線５２ａにより区切られる奥行方向の間隔を変更してもよい。この場合は、図５において、ユーザは変更された目盛５２により再度奥行位置を精密に指示してもよい。

【0048】

・図８に示すように、タッチパネル５０に代えてマウス１５０をＩ／Ｆ２５に接続し、ＣＰＵ２１はディスプレイ３０（表示部）にロボットＲの三次元画像を表示させてもよい。そして、マウス１５０（操作部）により、三次元画像の奥行き方向の位置である奥行位置を指示する操作、及び三次元画像の面内の位置である面内位置を指示する操作を受け付ける。この場合は、図９に示すように、ディスプレイ３０に表示させた開始画像（三次元画像）において、マウス１５０の操作により移動するポインタＰｔを表示させる。そして、ＣＰＵ２１は、カーソル５３がポインタＰｔによりドラッグされて移動された場合に、指示された奥行位置に対応する三次元画像をディスプレイ３０に表示させる。また、図１０に示すように、ＣＰＵ２１は、指示平面Ｆ１の面内位置がポインタＰｔによりクリックされた場合に、クリックされた位置を教示点として取得する。こうした構成によっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

【0049】

・図４においてユーザにより奥行位置が指示された場合に、指示された奥行位置に対応する三次元画像として、図６に示す画像を表示してもよい。この場合は、指示平面Ｆ１の表示を省略し、図６の画像における最も手前側の平面を指示平面Ｆ１とみなす。そして、図６の画像において、ユーザは、タッチパネル５０の画面に指で接触して、三次元画像における教示点の面内位置を指示する。こうした構成によっても、上記実施形態に準じた作用効果を奏することができる。

【符号の説明】

【0050】

１０…ロボットの教示装置、２１…ＣＰＵ（画像制御部、取得部）、３０…ディスプレイ（表示部）、５０…タッチパネル（表示部、操作部）、５１…指示部（操作部）、１５０…マウス（操作部）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】