(57)【要約】【課題】一度ジョグ送り速度を変更すると、元の設定値に簡単に戻すために再度ジョグ送り速度の変更操作が必要となり、煩雑である。【解決手段】  ジョグ送り速度の設定値に基づいてロボットをジョグ送りするロボット制御装置ＲＣに速度制御手段としてのＣＰＵ１５を備える。ＣＰＵ１５は、ジョグダイヤル１３を有するティーチペンダントＴＰから回転量および回転方向を含む回転操作信号Ｔｄが入力されると、回転操作信号Ｔｄに基づいて回転速度に応じたジョグ送り速度変更値を算出し、回転方向に対応した加減算方向へ加減算してジョグ送り速度を変更する。回転操作信号の入力が解除されるとジョグ送り速度変更値を０にすることによりジョグ送り速度を元の設定値に戻す。ジョグ送り速度の一時的な変更を簡単な操作により実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジョグ送り速度の所定値に基づいてロボットをジョグ送りするロボット制御装置において、
回転操作手段を有する操作部から前記回転操作手段の回転量を含む回転操作信号が入力されると、前記回転操作信号に基づいて前記ジョグ送り速度を前記所定値から変更し、前記回転操作信号の入力が解除されると前記ジョグ送り速度を前記所定値に戻す速度制御手段を備えたことを特徴とするロボット制御装置。
【請求項２】
前記速度制御手段は、前記回転操作信号が入力されている間、前記回転量に基づいて前記回転操作手段の回転速度を算出するとともに前記回転速度に応じたジョグ送り速度変更値を算出し、このジョグ送り速度変更値に基づいて前記ジョグ送り速度を変更することを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
【請求項３】
前記操作部から前記回転量に加えて回転方向が入力されると、前記回転方向に対応した加減算方向へのジョグ送り速度変更値を算出することを特徴とする請求項２記載のロボット制御装置。
【請求項４】
前記回転操作信号の入力を検出してから所定期間は、予め定めた速度変化率許容値を超えない範囲で前記ジョグ送り速度変更値を算出することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のロボット制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は産業用のロボット制御装置に関し、特に、ロボットに取り付けた作業ツールを手動で移動するジョグ送り操作に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アーク溶接、スポット溶接等の加工作業をロボットで実現する場合、ティーチングプレイバックと呼ばれる方式が採用されることが一般的である。ティーチングプレイバック方式とは、予め決められた位置にワークを設置して、ロボットとワークとの相対的な位置関係を拘束した状態で、ワークに対するロボットの動作を教示した教示データを作成し、この教示データを繰り返し再生動作させることで、同一品種のワークを連続して加工するという方法である（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
図６は、ティーチングプレイバック方式を採用したロボット制御システム６０の一般的な構成図である。同図において、ロボット６１は、アーム６２の先端にワークＷを加工するための作業ツールＴを備えている。ティーチペンダント６３は、ワークＷに対するロボット６１の動作を作業者が教示するための可搬式の操作装置であり、その盤面上には、作業ツールＴを移動させるための方向指示キー６４、速度切り替えキー６６等が装備されている。方向指示キー６４は、図示しているように座標系の方向（±Ｘ，±Ｙ，±Ｚ等）に応じた複数のボタンが装備されているのが一般的である。例えば、基準座標系の１つであるベース座標系で作業ツールＴを移動させる場合は、方向指示キー６４のＸ＋を押すと、ベース座標系のＸ＋方向に作業ツールＴが移動する。なお、作業ツールＴを作業者が手動で移動させる操作のことは、一般的にジョグ送りや手動操作と称されることが多いが、以下では、ジョグ送りと呼ぶことにする。
【０００４】
速度切り替えキー６６は、作業ツールＴを移動させる際の速度（以下、ジョグ送り速度という）を変更するためのキーである。一般的には、数段階からなる速度レベルが事前に定められており、作業者は、所望の速度レベルを選択することによってジョグ送り速度を設定する。
【０００５】
より具体的に説明すると、作業者は速度切り替えキー６６によりジョグ送り速度を設定した後に、方向指示キー６４を操作することによって作業ツールＴを所望の位置に動かして、加工作業を行わせるための作業経路を教示する。そして、作業経路上の教示点における作業ツールＴの位置姿勢座標値が教示データとしてロボット制御装置６５に記憶される。
【０００６】
上述したように、ジョグ送りを行う場合は、ジョグ送り速度を選択し、さらに複数の方向指示キー６４の中から所望のキーを選択して押下する必要があるために煩雑さを伴う。この煩雑さを軽減することを目的として、特許文献２では、ティーチペンダント６３にジョグダイヤルを設け、このジョグダイヤルを使って作業ツールＴのジョグ送りを可能にした技術が提案されている。この特許文献２では、ジョグダイヤルの回転方向に作業ツールＴの移動方向を対応させるとともに回転量に応じて作業ツールＴの移動量を決定している。また、ジョグダイヤルを押し込みながら回転させることにより、回転量に応じてジョグ送り速度を変更できるようにもなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２７８０６６号公報
【特許文献２】特開２００１−２６９８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
教示の場面においては、ジョグ送り速度を現在の設定値から一時的に増減し、変更後は元の設定値に戻したい場合がある。上述した特許文献１では、一度ジョグ送り速度を変更すると、元の設定値に簡単に戻すために再度ジョグ送り速度の変更操作が必要となる。また、特許文献２では、ジョグダイヤルのみで速度変更操作とジョグ送り操作を可能にしたことによって操作性を向上させているものの、特許文献１と同様に、一度ジョグ送り速度を変更すると、元の設定値に戻すために再度ジョグ送り速度の変更操作が必要となる。
【０００９】
そこで、本発明は、ジョグ送り速度の一時的な変更を簡単な操作により実現することができるロボット制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、
ジョグ送り速度の所定値に基づいてロボットをジョグ送りするロボット制御装置において、
回転操作手段を有する操作部から前記回転操作手段の回転量を含む回転操作信号が入力されると、前記回転操作信号に基づいて前記ジョグ送り速度を前記所定値から変更し、前記回転操作信号の入力が解除されると前記ジョグ送り速度を前記所定値に戻す速度制御手段を備えたことを特徴とするロボット制御装置である。
【００１１】
請求項２の発明は、前記速度制御手段は、前記回転操作信号が入力されている間、前記回転量に基づいて前記回転操作手段の回転速度を算出するとともに前記回転速度に応じたジョグ送り速度変更値を算出し、このジョグ送り速度変更値に基づいて前記ジョグ送り速度を変更することを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置である。
【００１２】
請求項３の発明は、前記操作部から前記回転量に加えて回転方向が入力されると、前記回転方向に対応した加減算方向へのジョグ送り速度変更値を算出することを特徴とする請求項２記載のロボット制御装置である。
【００１３】
請求項４の発明は、前記回転操作信号の入力を検出してから所定期間は、予め定めた速度変化率許容値を超えない範囲で前記ジョグ送り速度変更値を算出することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のロボット制御装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ジョグ送り速度を簡単な操作により変更することができるとともに、特別な操作を行わなくても元の設定値に戻すことができる。すなわち、操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用したアーク溶接ロボットの構成ブロック図である。
【図２】ティーチペンダントの概観図である。
【図３】ティーチペンダントとロボット制御装置の機能ブロック図である。
【図４】ジョグ送り速度変更値算出テーブルの一例を示す図である。
【図５】ジョグ送り速度が所定値から変更される様子を説明するための図である。
【図６】ティーチングプレイバック方式を採用したロボット制御システムの一般的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［実施の形態１］
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係るロボット制御装置ＲＣをアーク溶接ロボットシステム１０１に適用したときのシステム構成図である。同図に示すように、アーク溶接ロボットシステム１０１は、溶接ワイヤ１を送給するワイヤ送給モータＷＭを備えたロボットＲ、可搬式の教示操作装置であるティーチペンダントＴＰ、ロボットＲを動作制御するロボット制御装置ＲＣ、および溶接電源ＷＰから構成されている。ティーチペンダントＴＰには、回転操作手段としてのジョグダイヤル１３と、このジョグダイヤル１３の回転方向および回転量を検出するロータリエンコーダ（図示せず）が設けられている。ジョグダイヤル１３の取付位置は、作業者が操作しやすい位置であればどこでも良いが、本実施形態では、図２に示すように、ティーチペンダントＴＰの右手把持部４１および左手把持部４２をそれぞれ両手で把持したときに、右手の親指によって操作可能な範囲であって、且つ、ジョグダイヤル１３の回転中心軸がティーチペンダントＴＰの側面に垂直に交差するように取り付けられている。
【００１８】
図１に戻り、ロボット制御装置ＲＣは、ティーチペンダントＴＰからの操作信号Ｔｄに基づいて、ロボットＲに配置された複数軸のサーボモータを動作制御するための動作制御信号Ｍｃを出力したり、溶接電源ＷＰに溶接制御信号Ｗｃ（溶接開始信号、ガス出力信号、送給制御信号、溶接電圧設定信号等）を出力する。溶接電源ＷＰは、上記各種信号を入力として、溶接電圧Ｖｗおよび溶接電流Ｉｗを供給したり、図示しないガスボンベに備えられた電磁弁を制御してシールドガスを出力したり、送給制御信号Ｆｃを出力してワイヤ送給モータＷＭを回転駆動したりする。ロボットＲは、ワイヤ送給モータＷＭ、溶接トーチ４等を載置し、溶接トーチ４の先端位置を操作信号Ｔｄに応じて移動させる。溶接ワイヤ１は、ワイヤ送給モータＷＭによって溶接トーチ４内を通って送給され、作業対象物であるワーク２との間でアーク３が発生して溶接が行われる。
【００１９】
上記操作信号Ｔｄには、ジョグダイヤル１３の回転操作情報（回転方向および回転量）が含まれている。詳細は後述するが、ジョグダイヤル１３が回転操作されると、ロボット制御装置ＲＣは、検出された回転量の単位毎（１目盛毎）に予め定められた変化量で、且つ、回転方向と対応する方向へとジョグ送り速度を増減する。本実施形態では、ジョグダイヤル１３を手前側へ回転させるとジョグ送り速度を減少させ、その逆側へ回転させるとジョグ送り速度を増加させるように設定されているが、増減方向の対応付けは一例であり、設定を変更することにより入れ替えることも可能である。
【００２０】
図３は、本発明に係るアーク溶接ロボットシステム１０１の機能ブロック図である。ティーチペンダントＴＰには、速度切り替えキー１１ａを含むキーボード１１、回転操作手段としてのジョグダイヤル１３、このジョグダイヤル１３の回転方向と回転量を検出するロータリエンコーダ１４、操作メニューやガイドメッセージ等が表示される液晶ディスプレイ１８、およびロボット制御装置ＲＣと通信を行うための通信インターフェース部１２が設けられている。
【００２１】
上記した速度切り替えキー１１ａは、ジョグ送り速度を変更するためのキーであり、従来技術と同様に、数段階からなる速度レベルが事前に定められており、作業者は、所望の速度レベルを選択することによってジョグ送り速度を設定する。
【００２２】
また、ティーチペンダントＴＰは、ＣＰＵ１５、ＲＯＭ１６およびＲＡＭ１７を備えている。ＣＰＵ１５は、中央演算処理装置である。ＲＯＭ１６には、ＣＰＵ１５に読み込まれて実行される各種制御プログラム（入力監視部１６ａおよび表示制御部１６ｂ）やその制御定数が格納されている。ＲＡＭ１７は、ＣＰＵ１５のワーキングエリアとして用いられ、計算途中のデータが一時的に格納される。なお、上述した各部はバス１９を介して接続されている。
【００２３】
ＣＰＵ１５に読み込まれて実行される入力監視部１６ａは、キーボード１１およびジョグダイヤル１３からの入力を監視し、この監視結果に基づいて、ロータリエンコーダ１４が検出した検出信号を含む各種の操作信号Ｔｄを通信インターフェース部１２を介してロボット制御装置ＲＣに通知する。表示制御部１６ｂは、操作メニューやガイドメッセージ等に加えて、現在設定されているジョグ送り速度等の各種情報を液晶ディスプレイ１８に表示する。
【００２４】
ここで、ジョグダイヤル１３およびロータリエンコーダ１４について説明する。ジョグダイヤル１３には、回転の単位であって、所定の回転角度毎に設けられた目盛（ノッチ）が設けられている。ロータリエンコーダ１４は、ジョグダイヤル１３が回転されると、回転方向と回転量を検出し、ジョグダイヤル１３がどの方向に何目盛分操作されたかを示す信号をロボット制御装置ＲＣに送信する。
【００２５】
ジョグダイヤル１３は、通常は、液晶ディスプレイ１８に表示された操作メニューや設定パラメータ等の各項目間を移動させて選択させるセレクタとして使用されるものであるが、ロボットＲのジョグ送りを行う際には、ジョグ送り速度の変更操作手段として機能する。すなわち、ロボットＲをジョグ送りする際にジョグダイヤル１３が回転操作されると、ロータリエンコーダ１４の検出信号を入力監視部１６ａが検出し、操作信号Ｔｄとしてロボット制御装置ＲＣに出力する。この結果、ジョグ送り速度が変更される。
【００２６】
ロボット制御装置ＲＣは、ワーク２に対してアーク溶接を自動で行うようにロボットＲを制御するものである。ロボット制御装置ＲＣは、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ハードディスク２５、駆動指令部２７および通信インターフェース部２４の各部を備えている。上記ＲＯＭ２２には、ロボットＲの制御を実行するための各種制御プログラム（解釈実行部２２ａ、ジョグ送り速度算出部２２ｂ、溶接指令生成部２２ｃ）とその制御定数が格納されている。各種制御プログラムの詳細については、後述する。ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２１のワーキングエリアとして用いられ、計算途中のデータが一時的に格納される。溶接インターフェース部２６は、溶接電源ＷＰに溶接制御信号Ｗｃを出力する。溶接電源ＷＰは、ワイヤ送給モータＷＭに溶接ワイヤ１の送給制御信号Ｆｃを出力する。駆動指令部２７は、ティーチペンダントＴＰからの操作信号Ｔｄに基づいて、ロボットＲに配置された複数軸のサーボモータを動作制御するための動作制御信号Ｍｃを出力する。なお、上述した各部はバス２９を介して接続されている。
【００２７】
ハードディスク２５には、ロボットＲの作業が記述された教示データや各種制御変数等に加えて、ジョグ送り速度変更値算出テーブルが格納される。ジョグ送り速度変更値算出テーブルとは、図４に示すように、ジョグダイヤル１３の回転速度とジョグ送り速度変更値との対応関係が定められたテーブルである。詳細については後述するが、本発明では、このテーブルを用いてジョグ送り速度を一時的に変更する。なお、本実施形態では記憶手段としてハードディスクを採用しているが、ハードディスクに限定するものではなく、メモリカード等の他の記憶装置を採用してもよい。
【００２８】
以下、速度制御手段としてのＣＰＵ２１に読み込まれて実行される解釈実行部２２ａ、ジョグ送り速度算出部２２ｂおよび溶接指令生成部２２ｃの構成について説明する。
【００２９】
解釈実行部２２ａは、ティーチペンダントＴＰから入力されるロータリエンコーダ１４の検出信号に基づいてジョグ送り速度の変更処理を必要とするか否かを判断し、変更処理が必要な場合は、ジョグ送り速度変更値を算出してジョグ送り速度算出部２２ｂに通知する。
【００３０】
ジョグ送り速度算出部２２ｂは、解釈実行部２２ａから通知されたジョグ送り速度変更値に基づいてジョグ送り速度を算出し、上述した駆動指令部２７に出力する。
【００３１】
溶接指令生成部２２ｃは、アーク溶接処理を行うための溶接制御信号Ｗｃを生成する。この溶接制御信号Ｗｃは、溶接インターフェース部２６を介して溶接電源ＷＰに出力され、溶接ワイヤを送給するための送給制御信号Ｆｃがワイヤ送給モータＷＭへと出力される。
【００３２】
以下、本実施形態の作用について説明する。説明を簡略化するため、現在、ジョグ送り操作が実行されており、ジョグ送り速度は速度切り替えキー１１ａにより所定値（一定値）が設定されているものとする。
【００３３】
（１．操作結果の通知）
ジョグダイヤル１３が回転操作されると、ティーチペンダントＴＰの入力監視部１６ａは、ロータリエンコーダ１４の検出信号（ジョグダイヤル１３の回転方向および回転量）をロボット制御装置ＲＣに出力する。この検出信号は、所定の検出周期毎に解釈実行部２２ａに通知される。
【００３４】
（２．操作結果の解釈）
解釈実行部２２ａは、上記検出信号が入力されたときにジョグ送り操作が行われているか否かを判定する。言い換えると、ジョグ送り操作が行われている間にジョグダイヤル１３が回転されたか否か（すなわち、ジョグ送り速度の変更操作が行われたか否か）を判定する。そして、ジョグ送り速度の変更操作が行われたと判定した場合は、検出信号に含まれる回転量に基づいてジョグダイヤル１３の回転速度を算出する。回転速度の算出は、単位時間当たりの回転量に基づいて算出するという単純な方法で良い。次いで、算出した回転速度を上述したジョグ送り速度変更値算出テーブルに入力してジョグ送り速度変更値を算出する。さらに、このジョグ送り速度変更値に対して回転方向に対応する符号＋／−（プラス／マイナス）を付与し、ジョグ送り速度算出部２２ｂに通知する。
【００３５】
図４は、ジョグ送り速度変更値算出テーブルの一例を示す図である。同図に示すように、ジョグダイヤル１３の回転速度とジョグ送り速度変更値との対応関係がテーブル形式で定められている。解釈実行部２２ａは、算出したジョグダイヤル１３の回転速度を、このジョグ送り速度変更値算出テーブルに入力してジョグ送り速度変更値を算出する。なお、ジョグ送り速度変更値算出テーブルは、ジョグ送り速度の変更値を算出するための一例であって、テーブル形式の代わりに所定の関数によって算出するように構成しても良いことは言うまでもない。
【００３６】
（３．ジョグ送り速度の算出）
ジョグ送り速度算出部２２ｂは、解釈実行部２２ａから通知されたジョグ送り速度変更値をジョグ送り速度の所定値から増減して新たなジョグ送り速度を算出し、駆動指令部２７に通知する。この結果、ジョグダイヤル１３の回転操作に応じたジョグ送り速度に変更される。すなわち、ジョグダイヤル１３の回転操作を所定の検出周期毎に検出し、回転量や回転方向といった操作結果に応じてジョグ送り速度変更値を算出した上で、ジョグ送り速度の所定値から増減している。ジョグダイヤル１３の回転操作が中止されたときは、ジョグ送り速度変更値が０（ゼロ）になるので、ジョグ送り速度の所定値に戻ることになる。すなわち、ジョグ送り中に、ジョグダイヤル１３の回転操作のみによって一時的にジョグ送り速度を調整することができる。
【００３７】
図５は、ジョグ送り速度が所定値から変更される様子を説明するための図である。同図において、実線Ｓｋは、作業者が速度切り替えキー１１ａを用いて設定した所定値を示している。点線Ｓｆは、解釈実行部２２ａがジョグダイヤル１３の回転操作に応じて算出したジョグ送り速度変更値を示している。一点鎖線Ｓｊは、ジョグ送り速度算出部２２ｂが上記所定値から上記ジョグ送り速度変更値を加減算した変更後のジョグ送り速度を示している。ｔ０〜ｔ４は、時刻を示している。
【００３８】
（１．時刻ｔ０〜ｔ１の期間）
この期間は、ジョグ送り操作がなされていない状態からジョグ送り操作が開始され、ジョグ送り速度が速度切り替えキー１１ａで設定されている所定値に到達するまでの状態を示している。
【００３９】
（２．時刻ｔ１〜ｔ２の期間）
この期間は、ジョグダイヤル１３が回転されない状態でジョグ送り操作が継続されている状態を示している。ジョグ送り速度は所定値のまま一定である。
【００４０】
（３．時刻ｔ２〜ｔ３の期間）
この期間は、ジョグ送り操作の途中にジョグダイヤル１３が＋方向へ回転された状態を示している。この期間においては、ジョグ送り速度の所定値にジョグダイヤル１３の回転速度に応じた速度がリアルタイムに加算される。
【００４１】
（４．時刻ｔ３〜ｔ４の期間）
この期間は、ジョグ送り操作の途中にジョグダイヤル１３が−方向へ回転された状態を示している。この期間においては、ジョグ送り速度の所定値からジョグダイヤル１３の回転速度に応じた速度がリアルタイムに減算される。
【００４２】
（５．時刻ｔ４〜ｔ５の期間）
時刻ｔ４は、ジョグダイヤル１３の回転操作が停止された時刻である。したがって、ジョグ送り速度は所定値に戻るので、時刻ｔ４〜ｔ５の期間のジョグ送り速度は所定値のまま一定となる。
【００４３】
このように、速度切り替えキー１１ａによって設定された所定値に対してジョグダイヤル１３の回転速度分が加減算された結果、ジョグ送り速度が変更されている様子が分かる。
【００４４】
以上説明したように、本発明によれば、ジョグ送り速度を簡単な操作により変更することができるとともに、特別な操作を行わなくても元の設定値に戻すことができる。すなわち、操作性を向上させることができる。
【００４５】
なお、上記した実施形態において、ジョグダイヤル１３の回転操作を検出してから所定期間は、予め定めた速度変化率許容値を超えない範囲でジョグ送り速度変更値を算出するようにするとさらに良い。例えば、速度切り替えキー１１ａにより設定されているジョグ送り速度（所定値）が１００ｃｍ／分であり、上記所定期間が１秒、上記速度変化率許容値が２０％に設定されている状態でジョグダイヤル１３が＋方向（プラス方向）へ回転操作された場合、次のように処理が行われる。すなわち、回転操作を検出してから１秒間の間は、ジョグダイヤル１３がどんなに速く回転されたとしても、速度変化率許容値である２０％を越えないように（変更後のジョグ送り速度が、１００ｃｍ／分に２０％を乗じて加えた１２０ｃｍ／分を越えないように）に制限することができる。このことにより、急激な速度変化を防止することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１      溶接ワイヤ
２      ワーク
３      アーク
４      溶接トーチ
１１    キーボード
１１ａ  速度切り替えキー
１２    通信インターフェース部
１３    ジョグダイヤル
１４    ロータリエンコーダ
１５    ＣＰＵ
１６ａ  入力監視部
１６ｂ  表示制御部
１８    液晶ディスプレイ
１９    バス
２１    ＣＰＵ
２２ａ  解釈実行部
２２ｂ  ジョグ送り速度算出部
２２ｃ  溶接指令生成部
２４    通信インターフェース部
２５    ハードディスク
２６    溶接インターフェース部
２７    駆動指令部
２９    バス
４１    右手把持部
４２    左手把持部
６０    ロボット制御システム
６１    ロボット
６２    アーム
６３    ティーチペンダント
６４    方向指示キー
６５    ロボット制御装置
６６    速度切り替えキー
１０１  アーク溶接ロボット
Ｆｃ    送給制御信号
Ｉｗ    溶接電流
Ｍｃ    動作制御信号
Ｒ      ロボット
ＲＣ    ロボット制御装置
Ｓｆ    点線
Ｓｊ    一点鎖線
Ｓｋ    実線
Ｔ      作業ツール
Ｔｄ    操作信号
ＴＰ    ティーチペンダント
Ｖｗ    溶接電圧
Ｗ      ワーク
Ｗｃ    溶接制御信号
ＷＭ    ワイヤ送給モータ
ＷＰ    溶接電源
【図１】
2014097560.tif 000003
【図２】
2014097560.tif 000004
【図３】
2014097560.tif 000005
【図４】
2014097560.tif 000006
【図５】
2014097560.tif 000007
【図６】
2014097560.tif 000008