(57)【要約】【課題】直接教示により記録された教示データの可読性を高めて保守性を向上させることができる教示データ表示装置、教示データ表示方法を提供する。【解決手段】教示データ表示装置としての教示装置４は、直接教示により記録された教示データを記憶する記憶部１１と、ロボット２の移動軌跡を構成する複数の動作点のうち外部に作用する動作点である作用点を抽出する抽出部１０ａと、作業を開始する第１の作用点から作業が完了する第２の作用点までの移動軌跡を表す作業平面を設定する設定部１０ｂと、ロボットの移動軌跡をその向きとともに模式化して示す移動提示図形、および、第１の作用点と第２の作用点とにおける作業内容を模式化して示す作業提示図形を生成する生成部１０ｃと、生成された移動提示図形および作業提示図形を作業平面上に位置させた画像を表示する表示部１２と、を備える。【選択図】図１
2019098405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットの教示データを表示する教示データ表示装置であって、
直接教示により記録された教示データを記憶する記憶部と、
前記教示データから、前記ロボットの移動軌跡を構成する複数の動作点のうち前記ロボットが外部に作用する動作点である作用点を抽出する抽出部と、
抽出された作用点のうち前記ロボットが作業を開始する第１の作用点から当該作業が完了する第２の作用点までの移動軌跡を表す作業平面を設定する設定部と、
前記第１の作用点から前記第２の作用点までの前記ロボットの移動軌跡をその向きとともに模式化して示す移動提示図形、および、前記第１の作用点と前記第２の作用点とにおける前記ロボットの作業内容を模式化して示す作業提示図形を生成する生成部と、
生成された移動提示図形および作業提示図形を前記作業平面上に位置させた画像を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする教示データ表示装置。
【請求項２】
前記抽出部は、前記ロボットの移動軌跡に含まれる動作点のうち、作用点として抽出された動作点から所定の判定距離内に含まれていないこと、前記ロボットに取り付けられるツールが動作すること、および、前記ロボットの手先位置が一定時間以上停止することの条件のうちいずれか１つ以上の条件を満たす動作点を、作用点として抽出することを特徴とする請求項１記載の教示データ表示装置。
【請求項３】
前記設定部は、前記第１の作用点と前記第２の作用点との間に位置する動作点に対して主成分分析を実施し、動作点の分散が最大となる第１主成分軸と、動作点の分散が１番目に大きい第２主成分軸とを含む平面を前記作業平面として設定することを特徴とする請求項１または２記載の教示データ表示装置。
【請求項４】
前記設定は、設定した前記作業平面が前記ロボットの設置面に垂直な垂直面に対して傾いている場合、前記作業平面を前記垂直面に投影した投影平面を求め、求めた前記投影平面を新たな前記作業平面として設定することを特徴とする請求項３記載の教示データ表示装置。
【請求項５】
前記設定部は、前記第１の作用点と前記第２の作用点とを含み、前記ロボットの設置面に垂直となる平面を前記作業平面として設定し、
前記生成部は、前記第１の作用点と前記第２の作用点との間の動作点を前記作業平面に投影したものに対して前記移動提示図形を生成することを特徴とする請求項１または２記載の教示データ表示装置。
【請求項６】
前記表示部は、前記第１の作用点から前記第２の作用点までの実際の距離に関わらず、表示する前記作業提示図形の間隔を一定とすることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の教示データ表示装置。
【請求項７】
前記表示部は、前記第１の作用点から前記第２の作用点までの実際の距離に応じて、表示する前記作業提示図形の間隔を変更することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の教示データ表示装置。
【請求項８】
前記設定部は、前記教示データに複数の作業工程が含まれている場合、それぞれの作業工程に対して前記作業平面を設定し、
前記生成部は、それぞれの前記作業平面に対して前記移動提示図形および前記作業提示図形を生成し、
前記表示部は、作業工程別で前記移動提示図形および前記作業提示図形を表示することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の教示データ表示装置。
【請求項９】
前記表示部は、前記教示データに複数の作業工程が含まれている場合、それぞれの作業工程における前記第１の作用点から前記第２の作用点までの実際の距離に応じて、それぞれの作業工程の表示領域において前記作業提示図形を表示する際の間隔を相対的に変更することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の教示データ表示装置。
【請求項１０】
ロボットの教示データを表示する教示データ表示方法であって、
直接教示により記録された教示データから、前記ロボットの移動軌跡を構成する複数の動作点のうち、前記ロボットが外部に作用する動作点である作用点を抽出する工程と、
抽出した作用点のうち前記ロボットが作業を開始する第１の作用点から当該作業が完了する第２の作用点までの移動軌跡を表す作業平面を設定する工程と、
前記第１の作用点から前記第２の作用点までの前記ロボットの移動軌跡をその向きとともに模式化して示す移動提示図形、および、前記第１の作用点と前記第２の作用点とにおける前記ロボットの作業内容を模式化して示す作業提示図形を生成する工程と、
生成した移動提示図形および作業提示図形を前記作業平面上に位置させた画像を表示する工程と、
を含むことを特徴とする教示データ表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの教示データを表示する教示データ表示装置、教示データ表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットは、教示によってどのような動作をするのかが記録され、記録した動作を再現することで実際の作業を行っている。この教示は、従来のようにプログラムにより動作を記録する手法の他に、近年では、作業者がロボットを操作することにより動作を記録する手法も採用されつつある（例えば、特許文献１参照）。以下、プログラムによる教示をテキストベースと称し、ロボットを操作することによる教示を直接教示と称して説明する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−７４６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、直接教示で教示する場合、教示作業そのものは容易に行えるようになると考えられるものの、実際の現場において重要となる教示データの保守性については、テキストベースのものよりも低下することがある。
【０００５】
これは、テキストベースの場合には、教示データは例えば移動命令等のコマンド形式で記載されることから、教示データを見ればロボットの動作を比較的容易に把握することができる一方、直接教示の場合には、教示データにはロボットの位置とそのときの姿勢とが数値の羅列として記録されることから、教示データを見ただけではロボットの動作が把握し難いこと、つまりは、教示データの可読性が低いことが原因である。
【０００６】
また、例えば垂直多関節型のロボットの場合、教示データには空間内の位置が（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のような３軸のデータと手先の向きが（ＲＸ，ＲＹ，ＲＺ）のような回転成分を含むデータとが時系列で記録されており、最低でも７次元の要素を持つことから、これらのデータからいかにロボットの作業内容を分かり易く提示できるかが重要になる。
【０００７】
そこで、直接教示により記録された教示データの可読性を高めて保守性を向上させることができる教示データ表示装置、教示データ表示方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載した発明では、直接教示により記録された教示データから、まず、ロボットの移動軌跡を構成する複数の動作点のうちロボットが外部に作用する動作点である作用点を抽出する。ロボットの作業内容を提示する場合、ロボットがどのように動作し、どの位置で作業をしているかが分かるようにすることが望ましい。そこで、ロボットが例えばワークを把持する等、ロボット自身以外に影響を与える作業をしている動作点を特定することで、どの位置で作業をしているかを特定することができる。
【０００９】
そして、抽出した作用点のうちロボットが作業を開始する第１の作用点から当該作業が完了する第２の作用点までの移動軌跡を表す作業平面を設定し、第１の作用点から第２の作用点までのロボットの移動軌跡をその向きとともに模式化して示す移動提示図形、および、第１の作用点と第２の作用点とにおけるロボットの作業内容を模式化して示す作業提示図形を生成する。
【００１０】
これにより、ロボットの動作を可視化する際に、移動軌跡をより正確に把握することができる。このとき、移動提示図形は、第１の作用点から第２の作用点までの間に位置する動作点あるいは作用点を繋いだ矢印線等で生成することができる。また、作業提示図形は、例えばワークを把持する作業であればチャックの開閉状態を模式化した図形、つまりは、ツールの駆動状態を表す図形等で生成することができる。
【００１１】
そして、生成した移動提示図形および作業提示図形を作業平面上に位置させた画像を表示部で表示する。これにより、ロボットがどのように第１の作用点から第２の作用点まで移動しているのか、どの位置で作業をしているか、第１の作用点および第２の作用点におけるツールの駆動状態がどうなっているのかを、視覚的に容易に把握することができる。そして、ツールの駆動状態が分かれば、例えばツールを把持する作業なのか、ツールを載置する動作なのか等を把握することができる。
【００１２】
このように、ロボットの移動と作用点における作業とを図形により表示することにより、直接教示により記録された教示データの可読性を高めることができる。したがって、教示データに記録されている作業内容を容易に把握することが可能となり、保守性を大きく向上させることができる。
【００１３】
また、実際の現場では複数の教示データが記憶されていることがあり、ロボットが設置されてからの期間が長いほど教示データも多く記憶されるようになると考えられることから、設置されてからの期間が長くなって保守の必要性が高まるほど、逆に保守性がさらに低下してしまうことになるものの、上記した構成により可読性が高まるため、教示データの数が多くなっても保守性が低下することを防止できる。
【００１４】
請求項２に記載した発明では、ロボットの移動軌跡に含まれる動作点のうち、作用点として抽出された動作点から所定の判定距離内に含まれていないこと、ロボットに取り付けられるツールが動作すること、および、ロボットの手先位置が一定時間以上停止することの条件のうちいずれか１つ以上の条件を満たす動作点を、作用点として抽出する。
【００１５】
ロボットは微小距離での制御が可能であるため、ほぼ同じ位置において複数の動作点が作用点として抽出される可能性がある。その場合、抽出された全ての作用点を表示すると、表示が煩雑になって可読性が逆に低下するおそれがある。そこで、作用点として抽出された動作点から所定の判定距離内の動作点は作用点として抽出しないことにより、可読性が低下することを抑制できる。
【００１６】
また、ロボットに取り付けられるツールが動作する動作点は、作業者が把握したいと動作点であると考えられることから、作用点として抽出することにより、作業内容を適切に表示つまりは作業者に提示することができる。
【００１７】
また、ロボットがワークを掴んだり目標位置の上方まで移動した後に下降したりするような動作を行う場合、ロボットの手先位置が一定時間以上停止すると考えられる。そのため、一定時間以上停止した動作点を作用点として抽出することにより、ロボットの移動軌跡や作業内容を適切に提示することができる。
【００１８】
請求項３に記載した発明によれば、第１の作用点と第２の作用点との間に位置する動作点に対して主成分分析を実施し、動作点の分散が最大となる第１主成分軸と、動作点の分散が１番目に大きい第２主成分軸とを含む平面を作業平面として設定する。これにより、ロボットの移動軌跡を最も良く表す平面、換言すると、ロボットの移動軌跡を最も正確に再現した平面が作業平面として設定され、ロボットの移動軌跡を正確に表示することができる。
【００１９】
請求項４に記載した発明によれば、設定した作業平面がロボットの設置面に垂直な垂直面に対して傾いている場合、作業平面を垂直面に投影した投影平面を求め、求めた投影平面を新たな作業平面として設定する。
主成分分析により設定される作業平面は、ロボットの移動軌跡を最も正確に再現できるものの、ロボットの上下方向に対して傾いた平面が作業平面として設定される可能性がある。
【００２０】
その場合、感覚的に把握しにくい場合があること、また、可読性を高める目的であれば必ずしも厳密な移動軌跡が必要ではない場合も想定されることから、表示する画像の上下方向とロボットの上下方向とを一致させることにより、作業者が把握しやすい態様で表示することができる。なお、主成分分析により設定した作業平面であってもロボットの上下方向に対して傾いていない場合も勿論ある。
【００２１】
請求項５に記載した発明によれば、第１の作用点と第２の作用点とを含み、ロボットの設置面に垂直となる平面を作業平面として設定するとともに、第１の作用点と第２の作用点との間の動作点を作業平面に投影したものに対して移動提示図形を生成する。これにより、作業者が自身の目でロボットを見た場合とほぼ同様の状態で表示することができ、ロボットの動作を直感的に把握することができる。
【００２２】
請求項６に記載した発明によれば、第１の作用点から第２の作用点までの実際の距離に関わらず、表示する作業提示図形の間隔を一定とする。これにより、作業提示図形の間隔が狭くなることがなく、作業提示図形を視認し易くなることから、作業内容を容易に把握することができる。
【００２３】
請求項７に記載した発明によれば、第１の作用点から第２の作用点までの実際の距離に応じて、表示する作業提示図形の間隔を変更する。これにより、作業内容だけでなく、ロボットの移動距離も大まかに把握することが可能となり、作業内容を詳細に把握することができる。
【００２４】
請求項８に記載した発明によれば、教示データに複数の作業工程が含まれている場合、それぞれの作業工程に対して作業平面を設定し、それぞれの作業平面に対して移動提示図形および作業提示図形を生成して表示する。
【００２５】
ロボットは、ワークを把持して別の場所に載置すると言った単純な作業だけでなく、複数の作業を順次行うことがある。その場合、教示データには、例えば複数のピックアンドプレース作業工程が含まれていること等が想定されるが、全ての作業工程を一度に表示してしまうと、表示が煩雑になって可読性が逆に低下するおそれがある。
【００２６】
そのため、複数の作業工程のそれぞれに作業平面を設定し、各作業平面について移動提示図形および作業提示図形を生成して表示することにより、各作業工程での作業内容を容易に把握することができる。また、表示される画像の数により作業工程数を把握することもできる。
【００２７】
請求項９に記載した発明によれば、教示データに複数の作業工程が含まれている場合、それぞれの作業工程における第１の作用点から第２の作用点までの実際の距離に応じて、それぞれの作業工程の表示領域において作業提示図形を表示する際の間隔を相対的に変更する。これにより、表示された画像を見るだけで各作業工程における移動態様の違いを容易に把握することができる。
【００２８】
請求項１０に記載した教示データ表示方法の発明によれば、ロボットの移動軌跡を構成する複数の動作点のうちロボットが外部に作用する動作点である作用点を抽出し、ロボットが作業を開始する第１の作用点から当該作業が完了する第２の作用点までの移動軌跡を表す作業平面を設定し、ロボットの移動軌跡をその向きとともに模式化して示す移動提示図形、および、ロボットの作業内容を模式化して示す作業提示図形を生成し、生成した移動提示図形および作業提示図形を作業平面上に位置させた画像を表示する。
【００２９】
これにより、上記した請求項１に記載した発明と同様に、直接教示により記録された教示データの可読性を高めることができる、教示データに記録されている作業内容を容易に把握することが可能となり、保守性を大きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態の教示装置の電気的構成を模式的に示す図
【図２】教示データの一例を示す図その１
【図３】ロボットの動作点群の一例を示す図その１
【図４】教示データ表示装置が実行する処理の流れを示す図
【図５】教示データ表示装置による表示態様の一例を模式的に示す図その１
【図６】教示データの一例を示す図その２
【図７】ロボットの動作点群の一例を示す図その２
【図８】教示データ表示装置による表示態様の一例を模式的に示す図その２
【図９】作業提示図形の他の例を模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、教示システム１は、ロボット２、コントローラ３、および教示データ表示装置としての教示装置４を備えている。本実施形態の場合、ロボット２は、いわゆる６軸ロボットと称される垂直多関節型のものを想定しており、複数のアームを有し、手先となるフランジにツールが取り付けられた状態で使用される。ただし、ロボット２は、直接教示が可能なものであれば、いわゆる７軸ロボットや水平多関節型のいわゆる４軸ロボット等で構成することもできる。
【００３２】
コントローラ３は、周知のように、ロボット２に組み込まれているモータを駆動することにより、ロボット２の動作を制御する。本実施形態の場合、ロボット２およびコントローラ３は、作業者がロボット２を直接的にあるいは遠隔で操作することにより動作を記録する直接教示に対応したものとなっている。直接教示については周知であるので詳細な説明は省略するが、直接教示では、作業者がロボット２のアーム等を動かした際の手先の位置および手先の向きを少なくとも特定可能なデータが教示データとして記録される。
【００３３】
教示装置４は、ティーチングペンダントとも称されるものであり、制御部１０、記憶部１１、表示部１２、および操作部１３等を備えている。ただし、教示装置４は教示データ表示装置の一例であり、表示部１２を備えているものであれば、例えばいわゆるパソコンや携帯端末等を教示データ表示装置として用いることもできる。
【００３４】
この教示装置４は、例えば後述する教示データのコントローラ３へのダウンロードや、ロボット２の姿勢を特定可能なモータの回転角度や手先の位置等、コントローラ３との間で各種のデータを通信可能となっている。
【００３５】
教示装置４の制御部１０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータを備えており、記憶部１１に記憶したコンピュータプログラムに従って動作する。また、制御部１０は、抽出部１０ａ、設定部１０ｂ、生成部１０ｃを備えている。本実施形態では、これら抽出部１０ａ、設定部１０ｂおよび生成部１０ｃは、制御部１０で実行されるコンピュータプログラムによってソフトウェアで実現されている。
【００３６】
抽出部１０ａは、詳細は後述するが、直接教示により記録された教示データから、ロボット２の移動軌跡に含まれる複数の動作点のうち、ロボット２が外部に作用する動作点である作用点を抽出する。詳細は後述するが、本実施形態では、ワークを掴むあるいは離すなどのように、ロボット２が自身以外のものに影響を与える動作を行う位置、および、ロボット２の手先位置が一定時間以上停止した位置を、ロボット２が外部に作用する動作点つまりは作用点としている。
【００３７】
設定部１０ｂは、詳細は後述するが、抽出した作用点のうちロボット２が作業を開始する第１の作用点から当該作業を完了する第２の作用点までの移動軌跡を示すための作業平面を設定する。詳細は後述するが、設定部１０ｂは、第１の作用点から第２の作用点までの移動軌跡を最も良く表すことができる平面を作業平面として設定する。
【００３８】
生成部１０ｃは、詳細は後述するが、第１の作用点から第２の作用点までのロボット２の移動方向を模式化して示す移動提示図形（Ｍ１。図５参照）、第１の作用点と第２の作用点とにおけるロボット２の作業内容を模式化して示す作業提示図形（Ｍ２。図５参照）、作業平面の向きつまりはロボット２の設置位置を基準とした３次元空間に置いてどの向きから見たものであるのかを模式的に示す方向提示図形（Ｍ３。図５参照）、および、第１の作用点から第２の作用点までの距離を模式的に示す距離提示図形（Ｍ４。図５参照）を生成する。
記憶部１１は、制御部１０にて実行するコンピュータプログラム、および、詳細は後述するが、直接教示により記録された教示データ（図２参照）を記憶する。
【００３９】
表示部１２は、操作画面、および、詳細は後述するが、所定の大きさに設定された領事領域（Ｒ。図５参照）に、移動提示図形（Ｍ１）、作業提示図形（Ｍ２）、方向提示図形（Ｍ３）、距離提示図形（Ｍ４）等を表示する。この表示部１２は、例えば液晶パネル等で構成されている。なお、タッチパネルを用いて操作部１３と兼用する構成とすることもできる。
【００４０】
操作部１３は、スイッチやタッチパネル等で構成されており、教示装置４に対する作業者の操作を受け付ける。なお、教示データ表示装置としては、必ずしもこれら制御部１０、記憶部１１および表示部１２が一体になっている必要はなく、例えば作業者の操作入力と表示とは携帯端末で行い、演算や教示データの記憶は別の装置で行う構成とすることもできる。
【００４１】
次に、上記した構成の作用について説明する。
前述のように、直接教示は、テキストベースと比べると教示作業そのものは容易に行えるようになるものの、保守性特に可読性については、テキストベースのものよりも低下することがある。これは、直接教示の場合、教示データは、ロボット２の姿勢、ここでは手先位置とその向きとが数値の羅列によって記録されることから、教示データを見ただけではロボット２の動作を把握し難いためである。
【００４２】
図２は、ツールを取り付けたロボット２により作業Ａを実施する際に用いられる１サイクル分の教示データの一例を示している。ロボット２の場合、手先位置はロボット２のフランジの中心位置に相当し、手先の向きはフランジの向きに相当する。
【００４３】
そのため、教示データには、ロボット２の移動軌跡を構成する時系列順の「動作点」のデータに対応付けて、「Ｘ」、「Ｙ」、「Ｚ」として示す手先位置のデータ、「ＲＸ」、「ＲＹ」、「ＲＺ」として示す手先の向きのデータ、および、「Ｈａｎｄ」として示すツールの駆動状態を示すデータが記録されている。なお、本実施形態ではツールとしてワークを把持するチャックを想定しており、「Ｈａｎｄ」が「０」は、チャックが開放されている駆動状態を示している。
【００４４】
この教示データは、ロボット２の設置位置を基準とした３次元空間で見た場合、図３に動作点群として示すように、手先位置がＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動することを示している。この動作点群は、ロボット２の移動軌跡を示している。なお、図３は、説明のために付したものであり、教示装置４にて表示されるものではない。また、図３に示すＰ１〜Ｐ５は、説明のために付したものである。
【００４５】
しかし、図２に示したような数値の羅列を見ただけでは、ロボット２がどのような移動軌跡を辿って移動するのか、つまりは、ロボット２がどのような作業を行っているのかを把握することは困難である。そのため、可読性が低いと所望の教示データを選択するのに手間が掛かり、保守性が低下してしまう。
【００４６】
この場合、図３に示した移動軌跡を例えば時系列でアニメーション表示すれば動作を把握できるものの、その場合には別の問題が生じるおそれがある。すなわち、実際の現場では様々な作業に対応するために複数の教示データが記憶部１１に記憶されることが考えられるため、可読性が低いと所望の教示データを選択するのに手間が掛かり、保守性のさらなる低下を招くおそれがある。
【００４７】
そして、ロボット２が設置されてからの期間が長いほど教示データも多く記憶されるようになると考えられることから、設置されてからの期間が長くなって保守の必要性が高まるほど、逆に保守性がさらに低下してしまうことになる。
そこで、教示装置４は、以下のようにして直接教示により記録された教示データの可読性を高めて保守性を改善している。
【００４８】
図４は、教示データの可読性を高めて提示する処理の流れを示している。この処理は、本実施形態では教示装置４により実行される。教示装置４は、処理を開始すると、教示データを読み込む（Ｓ１）。このとき、教示装置４は、教示データから、ロボット２の移動軌跡を構成する複数の動作点［ｉ］（但し、変数ｉ＝０、１、２・・・Ｎ）を取得する。
【００４９】
教示データを読み込むと、教示装置４は、０番目の動作点［０］と、Ｎ番目の動作点［Ｎ］とを作用点として抽出する（Ｓ２）。この作用点は、上記したようにロボット２が外部に影響を与える動作点であり、本実施形態では、ツールが動作する動作点と、ロボット２の手先位置が一定時間以上停止する動作点を示している。なお、動作点［０］は作業Ａの１サイクルの開始位置に相当し、動作点［Ｎ］は作業Ａの１サイクルの終了位置に相当する。
【００５０】
続いて、教示装置４は、変数ｉ＝１からＮ−１までの動作点つまりは動作点［０］から動作点［Ｎ］までの間の動作点のうち、以下の条件Ａ〜条件Ｃの全てを満たす動作点を、作用点として抽出する（Ｓ３〜Ｓ８）。
【００５１】
・条件Ａ：作用点として抽出された動作点から所定の判定距離内に含まれていない。
・条件Ｂ：ロボット２に取り付けられるツールが動作する。この場合、例えばワークを把持する動作だけでなく、把持しているワークを離す動作も含まれる。
・条件Ｃ：ロボット２の手先位置が一定時間以上停止する。この場合、一定時間としては、ロボット２が作業を行っていると推定できる動作点に加えて、ロボット２の移動方向が変化したと推定できる動作点を検出可能な時間が設定される。
【００５２】
つまり、本実施形態では、教示装置４は、ロボット２の移動軌跡に含まれる動作点のうち、作用点として抽出された動作点から所定の判定距離内に含まれていないこと、ロボット２に取り付けられるツールが動作すること、および、ロボット２の手先位置が一定時間以上停止することの条件を全て満たす動作点を、作用点として抽出する。
【００５３】
具体的には、教示装置４は、条件Ａが成立しているか否かを判定し（Ｓ４）、条件Ａが成立している場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、条件Ｂが成立しているか否かを判定し（Ｓ５）、条件Ｂが成立している場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、条件Ｃが成立しているか否かを判定し（Ｓ６）、条件Ｃが成立している場合には（Ｓ６：ＹＥＳ）、全ての条件が成立した動作点［ｉ］を、作用点［ｊ］（但し、変数ｊ＝０、１、２・・・Ｍ）として抽出する（Ｓ７）。なお、作用点［０］としては動作点［０］が抽出され、作用点［Ｍ］としては動作点［Ｎ］が抽出される。
【００５４】
続いて、教示装置４は、全動作点の判定が完了したか否かを判定し（Ｓ８）、判定が完了していない場合には（Ｓ８：ＮＯ）、ステップＳ３に移行して抽出を繰り返す。なお、教示装置４は、いずれかの条件が不成立の場合にも（Ｓ４：ＮＯ、Ｓ５：ＮＯ、およびＳ６：ＮＯ）、ステップＳ８に移行する。
【００５５】
一方、教示装置４は、全動作点の判定が完了したと判定した場合には（Ｓ８：ＹＥＳ）、作業工程を特定する（Ｓ９）。ここで、作業工程とは、１サイクルの作業を区分けしたものである。本実施形態では、ツールの駆動状態が変化するまでの区間を１工程としている。このとき、教示装置４は、作業工程が開始される作用点を第１の作用点に設定するとともに、作業工程が終了する作用点を第２の作用点に設定する。この場合、ある工程における第２の作用点は、次の工程における第１の作用点に相当することになる。
【００５６】
作業工程を特定すると、教示装置４は、作業平面を設定する（Ｓ１０）。この作業平面は、第１の作用点から第２の作用点までの移動軌跡を最も良く表すことができる平面が設定される。具体的には、教示装置４は、以下の手法Ａ〜手法Ｃのいずれかに基づいて作業平面を設定する。
【００５７】
・手法Ａ：第１の作用点と第２の作用点との間に位置する動作点に対して主成分分析を実施し、動作点の分散が最大となる第１主成分軸と、動作点の分散が１番目に大きい第２主成分軸とを含む平面を作業平面として設定する。この手法Ａによれば、移動軌跡を最も正確に提示できる作業平面を設定することができる。
【００５８】
なお、主成分分析は周知の分析手法であるので詳細な説明は省略するが、例えばロボット２がＸ軸方向とＺ軸方向とに移動し、Ｙ軸方向には移動しない移動軌跡の場合、Ｙ軸の値は基本的に１つであることから、Ｙ軸方区への分散が最も小さいと判定され、Ｙ軸方向を除いたＸＺ平面が作業平面として設定されることになる。
【００５９】
・手法Ｂ：主成分分析を実施して設定した作業平面がロボット２の設置面に垂直つまりはＺ軸を含む垂直面に対して傾いている場合、設定した作業平面を垂直面に投影した投影平面を求め、求めた投影平面を作業平面として設定する。この手法Ｂによれば、移動軌跡をある程度正確に示しつつも、提示される作業平面の上下方向とロボット２の上下方向とが一致していることから、作業者が理解し易い作業平面を設定することができる。
【００６０】
・手法Ｃ：ロボット２の設置面に垂直であって第１の作用点と第２の作用点とを含む平面を作業平面として設定する。この手法Ｃによれば、作業者がロボット２を目で見た場合と同様になることから、作業者が直感的に理解し易い作業平面を設定することができる。
【００６１】
作業平面を設定すると、教示装置４は、表示態様を決定する（Ｓ１１）。この表示態様は、移動提示図形（Ｍ１。図５参照）および作業提示図形（Ｍ２。図５参照）を提示する際の態様であり、以下の態様Ａ〜態様Ｆ、あるいは、それらの組み合わせとして決定される。なお、どのような表示態様を決定するかは予め設定しておいてもよいが、後述する図５や図８の表示を行った際に簡便に切り替え可能な構成とすることで、利便性を向上させることができる。
【００６２】
・態様Ａ：ロボット２の設置位置を基準とし、作業平面の向きを模式的に示す方向提示図形（Ｍ３。図５、図８参照）を表示する。
・態様Ｂ：第１の作用点から第２の作用点までの距離を模式的に示す距離提示図形（Ｍ４。図５参照）を表示する。
・態様Ｃ：第１の作用点から第２の作用点までロボット２が移動する際の実際の距離に関わらず、表示領域（Ｒ。図５参照）に表示する作業提示図形の間隔を一定にする。
【００６３】
・態様Ｄ：第１の作用点から第２の作用点までロボット２が移動する際の実際の距離に応じて、表示領域作に表示する作業提示図形の間隔を変更する。例えば、各工程において移動距離が最大となるものを表示領域の両端部側で目一杯となるように表示し、それを基準として、他の工程において作業提示図形を表示する際の間隔を調整することが考えられる。
【００６４】
・態様Ｅ：教示データに複数の工程が含まれている場合、それぞれの工程に対して作業平面を設定し、それぞれの作業平面に対して移動提示図形および作業提示図形を表示する（図５、図８参照）。
・態様Ｆ：教示データに複数の工程が含まれている場合、それぞれの工程における第１の作用点から第２の作用点までの距離に基づいて、それぞれの工程における作業提示図形の間隔を相対的に変更する（図８参照）。
【００６５】
表示態様を決定すると、教示装置４は、移動提示画像と作業提示画像を生成する（Ｓ１２）。このとき、教示装置４は、例えば図５に示すように、第１の作用点（Ｐ１）から第２の作用点（Ｐ２）に向かうとともに、途中に存在する動作点または作用点を結ぶ、あるいは、途中に存在する動作点または作用点を通る例えば矢印の図形を、手先位置の移動方向を模式的に示す移動提示画像（Ｍ１）として生成する。
【００６６】
また、教示装置４は、例えば図５の場合であれば第１の作用点（Ｐ１）についてはチャックが開放されている状態を提示する図形、第２の作用点（Ｐ３）についてはチャックが閉鎖されている状態を提示する図形を、第１の作用点および第２の作用点におけるツールの駆動状態を模式的に示す作業提示画像（Ｍ２）として生成する。
【００６７】
続いて、教示装置４は、全ての作業工程に対して画像を生成したかを判定し（Ｓ１３）、生成していない画像があれば（Ｓ１３：ＮＯ）ステップＳ１０に移行して画像を生成する一方、全ての作業工程に対して画像を生成した場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、各図形を表示する（Ｓ１４）。
【００６８】
教示装置４は、例えば図５に示すように、作業Ａに工程Ａ１〜工程Ａ４の４つの工程が含まれていた場合には、それぞれの作業工程についてそれぞれ表示領域（Ｒ）を設定し、それぞれの表示領域に移動提示図形（Ｍ１）、作業提示図形（Ｍ２）、方向提示図形（Ｍ３）、距離提示図形（Ｍ４）を表示する。
【００６９】
すなわち、教示装置４は、作業工程別にそれぞれ提示する画像を生成する。なお、実際に表示部１２に表示されるのは、図表示領域（Ｒ）の内側であり、Ｐ１〜Ｐ５は説明のために付したものである。ただし、工程Ａ１〜Ａ４については、作業内容を把握しやすくするために表示とすることができる。
【００７０】
この図５の場合、工程Ａ１については、移動提示図形（Ｍ１）によって、手先位置が第１の作用点（Ｐ１）から斜め上方に移動して第２の作用点（Ｐ２）の上方に到達した後、第２の作用点（Ｐ２）に向かって下降する動作であることが示されている。また、作業提示図形（Ｍ２）によって、第１の作用点（Ｐ１）ではチャックが開放されており、第１の作用点（Ｐ１）ではチャックが閉鎖つまりはワークを把持することが示されている。
【００７１】
また、方向提示図形（Ｍ３）によって、作業平面がＺＹ平面であること、つまりは、概ねＸ軸方向からロボット２を見た場合の動作であることが示されている。また、距離提示図形（Ｍ４）、この場合、大凡の距離を示すスケールによって、第１の作用点（Ｐ１）と第２の作用点（Ｐ２）との距離の目安が示されている。
【００７２】
さて、この図５では、各作業提示図形（Ｍ２）は、表示領域（Ｒ）の左右の両端部側に位置して表示されている。そして、工程Ａ１においてはＹ軸のスケールが１０ｍｍであり、工程Ａ２においてはＹ軸のスケールが２０ｍｍであることが示されている。つまり、工程Ａ１と工程Ａ２とでは、画像として表示されている作業提示図形（Ｍ２）間の距離は同じであるものの、実際のロボット２が動作する移動距離は、工程Ａ２の方が長くなっている。
【００７３】
そして、教示装置４は、上記した態様Ｃを採用して、第１の作用点から第２の作用点までロボット２が移動する際の実際の距離に関わらず、表示する作業提示図形の間隔を一定としている。これにより、表示領域を大きく活用することができ、作業提示図形つまりは作業内容を、より見やすい形で作業者に提示することができる。
【００７４】
その一方で、教示装置４は、第１の作用点から第２の作用点までロボット２が移動する際の実際の距離に応じて、表示する作業提示図形の間隔を変更することもできる。具体的には、図６に示す作業Ｂの教示データが記録されており、その教示データが図７に示す動作点群を示すものであったとする。
【００７５】
この場合、教示装置４は、上記した図４に示す処理を実行し、表示態様として上記した態様Ｄを選択することで、図８に示す工程Ｂ１〜工程Ｂ３のように、ロボット２の移動距離に応じて作業提示図形（Ｍ２）を表示する間隔を変更することができる。これにより、それぞれの工程における移動距離の大小関係を容易に把握することができる。
【００７６】
この場合、教示装置４は、それぞれの工程における第１の作用点から第２の作用点までロボット２が移動する際の実際の距離に応じて、それぞれの工程の表示領域において作業提示図形を表示する際の間隔を相対的に変更することもできる。つまり、作業提示図形（Ｍ２）の間隔を、実際の距離に比例した間隔ではなく、例えば工程Ｂ１については工程Ｂ２よりも短く工程Ｂ３よりも長くすることで、各工程における移動距離を相対的に把握できるようにすることもできる。
【００７７】
また、作業提示図形（Ｍ２）は、図９に示すように、１つの四角形とそこから飛び出している２つの四角形とによりチャックが開放あるいは閉鎖された状態を示す「チャック開」や「チャック閉」の図形以外にも、矢印を付すことでツールが回転している状態を模式的に示す「回転」の図形や、飛び出した四角形を１つとすることでチャックを横から視た状態を示し、ツールの向きを変えたことを模式的に示す「横向き」の図形等を適宜用いることができる。勿論、チャック以外のツールを使う場合には、そのツールを好適に示すことができる図形用いればよい。
【００７８】
以上説明した教示データ表示装置によれば、次のような効果を得ることができる。
教示装置４は、直接教示により記録された教示データから、ロボット２の移動軌跡を構成する複数の動作点のうちロボット２が外部に作用する動作点である作用点を抽出し、抽出した作用点のうちロボット２が作業を開始する第１の作用点から当該作業が完了する第２の作用点までの移動軌跡を表す作業平面を設定し、第１の作用点から第２の作用点までのロボット２の移動軌跡をその向きとともに模式化して示す移動提示図形、および、第１の作用点と第２の作用点とにおけるロボット２の作業内容を模式化して示す作業提示図形を生成し、生成した移動提示図形および作業提示図形を作業平面上に位置させた画像を表示部１２で表示する。
【００７９】
これにより、ロボット２がどのように第１の作用点から第２の作用点まで移動しているのか、どの位置で作業をしているか、第１の作用点および第２の作用点におけるツールの駆動状態がどうなっているのかを、視覚的に容易に把握することができる。そして、ツールの駆動状態が分かれば、例えばツールを把持する作業なのか、ツールを載置する動作なのか等を把握することができる。すなわち、直接教示により記録された教示データの可読性を高めることができる。
【００８０】
したがって、教示データに記録されている作業内容を容易に把握することが可能となり、保守性を大きく向上させることができる。また、実際の現場では複数の教示データが記憶されていることがあり、ロボット２が設置されてからの期間が長いほど教示データも多く記憶されるようになると考えられることから、設置されてからの期間が長くなって保守の必要性が高まるほど、逆に保守性がさらに低下してしまうことになるものの、上記した構成により可読性が高まるため、教示データの数が多くなっても保守性が低下することを防止できる。
【００８１】
教示装置４は、ロボット２の移動軌跡に含まれる動作点のうち、作用点として抽出された動作点から所定の判定距離内に含まれていないこと、ロボット２に取り付けられるツールが動作すること、および、ロボット２の手先位置が一定時間以上停止することの条件のうちいずれか１つ以上の条件を満たす動作点を、作用点として抽出する。
【００８２】
ロボット２は微小距離での制御が可能であるため、ほぼ同じ位置において複数の動作点が作用点として抽出される可能性がある。その場合、抽出された全ての作用点を表示すると、表示が煩雑になって可読性が逆に低下するおそれがある。そこで、作用点として抽出された動作点から所定の判定距離内の動作点は作用点として抽出しないことにより、可読性が低下することを抑制できる。
【００８３】
また、ロボット２に取り付けられるツールが動作する動作点は、作業者が把握したいと動作点であると考えられることから、作用点として抽出することにより、作業内容を適切に表示つまりは作業者に提示することができる。また、ロボット２がワークを掴んだり目標位置の上方まで移動した後に下降したりするような動作を行う場合、ロボット２の手先位置が一定時間以上停止すると考えられる。そのため、一定時間以上停止した動作点を作用点として抽出することにより、ロボット２の移動軌跡や作業内容を適切に提示することができる。
【００８４】
教示装置４は、第１の作用点と第２の作用点との間に位置する動作点に対して主成分分析を実施し、動作点の分散が最大となる第１主成分軸と、動作点の分散が１番目に大きい第２主成分軸とを含む平面を作業平面として設定する。これにより、ロボット２の移動軌跡を最も良く表す平面、換言すると、ロボット２の移動軌跡を最も正確に再現した平面が作業平面として設定され、ロボット２の移動軌跡を正確に表示することができる。
【００８５】
教示装置４は、設定した作業平面がロボット２の設置面に垂直な垂直面に対して傾いている場合、作業平面を垂直面に投影した投影平面を求め、求めた投影平面を新たな作業平面として設定する。これにより、表示する画像の上下方向とロボット２の上下方向とが一致するようになり、作業者が把握しやすい態様で表示することができる。なお、主成分分析により設定した作業平面であってもロボット２の上下方向に対して傾いていない場合も勿論ある。
【００８６】
教示装置４は、第１の作用点と第２の作用点とを含み、ロボット２の設置面に垂直となる平面を作業平面として設定するとともに、第１の作用点と第２の作用点との間の動作点を作業平面に投影したものに対して移動提示図形を生成する。これにより、作業者が自身の目でロボット２を見た場合とほぼ同様の状態で表示することができ、ロボット２の動作を直感的に把握することができる。
【００８７】
教示装置４は、第１の作用点から第２の作用点までの実際の距離に関わらず、表示する作業提示図形の間隔を一定とする。これにより、作業提示図形の間隔が狭くなることがなく、作業提示図形を視認し易くなることから、作業内容を容易に把握することができる。
【００８８】
教示装置４は、第１の作用点から第２の作用点までの実際の距離に応じて、表示する作業提示図形の間隔を変更する。これにより、作業内容だけでなく、ロボットの移動距離も大まかに把握することが可能となり、作業内容を詳細に把握することができる。
【００８９】
教示装置４は、教示データに複数の作業工程が含まれている場合、それぞれの作業工程に対して作業平面を設定し、それぞれの作業平面に対して移動提示図形および作業提示図形を生成して表示する。これにより、教示データに複数の作業工程が記録されているばあいであっても表示が煩雑になって可読性が逆に低下することを防止でき、各作業工程での作業内容を容易に把握することができるとともに、作業工程数を把握することもできる。
【００９０】
教示装置４は、教示データに複数の作業工程が含まれている場合、それぞれの作業工程における第１の作用点から第２の作用点までロボット２が移動する際の実際の距離に応じて、それぞれの作業工程の表示領域において作業提示図形を表示する際の間隔を相対的に変更する。これにより、表示された画像を見るだけで各作業工程における移動態様の違いを容易に把握することができる。
【００９１】
また、ロボット２の移動軌跡を構成する複数の動作点のうち外部に作用する動作点である作用点を抽出し、ロボット２が作業を開始する第１の作用点から当該作業が完了する第２の作用点までの移動軌跡を表す作業平面を設定し、ロボット２の移動軌跡をその向きとともに模式化して示す移動提示図形、および、ロボット２の作業内容を模式化して示す作業提示図形を生成し、生成した移動提示図形および作業提示図形を作業平面上に位置させた画像を表示する教示データ表示方法によっても、直接教示により記録された教示データの可読性を高めることができ、教示データに記録されている作業内容を容易に把握することが可能となり、保守性を大きく向上させることができる等、上記した教示装置４と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
上記した教示装置４は、実施形態で示した構成に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で適宜構成を変更することができる。
【００９３】
実施形態では、ロボット２の移動軌跡に含まれる動作点のうち、作用点として抽出された動作点から所定の判定距離内に含まれていないこと、ロボット２に取り付けられるツールが動作すること、および、ロボット２の手先位置が一定時間以上停止することの条件を全て満たす動作点を作用点として抽出する例を示したが、いずれか１つ以上の条件を満たすものを作用点として抽出する構成とすることもできる。すなわち、作用点として抽出する際の条件は、作業内容に応じて適宜設定することができる。
【００９４】
例えば、実施形態のようにワークを把持して別の場所に載置するピックアンドプレース作業の場合には、全ての条件を満たした動作点と作用点として抽出することで、ロボット２の作業を効率的に提示できると考えられる。この場合、作用点として、例えば作業提示図形（Ｍ２）の表示範囲に入っている複数の動作点や作用点の集合をまとめて、第１の作用点あるいは第２の作用点として設定することもできる。すなわち、第１の作用点および第２の作用点は、作用点群として設定することもできる。
【００９５】
一方、例えば塗装ロボットのようにツールの駆動状態が変化せずにロボット２のアームが左右に往復移動するような塗装作業の場合には、アームが折り返される動作点、つまりは、ロボット２の手先位置が一定時間以上停止する動作点を作用点として抽出することで、作業内容を的確に提示できると考えられる。
【００９６】
また、狭い範囲で複数の工程を実行する場合には、ロボット２に取り付けられるツールが動作すること、および、ロボット２の手先位置が一定時間以上停止することの２つの条件を満たす動作点を作用点として抽出することで、作業内容を的確に提示できると考えられる。
【００９７】
実施形態で示した移動提示図形（Ｍ１）、作業提示図形（Ｍ２）、方向提示図形（Ｍ３）および距離提示図形（Ｍ４）は一例であり、他の図形を採用することができる。換言すると、各図形には、移動方向や作業内容、平面の向きや移動距離を視覚的に把握できるものであれば、文字や数字あるいは記号等も含まれている。また、表示色を異ならせることにより作業内容の違いや移動方向の違い、あるいは作業平面の向き等を提示する構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００９８】
図面中、２はロボット、４は教示装置（教示データ表示装置）、１０ａは抽出部、１０ｂは設定部、１０ｃは生成部、１１は記憶部、１２は表示部を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019098405.tif 000009
【図８】
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【図９】
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