教示装置
【課題】部品と治具間の取付け上の互いの寸法公差が厳密に規定されていても目視で教示作業を行うために生じる教示位置の公差外れや部品や治具の破損を防止すると共に、部品を所定の力で押し付けながら組立作業を行う場合の力パラメータを数値で手入力する必要がない教示装置を提供する。
【解決手段】回転体の回転量を被操作対象の移動量とする操作部と、回転体の回転量及び回転方向を検出するセンサ１２０と、センサの検出値に基づいた被操作対象の移動量を指示する操作量指示部１５１と、被操作対象の特定方向の移動を規定する移動軸を選択する操作軸選択スイッチ１４０と、当該被操作対象が移動した位置を保存することを指示する教示ボタン１３０と、被操作対象が受ける反力を操作者に力覚提示するためのアクチュエータ１１０とを備えた教示装置である。
【解決手段】回転体の回転量を被操作対象の移動量とする操作部と、回転体の回転量及び回転方向を検出するセンサ１２０と、センサの検出値に基づいた被操作対象の移動量を指示する操作量指示部１５１と、被操作対象の特定方向の移動を規定する移動軸を選択する操作軸選択スイッチ１４０と、当該被操作対象が移動した位置を保存することを指示する教示ボタン１３０と、被操作対象が受ける反力を操作者に力覚提示するためのアクチュエータ１１０とを備えた教示装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばロボット等の教示の際に好適に使用可能な教示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産現場において、溶接や塗装、組み立てなどの作業を行なうロボットは、一般に位置制御装置と教示装置を備え、この教示装置を用いて作業対象の位置や順番などを予め教示した後にこの教示内容に従って所望の作業を行なうようになっている。このような教示装置は、ロボットの動作機能が割り当てられた複数の押しボタンを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
係る特許文献１に開示されたようなロボットを教示する装置の場合、移動方向の動作を指示するボタン、指示した位置をメモリにストレージするボタン、その他、移動速度を変更するボタンや位置を直接数値入力できる数値ボタンなど様々なボタンを備えている。更に、位置の情報や複数の教示位置情報を表示させる機能を有している。
【特許文献１】特許第２５８４２４７号（２頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば作業対象となる部品をロボットハンドで把持しながら、又は部品吸着用のノズルで保持しながらその部品を治具に取付ける作業を行う場合、規定された部品と治具間の取付け上の寸法公差を満たす位置に教示する必要がある。
【０００５】
しかしながら、従来の教示装置を用いた場合、ハンドやノズルの部品と治具を単に目視しながら教示作業を行なうようになっているため、部品と治具との間の距離を正確に把握することができない。そのため、教示作業において部品と治具との間に規定された寸法公差を超える距離があるか、又は接触して部品と治具との間に過大な力が生じた状態で教示してしまうおそれがある。接触して過大な力が生じた場合、部品や治具を破損してしまうおそれがある。
【０００６】
従って、このような部品と治具の取付け上の互いの寸法公差が厳密に規定されているような場合、部品を治具上の正確な位置に取付ける作業を操作者が目で確認しながら教示することは困難である。
【０００７】
また、例えば、部品をロボットハンドによって所定の力で押し付けながら組立作業を行なう場合、従来は教示装置に力パラメータを数値で手入力していたが、教示後ロボットで実際に作業を行わせた時に力の過不足によって作業が失敗することがある。成功するまで数値入力と実作業を繰り返すことになるため、教示作業を厳密に行なうにはそれなりに余計な手間と時間を要する。
【０００８】
本発明は、部品と治具間の取付け上の互いの寸法公差が厳密に規定されていても目視で教示作業を行うために生じる教示位置の公差外れや部品や治具の破損を防止する教示装置を提供することにある。また、部品を所定の力で押し付けながら組立作業を行う場合の力パラメータを数値で手入力する必要がない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】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の教示装置は、
被操作対象を特定方向の操作量だけ操作し所望する位置に移動した後にその位置を被操作対象を制御する装置のメモリに記憶させる教示装置であって、
回転体からなり、当該回転体の回転量を被操作対象の移動量とする操作部と、
前記回転体の回転量及び回転方向を検出するセンサと、
前記被操作対象の特定方向の移動を規定する移動軸を選択する操作軸選択スイッチと、
前記回転体の操作量を前記センサで検出することで得られた前記被操作対象の移動量に基づき、前記操作軸選択スイッチによって選択された特定方向の移動を規定する移動軸に沿って移動した位置を、当該被操作対象を制御する装置のメモリに記憶することを指示する教示ボタンと、
前記操作量の指示に基づいて前記被操作対象が特定方向の移動軸に沿って所定の移動量だけ操作された際に当該被操作対象が受ける反力を前記操作者に力覚提示するために前記回転体に能動的に又は受動的にトルクとして伝達するアクチュエータと、
前記センサの検出値に基づいた前記被操作対象の移動量を指示する操作量指示部と前記被操作対象が受ける反力を指示されてそれをアクチュエータに発生させる駆動回路を有する制御回路と、
を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の教示装置がこのような構成を有することで、教示中に被操作対象の反力を操作者が触覚的に認識することができるため、ハンドやノズルの部品と治具間に生じる接触力を確認しながら被操作対象の移動量の指示を行なうことが可能となる。その結果、部品と治具が接触する位置を操作者が知ることでその位置を教示させることができるため、規定された部品と治具間の取付け上の互いの寸法公差範囲内で教示することができる。また、接触力の大きさを知ることができて部品と治具との間に過大な力が生じないように被操作対象を操作することができるため、部品や治具の破損等を防ぐことが可能となる。また、部品に生じる力を操作者が知ることができるため力を数値で手入力することなく押し付けながら組立作業を行う位置を教示することができる。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載の教示装置は、請求項１に記載の教示装置において、
教示に際して被操作対象が受ける反力、被操作対象の位置情報、複数の教示位置を表示する表示部と、
前記被操作対象の移動を操作者が強制的に停止する移動停止手段と、
前記回転体の操作以外で移動量指示を行なう移動指示設定手段と、を更に備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の教示装置がこのような構成を有することで、教示時における反力、被操作対象の位置、複数の教示位置を操作者が知ることが可能となる。
【００１３】
また、回転体の操作以外で移動量指示を行う移動指示設定手段を備えることで、被操作対象の移動量を数値で指示することが可能となる。
【００１４】
また、移動停止手段を備えることで、操作者の意思で被操作対象の移動を停止することができるため、例えばハンドやノズルの部品が他の物体に接触しそうになった時に移動停止手段を作動させると、被操作対象やこれがハンドリングする部品を保護することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る教示装置によれば、部品と治具間の取付け上の互いの寸法公差が厳密に規定されていても目視で教示作業を行うために生じる教示位置の公差外れや部品や治具の破損を防止する教示装置を提供できる。また、部品を所定の力で押し付けながら組立作業を行う場合の力パラメータを数値で手入力する必要がない教示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る教示装置を図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る教示装置１００のブロック構成図をこの教示装置１００を備えるロボット２００のブロック構成図と共に示す図である。
【００１７】
図１から明らかなように、教示装置１００には、内部に教示用モータ１１０と、教示用回転位置センサ１２０と、教示ボタン１３０と、操作軸選択スイッチ１４０が備わると共に、これらを制御する制御回路１５０が備わっている。制御回路１５０には、位置ボタン／スイッチ／送信部（操作量指示部）１５１と、これに電気的に並列的に接続された位置変換部１５２及び入力部１５３が備わると共に、ロボット側からの信号を受信する受信部１５４と、力−トルク変換部１５５と、トルク−電流変換部１５６と、モータドライブ回路１５７が電気的に直列に配置されている。
【００１８】
一方、ロボット２００には、駆動用モータ２１０と、駆動用回転位置センサ２２０が備わると共に、駆動用回転位置センサ２２０をフィードバックして駆動用モータ２１０を位置制御する位置制御部２４０が備わっている。そして、駆動用回転位置センサ２２０にはその出力値を記憶するメモリとしての位置記憶部２５０がつながっている。また、位置制御部２４０には教示装置側からの信号を受信する受信部２６０が接続されると共に、駆動用モータ２１０の電流を検出して力の値へ変換する電流−力変換部２７０を介して教示装置側にデータを送信する力送信部２８０が備わっている。この力送信部２８０は力センサ２３０を並列に接続することができ、力センサ２３０が備わっている時は力センサ２３０の出力値が力送信部２８０から送信され、備わっていない時は電流−力変換部２７０の出力値が力送信部２８０から送信される。なお、この切り替えは後述する切替部２８１によって行なうようになっている。そして、教示装置１００とロボット２００とはケーブル１９０によって例えばＲＳ−２３２Ｃ等の通信規格を介して接続されている。
【００１９】
図２は、図１に示した教示装置１００の斜視図であり、図３は、図２に示した教示装置１００の筐体１０１を部分的に除いて教示装置内部を示した斜視図である。
【００２０】
本実施形態に係る教示装置１００は、図２に示すように操作者が片手で持つことができる程度のハンディタイプの教示装置であり、その外側の筐体１０１は、例えば軽量且つ強度上優れた樹脂材でできている。筐体１０１の上側の一部には、凹み部１０２が形成され、その凹み部内に筐体１０１の長手方向を軸線として時計回り又は反時計回りに回転自在な操作部１０３が備わっている。操作部１０３には、操作者が操作し易いようにその周囲に亘ってすべり止め用の僅かな深さのスリット１０３ａが所定間隔隔てて形成されている。
【００２１】
操作部１０３には図３に示すようにその下方に教示用モータ１１０が直結されている。また、操作部１０３又は教示用モータ１１０の適所には、ここでは図示しない回転位置センサ１２０（図１参照）が備わっている。
【００２２】
そして、教示装置１００は、教示時に操作部１０３を操作して操作部１０３の回転量及び回転方向を回転位置センサ１２０で検出すると共に、ロボット２００のハンドやノズル（図示せず）がハンドリングする部品や装置（図示せず）から反力を受けた時にその反力を教示用モータ１１０のトルクに換算して操作者に力覚提示するようになっている。即ち、反力の大きさを教示用モータ１１０のトルクの大小に換算させて操作者が反力の大小を指から受ける抵抗力として直接感じることができるようになっている。
【００２３】
また、操作部１０３の近傍には、教示ボタン１３０が備わり、例えば操作者が親指と人指し指で操作部１０３を適当な回転量だけ回転した直後に、教示ボタン１３０をその指で瞬時に押せるようになっている。
【００２４】
また、ケース上面であって、操作部１０３の上側近傍には、押しボタンスイッチからなる操作軸選択スイッチ１４０が備わっている。この操作軸選択スイッチ１４０は、操作部１０３を回転させる際にロボット１００の移動方向中、どの移動方向を選択指示するかのスイッチである。
【００２５】
操作軸選択スイッチ１４０が押しボタンスイッチからなることで、例えばＸ，Ｙ，Ｚ，Ｕ軸からなる操作軸を選択する操作軸選択スイッチ自体の大きさを小さくでき、ひいては教示装置自体の小型化を図るようになっている。また、操作軸選択スイッチが押しボタンスイッチからなることで、操作軸選択スイッチを指で操作しながら瞬時に回転体の操作も行なうことができるので、操作性に優れた教示装置とするようになっている。
【００２６】
なお、操作軸選択スイッチ１４０はロータリ式のスイッチ又はクリック付きロータリエンコーダを使用してもよい。決められた位置へ操作軸選択スイッチ１４０を回転することで、例えばロボット１００のハンドやノズルをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向又はハンドやノズルの回転軸線回りのＵ軸方向の何れかの移動方向を選択して特定する。
【００２７】
また、図３の筐体内部には制御回路１５０（図３では制御回路自体を詳細には図示せず）を実装したプリント基板が収容されている。制御回路１５０は、操作時に教示用回転位置センサ１２０操作量と操作軸選択スイッチ１４０の位置からロボット１００の特定方向の移動量として位置変換部１５２及び位置ボタン／スイッチ／送信部１５１を介してロボット２００の受信部２６０に送るようになっている。また、教示時にロボット２００の力センサ２３０が検出した反力又は電流−力変換部２７０で駆動用モータ２１０の電流から変換された力に応じて送られるロボット２００の力送信部２８０からの信号を教示装置１００の受信部１５４で受け取るようになっている。受信部１５４で受信した力は、力−トルク変換部１５５やトルク−電流変換部１５６を介してモータドライブ回路１５７へ電流指令として送られる。モータドライブ回路１５７は、教示用モータ１１０へ指令された電流になる用駆動することで教示用モータ１１０にトルクを発生させる。
【００２８】
また、教示装置１００の下端からはロボット２００に接続されるケーブル１９０が導出している。
【００２９】
続いて、ここでは図１のブロック図においてのみ図示するロボット側の構成について説明する。
【００３０】
ロボット２００の駆動用モータ２１０は、教示内容に従ってその後の実際の作業においてハンドやノズルの備わったアームを適所に移動させるようになっている。
【００３１】
また、駆動用回転位置センサ２２０は、教示時におけるロボットのハンドやノズルの実際の位置を検出し、位置制御部２４０を介して駆動用モータ２１０を駆動すると共に、位置記憶部２５０にこの位置情報を入力するようになっている。
【００３２】
力センサ２３０は、教示時にロボットアーム先端に備わったハンドやノズルの部品から受ける反力を測定して力送信部２８０を介して教示装置側にフィードバックするようになっている。なお、力センサ２３０が備わっていない場合は、駆動用モータ２１０の電流を力へ変換する電流−力変換部２７０によって力を力送信部２８０を介して教示装置側にフィードバックするようになっている。この際、切替部２８１をロボット側に予め備えておくことで、このような場合に対応できる。即ち、力センサ２３０が備わっている場合は、切替部２８１を介して力センサ２３０からの出力を力送信部２８０に伝達するようにし、力センサ２３０が備わっていない場合は、反力に応じた駆動用モータ２１０の電流の変化量を力へ変換する電流−力変換部２７０によって力に変換し、切替部２８１を介して力送信部２８０に伝達するようになっている。
【００３３】
位置記憶部２５０は、教示ボタン１３０を押したことを示す情報を入力部１５３及び位置ボタン／スイッチ／送信部１５１を介してロボット２００の受信部２６０に送りロボット２００の駆動用回転位置センサ２２０で測定された位置を位置記憶部２５０に記憶するようになっている。
【００３４】
続いて、上述した教示装置１００を用いた実際の教示方法の一例について説明する。この教示方法を説明するにあたって、前提条件として以下の点を説明する。
【００３５】
動作位置を教示するための教示装置を用いてロボットを目標位置に決める教示作業を行うと、ロボット動作プログラムのパラメータとして位置データが制御装置に記憶される。教示は実際にロボットを動かしながら行うオンライン教示と設計データを基にした数値を使用するオフライン教示がある。そして、実際には設計上のロボットの位置データと実際のロボットの動作位置は誤差があるためオフライン教示の後にオンライン教示を行う必要がある。本実施形態に係る教示装置１００はオンライン教示に用いる教示装置である。
【００３６】
本実施形態に係る教示装置１００を用いた教示を行うに先立って、上述したように設計図面を利用したオフライン教示によりロボット２００の設計上の動作位置をそれぞれ座標データとして規定し、これをロボット内の位置記憶部２５０に入力しておく。そして、教示装置１００を作業現場に設置されたロボット２００の近くに持って行き実際の教示作業を行う。この教示作業を説明するにあたって、例えばトレーに載置したＩＣチップを力センサ２３０が備わったロボット２００のハンドの先端についた部品吸着用のノズルでピッキングしてこれを別の場所に配置された回路基板の所定の位置に位置決めする作業を教示する場合について説明する。
【００３７】
この教示に当たって、オフラインによって予め概略的に決められた位置までロボット２００のノズルを動かし、ＩＣチップの吸着に適した上面中央部近傍にノズルを位置させる。そして、教示装置１００の操作軸選択スイッチ１４０で軸選択してＩＣチップ上面の中央位置をノズルで吸着できるようにＸ，Ｙ軸方向のノズル位置を微調整する。次いで、操作軸選択スイッチ１４０で軸選択によりＺ軸を選び、操作部１０３を回転させることで、この回転量に応じてノズルをＺ軸方向に下降させていく。
【００３８】
そして、ノズルがＩＣチップ上面に押し当てられることで力センサ２３０が受ける反力に対応した駆動力を教示装置１００の教示用モータ１１０に生じさせて操作者にこの反力を力覚提示する。
【００３９】
即ち、この反力をその大きさも含めて教示用モータ１１０が生じるトルクを介して操作者が操作部１０３から指から受ける抵抗力として感じながら、適当な反力を受けるようになった時に、これが最適なＺ軸方向のノズルの下降位置であると判断して、教示ボタン１３０を押す。
【００４０】
これによって、オフライン教示で位置記憶部２５０に仮入力されていたノズルの下降位置をＺ軸方向の最適な下降位置に書き換える。このような教示作業によって、教示後の教示内容に沿ったロボット２００の実際の作業中に、ノズルがＩＣチップの上面に最適な位置に密着してＩＣチップをトレーから確実に取り出すことができる。
【００４１】
即ち、従来のように目視によるノズルのＩＣチップへのピッキング作業を教示する場合に比べて、教示後のこの教示内容に従ったロボットの実際の作業中、トレーに載ったＩＣチップをノズルがピッキングする際に、ノズルがＩＣチップを押し付け過ぎてＩＣチップを破損したり、ノズルのＩＣチップへの密着具合が不十分でＩＣチップを吸着し損ねたりするような不具合を防止できる。
【００４２】
続いて、ＩＣチップをノズルで吸引した状態でオフライン教示で設定した動作に従ってロボット２００のノズルを回路基板のＩＣチップが実装される付近まで搬送する。
【００４３】
そして、教示装置１００の操作軸選択スイッチ１４０で軸選択してＩＣチップのＸＹ軸方向の位置がこれに実装されるプリント基板の所望位置に一致するように微調整する。次いで、操作軸選択スイッチ１４０で軸選択によりＺ軸を選び、操作部１０３を回転させながらＺ軸方向にノズルを下降させていく。そして、ＩＣチップがプリント基板の上面に最適な当たり具合で当接することにより力センサ２３０が受ける反力に対応した駆動力を教示装置１００の教示用モータ１１０に生じさせて、操作者にこの反力を力覚提示する。
【００４４】
即ち、この反力をその大きさも含めて教示用モータ１１０が生じるトルクを介して操作者が操作部１０３から指が受ける抵抗力として感じながら、適当な反力を受けるようになった時に、これが最適なＺ軸方向のノズルの下降位置であると判断して、この時点でのノズルの吸着解除を教示すると共に、教示ボタン１３０を押すことで、Ｚ軸方向の下降量を教示する。
【００４５】
これによって、オフライン教示で位置記憶部２５０に仮入力されていたノズルの下降位置をＺ軸方向の最適な下降位置として書き換える。このような教示作業によって、教示後の教示内容に沿ったロボット２００の実際の作業中に、ＩＣチップを回路基板上の最適な位置に配置することができる。
【００４６】
即ち、従来のように目視によるノズルの吸着を利用したＩＣチップの回路基板への配置作業を教示する場合に比べて、教示後のこの教示内容に従ったロボットの実際の作業においてＩＣチップを回路基板に配置する際に、ＩＣチップを回路基板に押し付け過ぎてＩＣチップや回路基板を破損したり、ＩＣチップと回路基板との間に隙間がある状態でノズルの吸着を解除してしまいＩＣチップが回路基板にその隙間分だけ落下して回路基板上の正確な位置にＩＣチップが配置されないというような不具合を防止できる。
【００４７】
続いて、上述した実施形態の変形例について説明する。図４は、図２に示した教示装置１００の変形例を示す斜視図であり、図５は、図４に示した教示装置３００をその筐体の一部を除いて内部構成と共に示す斜視図である。
【００４８】
本変形例に係る教示装置は、上述の実施形態にかかる教示装置２００に、表示部３１１、設定ボタン３１２、非常停止ボタン３１３を追加したものである。なお、本変形例に係る構成に関して、上述した実施形態と同等の構成については対応する符号を付して詳細な説明を省略する。また、本変形例の基本的な機能については、上述した実施形態に係る教示装置１００と同等であるので、その説明を省略する。
【００４９】
本実施形態に係る教示装置３００の表示部３１１は、力／位置／複数の教示位置などの教示に必要な情報を表示し、操作部３０３をどの程度操作すれば良いか等のガイダンスを行なうようになっている。また、非常停止ボタン３１３は、何らかの誤動作などが発生した場合に即座に操作を停止させるためのボタンであり、この非常停止ボタン３１３を押すと教示中に操作部３０３からの操作量に関する位置送信を停止し、かつ非常停止ボタンが押されたことを送信しロボットを緊急停止するようになっている。
【００５０】
また、設定ボタン３１２は、上述の教示装置１００のように教示中に操作部１０３を回転させてロボットを移動させるだけでなく、数値入力等によっても教示中にロボット２００を操作可能とするためのボタンであり、この設定ボタン３１２を備えることで、きめ細かい教示を行なうことが可能となる。
【００５１】
なお、上述した実施形態及びその変形例に係る教示装置は、モータを備えてこのモータのトルクを教示中にロボットのハンドやノズルが受ける反力の大小に対応させていたが、このようなモータを利用する代わりにブレーキやクラッチを教示装置に備えて、教示時にハンドやノズルが反力を受けない状態では操作部が無抵抗で自在に回転するようにし、ハンドやノズルが反力を受けた時にこの反力の大きさに応じた制動力をブレーキやクラッチで生じさせても良い。
【００５２】
また、上述した変形例において反力に対応して発生するモータのトルクの大きさは％や記号、アイコンなどを利用して拡大や縮小ができるようパラメータで設定するようにしても良い。これにより、例えば微小な反力が発生した場合でも操作者はその力を容易に認識することが可能となり、教示時のロボットの動作の微調整が可能となる。
【００５３】
以上説明したように、本発明に係る教示装置が上述した構成を有することで、教示中に被操作対象の反力がその大きさを含めて操作者にフィードバックされるため、ハンドやノズルの部品に対する接触力を確認しながら移動量の指示を行なうことが可能となる。その結果、教示後のロボットの教示内容に沿った実際の作業を行う際に部品と治具間に隙間があることで取付け位置が規定された寸法公差範囲を超えたり、無理な力がハンドやノズルから部品や装置にかかることがなくなり、部品や装置の破損等を防ぐことができるようになる。
【００５４】
また、本発明に係る教示装置が教示に際して被操作対象が受ける反力や位置、複数の教示位置を表示する表示部を更に備えることで、教示時における部品への接触力や被操作対象の位置、教示した位置を知ることができる。
【００５５】
また、本発明に係る教示装置が回転以外の移動量指示を行う移動指示設定手段を更に備えることで、被操作対象の移動量を数値で教示することが可能となる。
【００５６】
また、本発明に係る教示装置が移動指示停止手段を更に備えることで、所定の範囲を超えた移動量が指示されても被操作対象やこれがハンドリングする部品を保護できるようになる。
【００５７】
なお、上述した実施形態及びその変形例においては、ハンドリング対象となる部品をＩＣチップとして紹介したが、必ずしもこれに限定されず、シリコンを素材としたＭＥＭＳ部品のような脆性材料を含む部品をハンドリングする際にも本発明は適している。
【００５８】
具体的には、上述したＩＣチップ等の部品をピッキングする場合と同様で教示作業において数百ｍＮ以下といった微小な接触力が許容範囲とするが、本発明を適用することでこのような脆性部品に破損が生じるような力を加えることなく教示作業を行うことができる。
【００５９】
なお、上述の実施形態において、教示装置の回転体の形状は円柱状としたが、この代わりに球状であっても良い。
【００６０】
また、教示装置の回転体の素材は樹脂であっても金属であっても良く、その他の材質であっても良い。
【００６１】
また、教示装置の回転体の回転量及び回転方向を検出するセンサには、光学式／磁気式ロータリエンコーダ、磁気式ロータリエンコーダ、レゾルバ等様々なセンサが適用可能である。
【００６２】
また、教示装置の操作軸選択スイッチには押しボタンスイッチを用いたが、この代わりに上述したロータリスイッチや、光学式／磁気式／摺動式ロータリエンコーダを用いても良い。
【００６３】
また、教示装置のアクチュエータとしてのモータには、ＤＣモータ、ＤＣブラシレスモータ、ＡＣサーボモータ等様々なモータが使用可能である。また、このアクチュエータとしてモータの代わりに上述したように励磁コイルへの通電有無で作動する電磁ブレーキ、電磁クラッチを使用することもできる。
【００６４】
また、教示装置の変形例に係る表示部は液晶ディスプレイとすることが視認し易く好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００６５】
また、教示装置の変形例に係る移動停止手段は、入力部が押しボタンでその状態を被操作対象を制御する装置へ送信するようになっているのが操作上好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００６６】
同様に、教示装置の変形例に係る移動量指示を行う移動指示設定手段は入力部が複数の押しボタンで構成されているのが操作上好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態に係る教示装置のブロック構成図をロボットのブロック構成図と共に示す図である。
【図２】図１に示した教示装置の斜視図である。
【図３】図２に示した教示装置の筐体の一部を除いて内部構成と共に示す斜視図である。
【図４】図２に示した教示装置の変形例を示す斜視図である。
【図５】図４に示した教示装置をその筐体の一部を除いて内部構成と共に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００ 教示装置
１０１ 筐体
１０２ 凹み部
１０３ 操作部
１０３ａ スリット
１１０ 教示用モータ
１２０ 教示用回転位置センサ
１３０ 教示ボタン
１４０ 操作軸選択スイッチ
１５０ 制御回路
１５１ 位置ボタン／スイッチ／送信部
１５２ 位置変換部
１５３ 入力部
１５４ 受信部
１５５ 力−トルク変換部
１５６ トルク−電流変換部
１５７ モータドライブ回路
１９０ ケーブル
２００ ロボット
２１０ 駆動用モータ
２２０ 駆動用回転位置センサ
２３０ 力センサ
２４０ 位置制御部
２５０ 位置記憶部
２６０ 受信部
２７０ 電流−力変換部
２８０ 力送信部
２８１ 切替部
３００ 教示装置
３１１ 表示部
３１２ 設定ボタン
３１３ 非常停止ボタン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばロボット等の教示の際に好適に使用可能な教示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産現場において、溶接や塗装、組み立てなどの作業を行なうロボットは、一般に位置制御装置と教示装置を備え、この教示装置を用いて作業対象の位置や順番などを予め教示した後にこの教示内容に従って所望の作業を行なうようになっている。このような教示装置は、ロボットの動作機能が割り当てられた複数の押しボタンを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
係る特許文献１に開示されたようなロボットを教示する装置の場合、移動方向の動作を指示するボタン、指示した位置をメモリにストレージするボタン、その他、移動速度を変更するボタンや位置を直接数値入力できる数値ボタンなど様々なボタンを備えている。更に、位置の情報や複数の教示位置情報を表示させる機能を有している。
【特許文献１】特許第２５８４２４７号（２頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば作業対象となる部品をロボットハンドで把持しながら、又は部品吸着用のノズルで保持しながらその部品を治具に取付ける作業を行う場合、規定された部品と治具間の取付け上の寸法公差を満たす位置に教示する必要がある。
【０００５】
しかしながら、従来の教示装置を用いた場合、ハンドやノズルの部品と治具を単に目視しながら教示作業を行なうようになっているため、部品と治具との間の距離を正確に把握することができない。そのため、教示作業において部品と治具との間に規定された寸法公差を超える距離があるか、又は接触して部品と治具との間に過大な力が生じた状態で教示してしまうおそれがある。接触して過大な力が生じた場合、部品や治具を破損してしまうおそれがある。
【０００６】
従って、このような部品と治具の取付け上の互いの寸法公差が厳密に規定されているような場合、部品を治具上の正確な位置に取付ける作業を操作者が目で確認しながら教示することは困難である。
【０００７】
また、例えば、部品をロボットハンドによって所定の力で押し付けながら組立作業を行なう場合、従来は教示装置に力パラメータを数値で手入力していたが、教示後ロボットで実際に作業を行わせた時に力の過不足によって作業が失敗することがある。成功するまで数値入力と実作業を繰り返すことになるため、教示作業を厳密に行なうにはそれなりに余計な手間と時間を要する。
【０００８】
本発明は、部品と治具間の取付け上の互いの寸法公差が厳密に規定されていても目視で教示作業を行うために生じる教示位置の公差外れや部品や治具の破損を防止する教示装置を提供することにある。また、部品を所定の力で押し付けながら組立作業を行う場合の力パラメータを数値で手入力する必要がない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】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の教示装置は、
被操作対象を特定方向の操作量だけ操作し所望する位置に移動した後にその位置を被操作対象を制御する装置のメモリに記憶させる教示装置であって、
回転体からなり、当該回転体の回転量を被操作対象の移動量とする操作部と、
前記回転体の回転量及び回転方向を検出するセンサと、
前記被操作対象の特定方向の移動を規定する移動軸を選択する操作軸選択スイッチと、
前記回転体の操作量を前記センサで検出することで得られた前記被操作対象の移動量に基づき、前記操作軸選択スイッチによって選択された特定方向の移動を規定する移動軸に沿って移動した位置を、当該被操作対象を制御する装置のメモリに記憶することを指示する教示ボタンと、
前記操作量の指示に基づいて前記被操作対象が特定方向の移動軸に沿って所定の移動量だけ操作された際に当該被操作対象が受ける反力を前記操作者に力覚提示するために前記回転体に能動的に又は受動的にトルクとして伝達するアクチュエータと、
前記センサの検出値に基づいた前記被操作対象の移動量を指示する操作量指示部と前記被操作対象が受ける反力を指示されてそれをアクチュエータに発生させる駆動回路を有する制御回路と、
を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の教示装置がこのような構成を有することで、教示中に被操作対象の反力を操作者が触覚的に認識することができるため、ハンドやノズルの部品と治具間に生じる接触力を確認しながら被操作対象の移動量の指示を行なうことが可能となる。その結果、部品と治具が接触する位置を操作者が知ることでその位置を教示させることができるため、規定された部品と治具間の取付け上の互いの寸法公差範囲内で教示することができる。また、接触力の大きさを知ることができて部品と治具との間に過大な力が生じないように被操作対象を操作することができるため、部品や治具の破損等を防ぐことが可能となる。また、部品に生じる力を操作者が知ることができるため力を数値で手入力することなく押し付けながら組立作業を行う位置を教示することができる。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載の教示装置は、請求項１に記載の教示装置において、
教示に際して被操作対象が受ける反力、被操作対象の位置情報、複数の教示位置を表示する表示部と、
前記被操作対象の移動を操作者が強制的に停止する移動停止手段と、
前記回転体の操作以外で移動量指示を行なう移動指示設定手段と、を更に備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の教示装置がこのような構成を有することで、教示時における反力、被操作対象の位置、複数の教示位置を操作者が知ることが可能となる。
【００１３】
また、回転体の操作以外で移動量指示を行う移動指示設定手段を備えることで、被操作対象の移動量を数値で指示することが可能となる。
【００１４】
また、移動停止手段を備えることで、操作者の意思で被操作対象の移動を停止することができるため、例えばハンドやノズルの部品が他の物体に接触しそうになった時に移動停止手段を作動させると、被操作対象やこれがハンドリングする部品を保護することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る教示装置によれば、部品と治具間の取付け上の互いの寸法公差が厳密に規定されていても目視で教示作業を行うために生じる教示位置の公差外れや部品や治具の破損を防止する教示装置を提供できる。また、部品を所定の力で押し付けながら組立作業を行う場合の力パラメータを数値で手入力する必要がない教示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る教示装置を図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る教示装置１００のブロック構成図をこの教示装置１００を備えるロボット２００のブロック構成図と共に示す図である。
【００１７】
図１から明らかなように、教示装置１００には、内部に教示用モータ１１０と、教示用回転位置センサ１２０と、教示ボタン１３０と、操作軸選択スイッチ１４０が備わると共に、これらを制御する制御回路１５０が備わっている。制御回路１５０には、位置ボタン／スイッチ／送信部（操作量指示部）１５１と、これに電気的に並列的に接続された位置変換部１５２及び入力部１５３が備わると共に、ロボット側からの信号を受信する受信部１５４と、力−トルク変換部１５５と、トルク−電流変換部１５６と、モータドライブ回路１５７が電気的に直列に配置されている。
【００１８】
一方、ロボット２００には、駆動用モータ２１０と、駆動用回転位置センサ２２０が備わると共に、駆動用回転位置センサ２２０をフィードバックして駆動用モータ２１０を位置制御する位置制御部２４０が備わっている。そして、駆動用回転位置センサ２２０にはその出力値を記憶するメモリとしての位置記憶部２５０がつながっている。また、位置制御部２４０には教示装置側からの信号を受信する受信部２６０が接続されると共に、駆動用モータ２１０の電流を検出して力の値へ変換する電流−力変換部２７０を介して教示装置側にデータを送信する力送信部２８０が備わっている。この力送信部２８０は力センサ２３０を並列に接続することができ、力センサ２３０が備わっている時は力センサ２３０の出力値が力送信部２８０から送信され、備わっていない時は電流−力変換部２７０の出力値が力送信部２８０から送信される。なお、この切り替えは後述する切替部２８１によって行なうようになっている。そして、教示装置１００とロボット２００とはケーブル１９０によって例えばＲＳ−２３２Ｃ等の通信規格を介して接続されている。
【００１９】
図２は、図１に示した教示装置１００の斜視図であり、図３は、図２に示した教示装置１００の筐体１０１を部分的に除いて教示装置内部を示した斜視図である。
【００２０】
本実施形態に係る教示装置１００は、図２に示すように操作者が片手で持つことができる程度のハンディタイプの教示装置であり、その外側の筐体１０１は、例えば軽量且つ強度上優れた樹脂材でできている。筐体１０１の上側の一部には、凹み部１０２が形成され、その凹み部内に筐体１０１の長手方向を軸線として時計回り又は反時計回りに回転自在な操作部１０３が備わっている。操作部１０３には、操作者が操作し易いようにその周囲に亘ってすべり止め用の僅かな深さのスリット１０３ａが所定間隔隔てて形成されている。
【００２１】
操作部１０３には図３に示すようにその下方に教示用モータ１１０が直結されている。また、操作部１０３又は教示用モータ１１０の適所には、ここでは図示しない回転位置センサ１２０（図１参照）が備わっている。
【００２２】
そして、教示装置１００は、教示時に操作部１０３を操作して操作部１０３の回転量及び回転方向を回転位置センサ１２０で検出すると共に、ロボット２００のハンドやノズル（図示せず）がハンドリングする部品や装置（図示せず）から反力を受けた時にその反力を教示用モータ１１０のトルクに換算して操作者に力覚提示するようになっている。即ち、反力の大きさを教示用モータ１１０のトルクの大小に換算させて操作者が反力の大小を指から受ける抵抗力として直接感じることができるようになっている。
【００２３】
また、操作部１０３の近傍には、教示ボタン１３０が備わり、例えば操作者が親指と人指し指で操作部１０３を適当な回転量だけ回転した直後に、教示ボタン１３０をその指で瞬時に押せるようになっている。
【００２４】
また、ケース上面であって、操作部１０３の上側近傍には、押しボタンスイッチからなる操作軸選択スイッチ１４０が備わっている。この操作軸選択スイッチ１４０は、操作部１０３を回転させる際にロボット１００の移動方向中、どの移動方向を選択指示するかのスイッチである。
【００２５】
操作軸選択スイッチ１４０が押しボタンスイッチからなることで、例えばＸ，Ｙ，Ｚ，Ｕ軸からなる操作軸を選択する操作軸選択スイッチ自体の大きさを小さくでき、ひいては教示装置自体の小型化を図るようになっている。また、操作軸選択スイッチが押しボタンスイッチからなることで、操作軸選択スイッチを指で操作しながら瞬時に回転体の操作も行なうことができるので、操作性に優れた教示装置とするようになっている。
【００２６】
なお、操作軸選択スイッチ１４０はロータリ式のスイッチ又はクリック付きロータリエンコーダを使用してもよい。決められた位置へ操作軸選択スイッチ１４０を回転することで、例えばロボット１００のハンドやノズルをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向又はハンドやノズルの回転軸線回りのＵ軸方向の何れかの移動方向を選択して特定する。
【００２７】
また、図３の筐体内部には制御回路１５０（図３では制御回路自体を詳細には図示せず）を実装したプリント基板が収容されている。制御回路１５０は、操作時に教示用回転位置センサ１２０操作量と操作軸選択スイッチ１４０の位置からロボット１００の特定方向の移動量として位置変換部１５２及び位置ボタン／スイッチ／送信部１５１を介してロボット２００の受信部２６０に送るようになっている。また、教示時にロボット２００の力センサ２３０が検出した反力又は電流−力変換部２７０で駆動用モータ２１０の電流から変換された力に応じて送られるロボット２００の力送信部２８０からの信号を教示装置１００の受信部１５４で受け取るようになっている。受信部１５４で受信した力は、力−トルク変換部１５５やトルク−電流変換部１５６を介してモータドライブ回路１５７へ電流指令として送られる。モータドライブ回路１５７は、教示用モータ１１０へ指令された電流になる用駆動することで教示用モータ１１０にトルクを発生させる。
【００２８】
また、教示装置１００の下端からはロボット２００に接続されるケーブル１９０が導出している。
【００２９】
続いて、ここでは図１のブロック図においてのみ図示するロボット側の構成について説明する。
【００３０】
ロボット２００の駆動用モータ２１０は、教示内容に従ってその後の実際の作業においてハンドやノズルの備わったアームを適所に移動させるようになっている。
【００３１】
また、駆動用回転位置センサ２２０は、教示時におけるロボットのハンドやノズルの実際の位置を検出し、位置制御部２４０を介して駆動用モータ２１０を駆動すると共に、位置記憶部２５０にこの位置情報を入力するようになっている。
【００３２】
力センサ２３０は、教示時にロボットアーム先端に備わったハンドやノズルの部品から受ける反力を測定して力送信部２８０を介して教示装置側にフィードバックするようになっている。なお、力センサ２３０が備わっていない場合は、駆動用モータ２１０の電流を力へ変換する電流−力変換部２７０によって力を力送信部２８０を介して教示装置側にフィードバックするようになっている。この際、切替部２８１をロボット側に予め備えておくことで、このような場合に対応できる。即ち、力センサ２３０が備わっている場合は、切替部２８１を介して力センサ２３０からの出力を力送信部２８０に伝達するようにし、力センサ２３０が備わっていない場合は、反力に応じた駆動用モータ２１０の電流の変化量を力へ変換する電流−力変換部２７０によって力に変換し、切替部２８１を介して力送信部２８０に伝達するようになっている。
【００３３】
位置記憶部２５０は、教示ボタン１３０を押したことを示す情報を入力部１５３及び位置ボタン／スイッチ／送信部１５１を介してロボット２００の受信部２６０に送りロボット２００の駆動用回転位置センサ２２０で測定された位置を位置記憶部２５０に記憶するようになっている。
【００３４】
続いて、上述した教示装置１００を用いた実際の教示方法の一例について説明する。この教示方法を説明するにあたって、前提条件として以下の点を説明する。
【００３５】
動作位置を教示するための教示装置を用いてロボットを目標位置に決める教示作業を行うと、ロボット動作プログラムのパラメータとして位置データが制御装置に記憶される。教示は実際にロボットを動かしながら行うオンライン教示と設計データを基にした数値を使用するオフライン教示がある。そして、実際には設計上のロボットの位置データと実際のロボットの動作位置は誤差があるためオフライン教示の後にオンライン教示を行う必要がある。本実施形態に係る教示装置１００はオンライン教示に用いる教示装置である。
【００３６】
本実施形態に係る教示装置１００を用いた教示を行うに先立って、上述したように設計図面を利用したオフライン教示によりロボット２００の設計上の動作位置をそれぞれ座標データとして規定し、これをロボット内の位置記憶部２５０に入力しておく。そして、教示装置１００を作業現場に設置されたロボット２００の近くに持って行き実際の教示作業を行う。この教示作業を説明するにあたって、例えばトレーに載置したＩＣチップを力センサ２３０が備わったロボット２００のハンドの先端についた部品吸着用のノズルでピッキングしてこれを別の場所に配置された回路基板の所定の位置に位置決めする作業を教示する場合について説明する。
【００３７】
この教示に当たって、オフラインによって予め概略的に決められた位置までロボット２００のノズルを動かし、ＩＣチップの吸着に適した上面中央部近傍にノズルを位置させる。そして、教示装置１００の操作軸選択スイッチ１４０で軸選択してＩＣチップ上面の中央位置をノズルで吸着できるようにＸ，Ｙ軸方向のノズル位置を微調整する。次いで、操作軸選択スイッチ１４０で軸選択によりＺ軸を選び、操作部１０３を回転させることで、この回転量に応じてノズルをＺ軸方向に下降させていく。
【００３８】
そして、ノズルがＩＣチップ上面に押し当てられることで力センサ２３０が受ける反力に対応した駆動力を教示装置１００の教示用モータ１１０に生じさせて操作者にこの反力を力覚提示する。
【００３９】
即ち、この反力をその大きさも含めて教示用モータ１１０が生じるトルクを介して操作者が操作部１０３から指から受ける抵抗力として感じながら、適当な反力を受けるようになった時に、これが最適なＺ軸方向のノズルの下降位置であると判断して、教示ボタン１３０を押す。
【００４０】
これによって、オフライン教示で位置記憶部２５０に仮入力されていたノズルの下降位置をＺ軸方向の最適な下降位置に書き換える。このような教示作業によって、教示後の教示内容に沿ったロボット２００の実際の作業中に、ノズルがＩＣチップの上面に最適な位置に密着してＩＣチップをトレーから確実に取り出すことができる。
【００４１】
即ち、従来のように目視によるノズルのＩＣチップへのピッキング作業を教示する場合に比べて、教示後のこの教示内容に従ったロボットの実際の作業中、トレーに載ったＩＣチップをノズルがピッキングする際に、ノズルがＩＣチップを押し付け過ぎてＩＣチップを破損したり、ノズルのＩＣチップへの密着具合が不十分でＩＣチップを吸着し損ねたりするような不具合を防止できる。
【００４２】
続いて、ＩＣチップをノズルで吸引した状態でオフライン教示で設定した動作に従ってロボット２００のノズルを回路基板のＩＣチップが実装される付近まで搬送する。
【００４３】
そして、教示装置１００の操作軸選択スイッチ１４０で軸選択してＩＣチップのＸＹ軸方向の位置がこれに実装されるプリント基板の所望位置に一致するように微調整する。次いで、操作軸選択スイッチ１４０で軸選択によりＺ軸を選び、操作部１０３を回転させながらＺ軸方向にノズルを下降させていく。そして、ＩＣチップがプリント基板の上面に最適な当たり具合で当接することにより力センサ２３０が受ける反力に対応した駆動力を教示装置１００の教示用モータ１１０に生じさせて、操作者にこの反力を力覚提示する。
【００４４】
即ち、この反力をその大きさも含めて教示用モータ１１０が生じるトルクを介して操作者が操作部１０３から指が受ける抵抗力として感じながら、適当な反力を受けるようになった時に、これが最適なＺ軸方向のノズルの下降位置であると判断して、この時点でのノズルの吸着解除を教示すると共に、教示ボタン１３０を押すことで、Ｚ軸方向の下降量を教示する。
【００４５】
これによって、オフライン教示で位置記憶部２５０に仮入力されていたノズルの下降位置をＺ軸方向の最適な下降位置として書き換える。このような教示作業によって、教示後の教示内容に沿ったロボット２００の実際の作業中に、ＩＣチップを回路基板上の最適な位置に配置することができる。
【００４６】
即ち、従来のように目視によるノズルの吸着を利用したＩＣチップの回路基板への配置作業を教示する場合に比べて、教示後のこの教示内容に従ったロボットの実際の作業においてＩＣチップを回路基板に配置する際に、ＩＣチップを回路基板に押し付け過ぎてＩＣチップや回路基板を破損したり、ＩＣチップと回路基板との間に隙間がある状態でノズルの吸着を解除してしまいＩＣチップが回路基板にその隙間分だけ落下して回路基板上の正確な位置にＩＣチップが配置されないというような不具合を防止できる。
【００４７】
続いて、上述した実施形態の変形例について説明する。図４は、図２に示した教示装置１００の変形例を示す斜視図であり、図５は、図４に示した教示装置３００をその筐体の一部を除いて内部構成と共に示す斜視図である。
【００４８】
本変形例に係る教示装置は、上述の実施形態にかかる教示装置２００に、表示部３１１、設定ボタン３１２、非常停止ボタン３１３を追加したものである。なお、本変形例に係る構成に関して、上述した実施形態と同等の構成については対応する符号を付して詳細な説明を省略する。また、本変形例の基本的な機能については、上述した実施形態に係る教示装置１００と同等であるので、その説明を省略する。
【００４９】
本実施形態に係る教示装置３００の表示部３１１は、力／位置／複数の教示位置などの教示に必要な情報を表示し、操作部３０３をどの程度操作すれば良いか等のガイダンスを行なうようになっている。また、非常停止ボタン３１３は、何らかの誤動作などが発生した場合に即座に操作を停止させるためのボタンであり、この非常停止ボタン３１３を押すと教示中に操作部３０３からの操作量に関する位置送信を停止し、かつ非常停止ボタンが押されたことを送信しロボットを緊急停止するようになっている。
【００５０】
また、設定ボタン３１２は、上述の教示装置１００のように教示中に操作部１０３を回転させてロボットを移動させるだけでなく、数値入力等によっても教示中にロボット２００を操作可能とするためのボタンであり、この設定ボタン３１２を備えることで、きめ細かい教示を行なうことが可能となる。
【００５１】
なお、上述した実施形態及びその変形例に係る教示装置は、モータを備えてこのモータのトルクを教示中にロボットのハンドやノズルが受ける反力の大小に対応させていたが、このようなモータを利用する代わりにブレーキやクラッチを教示装置に備えて、教示時にハンドやノズルが反力を受けない状態では操作部が無抵抗で自在に回転するようにし、ハンドやノズルが反力を受けた時にこの反力の大きさに応じた制動力をブレーキやクラッチで生じさせても良い。
【００５２】
また、上述した変形例において反力に対応して発生するモータのトルクの大きさは％や記号、アイコンなどを利用して拡大や縮小ができるようパラメータで設定するようにしても良い。これにより、例えば微小な反力が発生した場合でも操作者はその力を容易に認識することが可能となり、教示時のロボットの動作の微調整が可能となる。
【００５３】
以上説明したように、本発明に係る教示装置が上述した構成を有することで、教示中に被操作対象の反力がその大きさを含めて操作者にフィードバックされるため、ハンドやノズルの部品に対する接触力を確認しながら移動量の指示を行なうことが可能となる。その結果、教示後のロボットの教示内容に沿った実際の作業を行う際に部品と治具間に隙間があることで取付け位置が規定された寸法公差範囲を超えたり、無理な力がハンドやノズルから部品や装置にかかることがなくなり、部品や装置の破損等を防ぐことができるようになる。
【００５４】
また、本発明に係る教示装置が教示に際して被操作対象が受ける反力や位置、複数の教示位置を表示する表示部を更に備えることで、教示時における部品への接触力や被操作対象の位置、教示した位置を知ることができる。
【００５５】
また、本発明に係る教示装置が回転以外の移動量指示を行う移動指示設定手段を更に備えることで、被操作対象の移動量を数値で教示することが可能となる。
【００５６】
また、本発明に係る教示装置が移動指示停止手段を更に備えることで、所定の範囲を超えた移動量が指示されても被操作対象やこれがハンドリングする部品を保護できるようになる。
【００５７】
なお、上述した実施形態及びその変形例においては、ハンドリング対象となる部品をＩＣチップとして紹介したが、必ずしもこれに限定されず、シリコンを素材としたＭＥＭＳ部品のような脆性材料を含む部品をハンドリングする際にも本発明は適している。
【００５８】
具体的には、上述したＩＣチップ等の部品をピッキングする場合と同様で教示作業において数百ｍＮ以下といった微小な接触力が許容範囲とするが、本発明を適用することでこのような脆性部品に破損が生じるような力を加えることなく教示作業を行うことができる。
【００５９】
なお、上述の実施形態において、教示装置の回転体の形状は円柱状としたが、この代わりに球状であっても良い。
【００６０】
また、教示装置の回転体の素材は樹脂であっても金属であっても良く、その他の材質であっても良い。
【００６１】
また、教示装置の回転体の回転量及び回転方向を検出するセンサには、光学式／磁気式ロータリエンコーダ、磁気式ロータリエンコーダ、レゾルバ等様々なセンサが適用可能である。
【００６２】
また、教示装置の操作軸選択スイッチには押しボタンスイッチを用いたが、この代わりに上述したロータリスイッチや、光学式／磁気式／摺動式ロータリエンコーダを用いても良い。
【００６３】
また、教示装置のアクチュエータとしてのモータには、ＤＣモータ、ＤＣブラシレスモータ、ＡＣサーボモータ等様々なモータが使用可能である。また、このアクチュエータとしてモータの代わりに上述したように励磁コイルへの通電有無で作動する電磁ブレーキ、電磁クラッチを使用することもできる。
【００６４】
また、教示装置の変形例に係る表示部は液晶ディスプレイとすることが視認し易く好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００６５】
また、教示装置の変形例に係る移動停止手段は、入力部が押しボタンでその状態を被操作対象を制御する装置へ送信するようになっているのが操作上好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００６６】
同様に、教示装置の変形例に係る移動量指示を行う移動指示設定手段は入力部が複数の押しボタンで構成されているのが操作上好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態に係る教示装置のブロック構成図をロボットのブロック構成図と共に示す図である。
【図２】図１に示した教示装置の斜視図である。
【図３】図２に示した教示装置の筐体の一部を除いて内部構成と共に示す斜視図である。
【図４】図２に示した教示装置の変形例を示す斜視図である。
【図５】図４に示した教示装置をその筐体の一部を除いて内部構成と共に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００ 教示装置
１０１ 筐体
１０２ 凹み部
１０３ 操作部
１０３ａ スリット
１１０ 教示用モータ
１２０ 教示用回転位置センサ
１３０ 教示ボタン
１４０ 操作軸選択スイッチ
１５０ 制御回路
１５１ 位置ボタン／スイッチ／送信部
１５２ 位置変換部
１５３ 入力部
１５４ 受信部
１５５ 力−トルク変換部
１５６ トルク−電流変換部
１５７ モータドライブ回路
１９０ ケーブル
２００ ロボット
２１０ 駆動用モータ
２２０ 駆動用回転位置センサ
２３０ 力センサ
２４０ 位置制御部
２５０ 位置記憶部
２６０ 受信部
２７０ 電流−力変換部
２８０ 力送信部
２８１ 切替部
３００ 教示装置
３１１ 表示部
３１２ 設定ボタン
３１３ 非常停止ボタン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被操作対象を特定方向の操作量だけ操作し所望する位置に移動した後にその位置を被操作対象を制御する装置のメモリに記憶させる教示装置であって、
回転体からなり、当該回転体の回転量を被操作対象の移動量とする操作部と、
前記回転体の回転量及び回転方向を検出するセンサと、
前記被操作対象の特定方向の移動を規定する移動軸を選択する操作軸選択スイッチと、
前記回転体の操作量を前記センサで検出することで得られた前記被操作対象の移動量に基づき、前記操作軸選択スイッチによって選択された特定方向の移動を規定する移動軸に沿って移動した位置を、当該被操作対象を制御する装置のメモリに記憶することを指示する教示ボタンと、
前記操作量の指示に基づいて前記被操作対象が特定方向の移動軸に沿って所定の移動量だけ操作された際に当該被操作対象が受ける反力を前記操作者に力覚提示するために前記回転体に能動的に又は受動的にトルクとして伝達するアクチュエータと、
前記センサの検出値に基づいた前記被操作対象の移動量を指示する操作量指示部と前記被操作対象が受ける反力を指示されてそれをアクチュエータに発生させる駆動回路を有する制御回路と、
を備えたことを特徴とする教示装置。
【請求項２】
教示に際して被操作対象が受ける反力、被操作対象の位置情報、複数の教示位置を表示する表示部と、
前記被操作対象の移動を操作者が強制的に停止する移動停止手段と、
前記回転体の操作以外で移動量指示を行なう移動指示設定手段と、を更に備えたことを特徴とする、請求項１に記載の教示装置。
【請求項１】
被操作対象を特定方向の操作量だけ操作し所望する位置に移動した後にその位置を被操作対象を制御する装置のメモリに記憶させる教示装置であって、
回転体からなり、当該回転体の回転量を被操作対象の移動量とする操作部と、
前記回転体の回転量及び回転方向を検出するセンサと、
前記被操作対象の特定方向の移動を規定する移動軸を選択する操作軸選択スイッチと、
前記回転体の操作量を前記センサで検出することで得られた前記被操作対象の移動量に基づき、前記操作軸選択スイッチによって選択された特定方向の移動を規定する移動軸に沿って移動した位置を、当該被操作対象を制御する装置のメモリに記憶することを指示する教示ボタンと、
前記操作量の指示に基づいて前記被操作対象が特定方向の移動軸に沿って所定の移動量だけ操作された際に当該被操作対象が受ける反力を前記操作者に力覚提示するために前記回転体に能動的に又は受動的にトルクとして伝達するアクチュエータと、
前記センサの検出値に基づいた前記被操作対象の移動量を指示する操作量指示部と前記被操作対象が受ける反力を指示されてそれをアクチュエータに発生させる駆動回路を有する制御回路と、
を備えたことを特徴とする教示装置。
【請求項２】
教示に際して被操作対象が受ける反力、被操作対象の位置情報、複数の教示位置を表示する表示部と、
前記被操作対象の移動を操作者が強制的に停止する移動停止手段と、
前記回転体の操作以外で移動量指示を行なう移動指示設定手段と、を更に備えたことを特徴とする、請求項１に記載の教示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１４２９０５（Ｐ２００９−１４２９０５Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１９６８４（Ｐ２００７−３１９６８４）
【出願日】平成１９年１２月１１日（２００７．１２．１１）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１１日（２００７．１２．１１）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
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