JP2025099234A - Robot Control Device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ロボット制御装置に関する。 This disclosure relates to a robot control device.
ワークに対し所定の作業を行うロボットとして、作業工程順に作業位置や動きがプログラミングされた動作データに従いロボット各部を駆動制御することで、一連の作業を自動で実施するように構成されたものが知られている。また、この種のロボットの動作データをプログラミングする装置としては、例えば、特許文献1、2に記載のような、オフラインティーチング装置が知られている。
As a robot that performs a specific task on a workpiece, there is known a robot that is configured to automatically perform a series of tasks by controlling the drive of each part of the robot according to operation data in which the work positions and movements are programmed in the order of the work processes. In addition, as a device for programming the operation data of this type of robot, for example, an offline teaching device such as that described in
オフラインティーチング装置は、ロボットが設置される作業空間の設備を、仮想空間として表示装置に表示させ、使用者が、その仮想空間内でロボットの作業位置や動き(移動軌跡など)を入力することで、動作データを生成できるようにしたものである。オフラインティーチング装置は、ロボットを作業環境外でオフラインプログラミング(以下、OLP)するものであることから、使用者は、現実の作業空間内でロボットを動作させることなく、動作データを生成することができる。 The offline teaching device displays the equipment in the work space where the robot is installed as a virtual space on a display device, and allows the user to generate operation data by inputting the robot's work position and movements (such as movement trajectory) within that virtual space. Because the offline teaching device performs offline programming (hereinafter referred to as OLP) of the robot outside the work environment, the user can generate operation data without operating the robot in the actual work space.
ところで、OLPにて生成された動作データを、現実の作業空間内に設置されたロボットに組み込み、ロボットを動作させると、ロボットの設置誤差などによって、ロボットによる作業位置が、使用者が指定した作業位置からずれてしまうことがある。そして、このように作業位置がずれた場合、ロボットを動作データにて実際に動作させて、作業位置での位置ずれ量を計測し、その計測結果に基づき、動作データを補正することが考えられる。 However, when the operation data generated by the OLP is incorporated into a robot installed in an actual work space and the robot is operated, the work position of the robot may deviate from the work position specified by the user due to robot installation errors, etc. If the work position deviates in this way, it is conceivable to actually operate the robot using the operation data, measure the amount of positional deviation at the work position, and correct the operation data based on the measurement results.
しかし、動作データの補正のために、設置誤差が生じているロボットを、動作データを用いて実際に動作させると、ロボットが、作業空間内の設備(例えば、作業対象となるワークが固定された治具など)と干渉して、ロボットや設備の一部が破損する虞がある。また、ロボットを動作データを用いて実際に動作させて、設置誤差を検出するには、時間がかかることから、動作データ補正のための工数が増加するという問題もある。 However, if a robot with installation errors is actually operated using the operation data in order to correct the operation data, there is a risk that the robot will interfere with equipment in the workspace (such as a jig to which the workpiece to be operated is fixed), causing damage to the robot or part of the equipment. In addition, it takes time to actually operate a robot using operation data to detect installation errors, which creates the problem of increased man-hours required to correct the operation data.
本開示の一局面は、OLPなどにて生成された動作データに従いロボットを制御するロボット制御装置において、ロボットを実際の作業位置まで移動させることなく、設置誤差などによって生じる位置ずれ量を計測できるようにすることを目的とする。 One aspect of the present disclosure is to enable a robot control device that controls a robot according to operation data generated by an OLP or the like to measure the amount of positional deviation caused by installation errors, etc., without moving the robot to the actual work position.
本開示の1つの態様によるロボット制御装置は、ワークに対する所定の作業を行う作業具を備えたロボットの動作を制御するロボット制御装置であって、3Dデータ記憶部と、動作データ記憶部と、撮像部と、表示部と、表示制御部と、ロボット制御部と、を備える。 A robot control device according to one aspect of the present disclosure is a robot control device that controls the operation of a robot equipped with a work tool that performs a specified task on a workpiece, and includes a 3D data storage unit, an operation data storage unit, an imaging unit, a display unit, a display control unit, and a robot control unit.
このうち、3Dデータ記憶部には、ロボットの3Dデータ、及び、ロボットが設置される作業空間内の設備の3Dデータ、を含む3Dデータが記憶されている。また、動作データ記憶部には、ワークに対する作業を実施するために予め教示されたロボットの動きを表す動作データが記憶されている。 The 3D data storage unit stores 3D data including the robot's 3D data and 3D data of the equipment in the work space in which the robot is installed. The operation data storage unit stores operation data representing the movements of the robot that have been taught in advance to perform operations on a workpiece.
また、撮像部は、設備、ロボット、及び、ワークを含む、作業空間を撮像可能に構成されており、表示部は、その撮像部にて撮像された作業空間の実画像を表示可能に構成されている。 The imaging unit is configured to capture an image of the work space including the equipment, the robot, and the workpiece, and the display unit is configured to display an actual image of the work space captured by the imaging unit.
表示制御部は、表示部に表示された作業空間内の設備の実画像と、設備の3Dデータとに基づき、実画像内でワークに対する作業領域から離れた所定の基準位置を特定する。そして、表示制御部は、ロボットの3Dデータに基づき、基準位置にてロボットを作業させたときの作業具の仮想画像を、表示部に表示された実画像に重畳して表示させる。 The display control unit identifies a predetermined reference position in the actual image that is away from the work area for the workpiece, based on the actual image of the equipment in the work space displayed on the display unit and the 3D data of the equipment. Then, based on the 3D data of the robot, the display control unit displays a virtual image of the work tool when the robot is operating at the reference position, superimposed on the actual image displayed on the display unit.
また、ロボット制御部は、動作データに基づき、ロボットの作業具を作業空間内の基準位置まで移動させて、作業具に対し動作位置確認用の作業を実施させる。
つまり、本開示のロボット制御装置においては、AR(拡張現実)技術を利用して、表示部に表示された作業空間内の設備の実画像内の所定の基準位置に、作業具の仮想画像を表示することで、表示画像を仮想的に拡張する。また、ロボットを実際に動作させることで、作業具を作業空間内の基準位置まで移動させる。
Furthermore, the robot control unit moves the work tool of the robot to a reference position within the working space based on the operation data, and causes the work tool to perform an operation for confirming the operating position.
In other words, the robot control device of the present disclosure utilizes AR (augmented reality) technology to virtually extend the displayed image by displaying a virtual image of a tool at a predetermined reference position within an actual image of equipment in the work space displayed on a display unit, and the tool is moved to the reference position within the work space by actually operating the robot.
このようにロボットを動作させて、ロボットの作業具を基準位置まで正確に移動させることができれば、表示画面上で作業具の実画像と仮想画像とが重なり合うことになる。このため、使用者は、その表示画像から、ロボットが所定の位置に設置されていることを確認できる。 If the robot can be operated in this way and the robot's work tool can be moved accurately to the reference position, the actual image of the work tool and the virtual image will overlap on the display screen. This allows the user to confirm from the displayed image that the robot is placed in the specified position.
一方、ロボットの設置誤差などによって、ロボットの作業具が基準位置からずれていれば、表示画面上で作業具の実画像と仮想画像とにずれが生じる。そして、そのずれは、作業具、延いてはロボットの位置ずれ量として、表示画面上で確認することができる。従って、使用者は、その位置ずれ量を計測して、動作データの補正量として入力することで、ロボットの動作データを補正することができるようになる。 On the other hand, if the robot's work tool is misaligned from the reference position due to an error in robot installation or the like, a misalignment will occur between the actual image and virtual image of the work tool on the display screen. This misalignment can then be confirmed on the display screen as the amount of misalignment of the work tool, and ultimately the robot. Therefore, the user can correct the robot's operation data by measuring the amount of misalignment and inputting it as a correction amount for the operation data.
よって、本開示のロボット制御装置によれば、ロボットの作業具を基準位置まで移動させることで、設置誤差などによって生じる作業位置のずれを、AR技術を利用した表示画面上で計測できるようになり、動作データの補正を短時間で実施することができる。 Therefore, according to the robot control device disclosed herein, by moving the robot's work tool to a reference position, it becomes possible to measure the deviation of the work position caused by installation errors, etc. on a display screen using AR technology, and correction of the operation data can be performed in a short time.
また、基準位置は、ワークに対する作業領域から離れた位置に設定されることから、ロボットの作業具を基準位置に移動させる際に、ロボットと作業空間内の設備とが干渉して、これらの一部が損傷するのを抑制できる。よって、動作データの補正を安全に実施することができる。 In addition, because the reference position is set at a position away from the working area for the workpiece, it is possible to prevent the robot from interfering with equipment in the working space and damaging parts of the equipment when the robot's tool is moved to the reference position. This makes it possible to safely correct the operation data.
ここで、本開示のロボット制御装置においては、更に、入力部と、補正部が備えられてもよい。このうち、入力部は、基準位置に表示された作業具の仮想画像と実画像との位置ずれ量を入力可能に構成される。また、補正部は、入力部から入力された基準位置での作業具の位置ずれ量に基づき、ロボットによる複数の作業点で位置ずれが生じることのないよう、動作データを補正するように構成される。 Here, the robot control device of the present disclosure may further include an input unit and a correction unit. Of these, the input unit is configured to be able to input the amount of positional deviation between the virtual image and the actual image of the work tool displayed at the reference position. Furthermore, the correction unit is configured to correct the operation data based on the amount of positional deviation of the work tool at the reference position input from the input unit so that positional deviation does not occur at multiple work points performed by the robot.
このように構成されたロボット制御装置によれば、補正部は、入力部から入力される位置ずれ量に基づき、動作データを補正するようになり、動作データの補正のための使用者の作業を軽減して、ロボット制御装置の使い勝手を向上できる。 With a robot control device configured in this way, the correction unit corrects the operation data based on the amount of positional deviation input from the input unit, reducing the user's work in correcting the operation data and improving the usability of the robot control device.
次に、本開示のロボット制御装置においては、3Dデータ記憶部に、ロボットによる作業対象となるワークの3Dデータが記憶されていてもよい。この場合、ロボット制御部は、補正部にて補正された動作データに基づき、ロボットを動作させて、動作検証用の作業を実施させるように構成されてもよい。また、表示制御部は、ロボット制御部がロボットに対し動作検証用の作業を実施させているとき、画像データ記憶部に記憶されたワークの3Dデータに基づき、表示部に表示された実画像に対し、ワークの仮想画像を重畳して表示させるように構成されてもよい。 Next, in the robot control device of the present disclosure, the 3D data storage unit may store 3D data of the workpiece to be worked on by the robot. In this case, the robot control unit may be configured to operate the robot to perform work for operational verification based on the operation data corrected by the correction unit. Furthermore, the display control unit may be configured to display a virtual image of the workpiece superimposed on the actual image displayed on the display unit based on the 3D data of the workpiece stored in the image data storage unit when the robot control unit is causing the robot to perform work for operational verification.
このように構成されたロボット制御装置によれば、使用者は、ロボット制御部に対し、補正部にて補正された動作データに基づきロボットを動作させて、動作検証用の作業を実施させることができる。また、このとき、表示部には、AR技術を利用して、作業空間の実画像に対し、ワークの仮想画像が重畳された画像が表示されるので、使用者は、その表示画面上で、ロボットの動きや、ワークに対する作業位置を確認することができる。 With the robot control device configured in this way, the user can have the robot control unit operate the robot based on the operation data corrected by the correction unit to perform the operation verification task. At this time, the display unit uses AR technology to display an image in which a virtual image of the workpiece is superimposed on an actual image of the work space, so the user can check the robot's movement and the work position relative to the workpiece on the display screen.
よって、本開示のロボット制御装置によれば、使用者は、作業空間内の設備(例えば、治具)に対し、実際にワークを装着することなく、ワークに対するロボットの動作を確認することができるようになり、その確認作業を容易に行うことができる。 Therefore, with the robot control device disclosed herein, the user can check the robot's operation on a workpiece without actually attaching the workpiece to equipment (e.g., a jig) in the workspace, making the checking process easy.
また、本開示のロボット制御装置において、基準位置は、作業空間内で設備の外に設定されてもよい。このようにすれば、ロボット制御部が、ロボットの作業具を基準位置に移動させる際に、ロボットと作業空間内の設備とが干渉するのを、より良好に抑制することができ、動作データの補正をより安全に実施することができるようになる。 Furthermore, in the robot control device disclosed herein, the reference position may be set outside the equipment within the workspace. In this way, when the robot control unit moves the robot's tool to the reference position, interference between the robot and the equipment within the workspace can be better suppressed, and correction of the operation data can be performed more safely.
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
[実施形態]
[構成]
図1に示すように、ロボット2は、作業対象となる設備8を含む作業空間10内の所定位置に固定される。作業空間10内の設備8は、ワーク4が装着される治具6を含む各種機器にて構成されており、ロボット2は、治具6に装着されたワーク4に対し、所定の作業を行う。なお、本実施形態のロボット2は、金属製のワーク4に対する溶接作業を行う、溶接ロボットである。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
[Embodiment]
[composition]
1, the
ロボット2は、作業空間10内に位置決め固定される基台12と、一端が基台12に固定された第1アーム14と、第1アーム14の他端に固定された第2アーム16と、第2アーム16の先端に固定されたヘッド20とを備える。
The
第1アーム14は、基台12に対し、矢印A方向に揺動可能かつ矢印B方向(換言すれば第1アーム14の軸周り)に回動可能に固定されている。また、第2アーム16は、第1アーム14に対し矢印C方向に回動可能に固定されている。また、ヘッド20は、第2アーム16の先端に、矢印D方向に揺動可能かつ矢印E方向(換言すれば第2アーム16の軸周り)に回動可能に固定されている。
The
そして、第1アーム14、第2アーム16、及び、ヘッド20の固定部分には、これら各部を揺動或いは回動させるためのアクチュエータ(図示せず)が設けられている。なお、アクチュエータは、モータなどにて構成される。
The fixed parts of the
従って、ロボット2は、これらアクチュエータを介して、上記各部を揺動或いは回動させることで、作業空間10内でヘッド20を移動させて、ヘッド20の位置及び向きを調整できる。
The
次に、ヘッド20には、作業具として、スポット溶接のための一対の電極22、24が突設されている。ヘッド20内には、一方の電極22を矢印F方向に揺動させることで、電極22-24間にワーク4を挟み、溶接時の加圧力を調整するためのアクチュエータ(図示せず)が設けられている。
Next, a pair of
従って、ロボット2は、上記各アクチュエータを駆動することで、ヘッド20を、ワーク4に対する作業位置として予め設定された複数の溶接点Pwへ順に移動させて、各溶接点Pwにて、溶接作業を実施することができる。
Therefore, by driving each of the actuators, the
そして、こうした溶接作業を自動で実施できるようにするため、基台12内には、メモリに記憶された動作データに従い上記各アクチュエータを駆動する、駆動制御回路28が設けられている。
To enable this welding operation to be performed automatically, a
上記動作データは、情報処理装置30において、上述したOLPにより、ロボット2を実際に動作させることなく生成される。つまり、情報処理装置30は、本開示のロボット制御装置に相当し、上述したオフラインティーチング装置として機能する。
The above operation data is generated in the
情報処理装置30は、例えば、タブレット端末やノートパソコンなど、使用者が手に持って操作し得る、携帯型の情報処理装置であり、図2に示すように構成されている。すなわち、情報処理装置30には、カメラ32、表示部34、操作部36、通信部38、マイクロコンピュータ(以下、マイコン)40、及び、記憶部48が備えられている。
The
このうち、カメラ32は、情報処理装置30の周囲を撮像するためのものであり、周囲画像として、ロボット2が設置される作業空間10を撮像可能である。なお、カメラ32は、本開示の撮像部の一例に相当する。
Of these, the
また、表示部34は、カメラ32により撮像された撮像画像や使用者に対する操作案内画像など、各種情報を表示するためのものであり、例えば、液晶表示パネルにて構成される。
The
また、操作部36は、使用者が操作することにより、各種情報或いは指令を入力するためのものであり、例えば、表示部34の表示画面上に設けられたタッチパネル、或いは、キーボード、マウス、などで構成される。なお、操作部36は、本開示の入力部の一例に相当する。
The
また、通信部38は、ロボット2の駆動制御回路28など、外部装置との間で無線通信を行うためのものであり、本実施形態では、情報処理装置30にて生成されたロボット2の動作データを、ロボット2の駆動制御回路28に送信するのに利用される。また、通信部38は、ロボット2に所定の駆動指令を送信したり、ロボット2からロボット2の動作状態を取得したりするのにも利用される。
The
次に、マイコン40は、CPU(Central Processing Unit)42、GPU(Graphics Processing Unit)44、及び、メモリ46を含み、GPU44を利用した各種画像処理を実行可能である。なお、この画像処理には、AR技術を利用した実画像に対する仮想画像の重畳表示も含まれる。
Next, the
また、記憶部48は、各種データを記憶するストレージであり、ハードディスクやソリッドステートドライブなどにて構成される。そして、記憶部48には、上述したOLPにてロボット2の動作データを生成したり、動作データを補正したりするのに利用されるOLPデータ50が記憶される。
The
OLPデータ50には、治具6、設備8、及びワーク4の仮想画像を表示部34に表示するのに用いられる、治具6、設備8、及びワーク4の3Dデータ52、54、56と、ワーク4の溶接点Pwの位置データ58が含まれる。
The
また、記憶部48には、OLPにて生成されたロボット2の動作データ60や、ロボット2のヘッド20を図1に示す基準位置Psまで移動させたときのヘッド20の仮想画像を表示するのに用いられる3Dデータ62も記憶される。従って、記憶部48は、本開示の3Dデータ記憶部、及び、動作データ記憶部の一例に相当する。
The
なお、ヘッド20の3Dデータ62は、後述の補正処理で、ロボット2のヘッド20を予め設定された基準位置Psまで移動させたときに、図4に例示するように、表示部34に基準位置Ps付近を拡大表示して、ヘッド20の仮想画像を表示するのに利用される。
The
そして、この表示により、使用者は、表示部34の表示画面で、ヘッド20の実画像と仮想画像とを比較することで、ロボット2のヘッド20の基準位置Psからのずれを確認して、そのずれがなくなるように動作データ60を補正することができる。
This display allows the user to compare the actual image of the
つまり、OLPにて生成されるロボット2の動作データ60は、ロボット2を実際に動作させることなく、仮想空間に表示させた治具6、設備8、及びワーク4の仮想画像に基づき生成される。このため、その生成されたロボット2の動作データ60を、ロボット2の駆動制御回路28に送信して、ロボット2を動作させると、ロボット2の設置誤差などによって、ロボット2による作業位置が、使用者が指定した作業位置からずれてしまうことがある。
In other words, the
そこで、本実施形態では、図3に示す補正処理を実行することで、ロボット2のヘッド20を位置ずれ確認用の基準位置Psまで移動させて、使用者が、表示部34に拡大表示される実画像と仮想画像とからヘッド20の位置ずれを確認できるようにしている。
In this embodiment, the correction process shown in FIG. 3 is executed to move the
なお、位置ずれ確認用の基準位置Psは、ロボット2のヘッド20を基準位置Psまで移動させた際に、ロボット2のアーム14、16や、ヘッド20が、作業空間10内の設備8と干渉することのないよう、設備8の外に設定されている。
The reference position Ps for checking positional deviation is set outside the equipment 8 in the working space 10 so that the
[処理]
以下、このように使用者がヘッド20の位置ずれを確認して、動作データ60を補正できるようにするために、マイコン40において実行される補正処理について説明する。
[process]
The correction process executed by the
なお、この補正処理を実行するに当たって、ロボット2の動作データ60は、OLPにて生成されて、記憶部48に記憶されているものとする。また、OLPによる動作データ60の生成処理については、特許文献1,2などに記載されているように、公知技術であるため、ここでは、説明を省略する。
When performing this correction process, the
図3に示す補正処理は、使用者がカメラ32を作業空間10に向けて、操作部36を介して補正処理の実行指令を入力することにより開始される。そして、補正処理が開始されると、まずS110にて、カメラ32による作業空間10の撮像を開始し、その撮像画像を、現実空間に対応する仮想空間の画像として、表示部34に表示させる。このため、使用者は、表示部34に表示された仮想空間の画像を見ながら、作業空間10の所望領域が撮像されるように、カメラ32の向きを調整できる。
The correction process shown in FIG. 3 is started when the user points the
S110にて、作業空間10の撮像が開始されると、S120に移行し、記憶部48に記憶された設備8や治具6の3Dデータ52、54に基づき、カメラ32にて撮像された現実空間と、表示部34に表示された仮想空間との対応付けを行う。つまり、表示部34に表示された仮想空間内での設備8や治具6の位置と、現実空間での実位置とが対応するように、表示部34に表示された仮想空間の3次元の位置座標を設定する。
When imaging of the work space 10 starts in S110, the process proceeds to S120, where the real space imaged by the
そして、続くS130では、S120にて設定された仮想空間の位置座標に基づき、表示部34に表示された仮想空間内で、位置補正用として予め設定された基準位置Psを特定し、表示部34に表示された仮想空間に基準位置Psを表示する。
Then, in the next step S130, a reference position Ps that has been set in advance for position correction is identified within the virtual space displayed on the
なお、この状態で、使用者がカメラ32の向きや撮像範囲を変化させると、表示部34に表示される仮想空間も変化することから、S120、S130の処理は、補正処理の実行中、繰り返し実行される。
In this state, if the user changes the orientation or imaging range of the
従って、補正処理の実行中、使用者がカメラ32の向きや撮像範囲を変化させると、その変化に連動して、表示部34に表示された仮想空間の位置座標が更新されて、その仮想空間内での基準位置Psの表示位置も変化する。
Therefore, when the user changes the orientation or imaging range of the
次に、S120及びS130の処理が開始されると、S140にて、使用者が操作部36を操作することにより、位置補正の開始指令が入力されたか否かを判定する。そして、S140にて、位置補正の開始指令は入力されていないと判定されると、S140の処理を繰り返し実行することで、位置補正の開始指令が入力されるのを待機する。
Next, when the processing of S120 and S130 is started, in S140, it is determined whether or not a command to start position correction has been input by the user operating the
一方、S140にて、位置補正の開始指令が入力されたと判定されると、S150に移行する。S150では、ロボット2に対し、基準位置Psへの移動指令を出力することで、図4に示すように、ロボット2のヘッド20を基準位置Psへ移動させる。
On the other hand, if it is determined in S140 that a command to start position correction has been input, the process proceeds to S150. In S150, a command to move to the reference position Ps is output to the
なお、ロボット2の動作データ60には、ヘッド20を基準位置Psへ移動させる移動データも含まれており、S150では、この移動データをロボット2の駆動制御回路28に送信することで、ヘッド20を基準位置Psへ移動させる。
The
次にS160では、ロボット2がヘッド20を基準位置Psへ移動させたか否かを判定することで、ヘッド20が基準位置Psへ移動するのを待機し、ヘッド20の基準位置Psへの移動が完了したと判定すると、S170に移行する。なお、S160の判定処理は、例えば、ヘッド20の移動を完了したときにロボット2の駆動制御回路28から送信されてくる移動完了信号を受信したか否かを判定することにより実施される。
Next, in S160, the
そして、S170では、表示部34への表示画像が、作業空間10の基準位置Ps周囲を拡大した画像となるように、表示画像を変化させる。また、S170では、ヘッド20の3Dデータ62に基づき、図4に示すように、表示部34に拡大表示させた実画像上に、基準位置Psで溶接作業を実施させたときのヘッド20の仮想画像を重畳して表示させる。
Then, in S170, the display image on the
この結果、使用者は、表示部34の表示画面上で、ロボット2のヘッド20の実画像と仮想画像とを比較することで、ロボット2のヘッド20の基準位置Psからのずれを確認することができる。
As a result, the user can check the deviation of the
次に、S180では、使用者が操作部36を操作することで、ロボット2のヘッド20の位置ずれ量を入力したか否かを判定する。つまり、使用者は、表示部34の表示画面上で、ヘッド20の基準位置Psからのずれを確認できることから、S180では、そのずれを解消するために、使用者がヘッド20の位置ずれ量を入力したか否かを判定する。
Next, in S180, it is determined whether or not the user has input the amount of positional deviation of the
そして、S180にて、使用者がヘッド20の位置ずれ量を入力したと判定すると、S190に移行し、使用者が入力した位置ずれ量だけ、位置ずれ方向とは逆方向にヘッド20を移動させるための移動指令を、ロボット2の駆動制御回路28に送信する。
Then, when it is determined in S180 that the user has input the amount of misalignment of the
すると、ロボット2の駆動制御回路28は、情報処理装置30から送信された移動指令に対応して、ヘッド20を移動させる。この結果、表示部34の表示画面上では、ヘッド20の実画像が移動することから、使用者は、その移動によって実画像が仮想画像と一致したか否かを判定することで、ヘッド20の位置を補正できたことを確認できる。
The
次に、S190にて、ヘッド20の移動指令をロボット2の駆動制御回路28に送信するか、或いは、S180にて、位置ずれ量は入力されていないと判定されると、S200に移行する。そして、S200では、使用者が操作部36を操作することで、位置補正完了を入力したか否かを判定し、位置補正完了が入力されていなければ、S180に移行して、S180の判定処理を再度実行する。
Next, in S190, a command to move the
また、S200にて、位置補正完了が入力されたと判定されると、S210に移行し、S180及びS190の処理でロボット2のヘッド20を移動させた位置補正量に基づき、ロボット2の動作データ60を補正する。例えば、動作データ60にて規定されている各溶接点Pwでのヘッド20の位置や角度、各溶接点Pwへのヘッド20の移動軌跡などを、位置補正量に基づき補正する。
Furthermore, when it is determined in S200 that the position correction completion has been input, the process proceeds to S210, where the
この結果、補正後の動作データ60をロボット2の駆動制御回路28に送信して記憶させることで、ロボット2に対し、ワーク4の各溶接点Pwで正確に溶接作業を実施させることができるようになる。そして、S210での動作データ60の補正が完了すると、上記一連の補正処理を終了する。
As a result, the corrected
なお、上記補正処理において、S150の処理は、本開示のロボット制御部の一例に相当し、S170の処理は、本開示の表示制御部の一例に相当し、S210の処理は、本開示の補正部の一例に相当する。 In the above correction process, the process of S150 corresponds to an example of a robot control unit of the present disclosure, the process of S170 corresponds to an example of a display control unit of the present disclosure, and the process of S210 corresponds to an example of a correction unit of the present disclosure.
次に、ロボット2の駆動制御回路28に送信した動作データ60にてロボット2を動作させた際に、ワーク4の各溶接点Pwで溶接作業を正常に実施できるか否かを確認できるようにするため、マイコン40は、図5に示す作業確認処理を実施する。なお、この作業確認処理は、使用者が操作部36を介して作業確認処理の実行指令を入力することにより実行される。
Next, when the
図5に示すように、作業確認処理が開始されると、まず310にて、図3に示したS110と同様、カメラ32による作業空間10の撮像を開始し、その撮像画像を、現実空間に対する仮想空間の画像として、表示部34に表示させる。
As shown in FIG. 5, when the work confirmation process is started, first, at 310, the
またS320では、図3に示したS120と同様、記憶部48に記憶された設備8や治具6の3Dデータ52、54に基づき、カメラ32にて撮像された現実空間と、表示部34に表示された仮想空間との対応付けを行う。
In addition, in S320, similar to S120 shown in FIG. 3, the real space captured by the
そして、続くS330では、S320での現実空間と仮想空間との対応付けにより得られる、仮想空間内での治具6や設備8の位置座標と、ワーク4の3Dデータ56とに基づき、表示部34に表示された治具6の実画像に対し、ワーク4の仮想画像を表示させる。以下、ワーク4の仮想画像を、仮想ワークともいう。
Then, in the next step S330, a virtual image of the
次に、S340では、ロボット2の駆動制御回路28に対し、仮想ワークへの溶接指令を出力する。すると、ロボット2は、情報処理装置30から取得した動作データ60に従い、現実空間では存在しないワーク4に対する溶接作業を開始する。
Next, in S340, a welding command for the virtual workpiece is output to the
なお、この溶接作業は、仮想ワークへの溶接指令に従い実行されることから、ロボット2は、ヘッド20を動作データ60に従い移動させるものの、電極22-24間に電圧を印加する溶接動作は実施しない。
This welding operation is performed according to a welding command for the virtual workpiece, so although the
こうして、ロボット2が仮想ワークに対する溶接作業を開始すると、S350に移行して、ロボット2からヘッド20の位置を取得し、ヘッド20が仮想ワークの溶接点Pw手前の所定距離まで接近したか否かを判定する。
Thus, when the
そして、ヘッド20が溶接点Pwに接近していなければ、S350の処理を再度実行することで、ヘッド20が溶接点Pwに接近するのを待機し、ヘッド20が溶接点Pwに接近していれば、S360に移行する。
If the
S360では、ヘッド20が接近中の溶接点Pwを通過するまで、表示部34の表示画面上でロボット2のヘッド20を拡大表示させる。この結果、使用者は、表示部34の表示画面上で、仮想ワークの溶接点Pwでのロボット2のヘッド20の向きや電極22、24の位置を確認することができるようになる。
In S360, the
また、ヘッド20が溶接点Pwを通過して、S360での拡大表示が終了すると、S370に移行して、仮想ワークにおいて、次の溶接点Pwが存在するか否かを判定し、次の溶接点Pwが存在する場合には、S350に移行する。
When the
そして、S350では、ヘッド20が次の溶接点Pwに接近するのを待機し、S360の処理を再度実行する。また、S370にて、次の溶接点Pwは存在しないと判定されると、ロボット2は仮想ワークへの溶接作業を終了することから、情報処理装置30での作業確認処理も終了する。
Then, in S350, the process waits for the
なお、上記作業確認処理において、S330及びS360の処理は、本開示の表示制御部の一例に相当し、S340の処理は、本開示のロボット制御部の一例に相当する。
[効果]
以上説明したように、本実施形態の情報処理装置30は、本開示のロボット制御装置としての機能を有し、使用者は、表示部34への表示画像から、ロボット2の設置誤差などによって生じるヘッド20の位置ずれを確認することができる。
In the above task confirmation process, the processes of S330 and S360 correspond to an example of a display control unit in the present disclosure, and the process of S340 corresponds to an example of a robot control unit in the present disclosure.
[effect]
As described above, the
また、ヘッド20の位置ずれを確認できるようにするために、本実施形態では、ロボット2を、溶接作業時と同様に動作させるのではなく、ヘッド20を、設備8の外に設定された基準位置Psまで移動させる。そして、AR技術を利用して、表示画面上の基準位置Psに、ヘッド20の仮想画像を表示することで、使用者が、ヘッド20の実画像と仮想画像とのずれから、ヘッド20の位置ずれを確認できるようにしている。
In addition, in order to make it possible to check for misalignment of the
従って、使用者は、表示部34の表示画面を見ることで、ヘッド20の位置ずれを、簡単に確認することができる。また、基準位置Psは、設備8の外に設定されることから、ロボット2のヘッド20を基準位置Psまで移動させる際に、ロボット2と作業空間10内の設備8とが干渉するのを抑制することができる。
Therefore, the user can easily check the positional deviation of the
また、本実施形態では、使用者は、表示部34の表示画面上で確認したヘッド20の位置ずれを解消するように、ロボット2のヘッド20を移動させて、その移動量(換言すれば位置補正量)に基づき、ロボット2の動作データ60を補正させることができる。
In addition, in this embodiment, the user can move the
よって、本実施形態によれば、作業空間10にロボット2を設置した際に設置誤差が生じたとしても、使用者は、ロボット2のヘッド20による溶接点がワーク4の溶接点Pwからずれることのないよう、動作データ60を適正に補正することができる。
Therefore, according to this embodiment, even if an installation error occurs when installing the
また、本実施形態の情報処理装置30は、動作データ60をロボット2の駆動制御回路28に送信した後、マイコン40に作業確認処理を実行させることで、使用者は、その動作データ60にてロボット2が溶接作業を正常に実施できることを、確認できる。
In addition, the
また、この作業確認処理では、表示部34に表示された治具6の実画像に対し、ワーク4の仮想画像が表示されることから、使用者は、作業空間10内の治具6にワーク4を装着することなく、ロボット2による溶接作業を確認できる。
In addition, in this work confirmation process, a virtual image of the
従って、本実施形態では、ロボット2の作業確認のために、ワーク4を無駄に使用する必要がなく、また、ワーク4がなくても作業確認することができる。よって、ロボット制御装置としての情報処理装置30の使い勝手を向上することができる。
Therefore, in this embodiment, there is no need to wastefully use the
[他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
[Other embodiments]
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and can be implemented in various modified forms.
例えば、上記実施形態では、位置ずれ確認用の基準位置Psは、設備8の外に設定されるものとして説明した。しかし、基準位置Psは、ヘッド20を基準位置Psまで移動させた際に、ロボット2のアーム14、16やヘッド20が、作業空間10内の設備8と干渉することのない位置であればよい。このため、基準位置Psは、例えば、設備8内で、ワーク4に対する作業領域から離れた位置に設定されてもよい。
For example, in the above embodiment, the reference position Ps for checking misalignment has been described as being set outside the equipment 8. However, the reference position Ps may be any position where the
また、上記実施形態では、ロボット2を基準位置Psまで移動させて、表示部34にヘッド20の実画像と仮想画像とを拡大表示させた際に、使用者が手動でロボット2のヘッド20を移動させて、ヘッド20の位置ずれを補正できるものとして説明した。
In the above embodiment, it was described that when the
しかし、図3に示した補正処理において、表示部34にヘッド20の実画像と仮想画像とを拡大表示させた際に、操作部36を介して入力された位置ずれ量に基づき、ロボット2の動作データ60を直接補正するようにしてもよい。このようにすれば、操作部36を介して入力された位置ずれ量に基づき、ロボット2のヘッド20を移動させる必要がないので、動作データ60の補正をより安全に実施することができる。
However, in the correction process shown in FIG. 3, when the actual image and virtual image of the
また、上記実施形態では、ロボット制御装置として、ロボット2の動作データ60の生成、補正、及び動作確認を行う、携帯型の情報処理装置について説明したが、本開示のロボット制御装置は、必ずしも携帯型の情報処理装置にて構成する必要はない。
In addition, in the above embodiment, a portable information processing device that generates, corrects, and checks the operation of the
例えば、本開示のロボット制御装置は、撮像部として設備8に設置された複数の固定カメラを利用してロボット2の動きを監視する監視装置において、表示装置に表示する撮像画像を切り替えながら、補正処理や作業確認作業を実施するように構成されてもよい。
For example, the robot control device of the present disclosure may be configured to perform correction processing and work confirmation work while switching the captured images displayed on the display device in a monitoring device that monitors the movement of the
また、上記実施形態では、ロボット2として、スポット溶接を行う溶接ロボットを例にとり説明したが、本開示のロボット制御装置は、スポット溶接とは異なる溶接ロボットであっても、或いは、溶接以外の作業を行うロボットであっても、適用できる。なお、溶接以外の作業を行うロボットとしては、ワークの曲げ、切断などの加工を行うロボットや、ワークや治具の移動或いは搬送を行うロボットなど、を挙げることができる。
In the above embodiment, a welding robot that performs spot welding has been described as an example of the
また、本開示のロボット制御装置及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示のロボット制御装置及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示のロボット制御装置及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。ロボット制御装置に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。 The robot control device and method of the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to execute one or more functions embodied in a computer program. Alternatively, the robot control device and method of the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring a processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the robot control device and method of the present disclosure may be realized by one or more dedicated computers configured by combining a processor and memory programmed to execute one or more functions with a processor configured with one or more hardware logic circuits. Furthermore, the computer program may be stored in a computer-readable non-transient tangible recording medium as instructions executed by a computer. The method of realizing the functions of each unit included in the robot control device does not necessarily need to include software, and all of the functions may be realized using one or more hardware.
上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。 Multiple functions possessed by one component in the above embodiments may be realized by multiple components, or one function possessed by one component may be realized by multiple components. Furthermore, multiple functions possessed by multiple components may be realized by one component, or one function realized by multiple components may be realized by one component. Furthermore, part of the configuration of the above embodiments may be omitted. Furthermore, at least part of the configuration of the above embodiments may be added to or substituted for the configuration of another of the above embodiments.
また、本開示の技術は、ロボット制御装置の他、当該ロボット制御装置を構成要素とするロボット制御システム、当該ロボット制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、ロボットの動作データの補正方法など、種々の形態で実現することもできる。 In addition to the robot control device, the technology disclosed herein can also be realized in various forms, such as a robot control system that includes the robot control device as a component, a program for causing a computer to function as the robot control device, a non-transitive physical recording medium such as a semiconductor memory on which the program is recorded, and a method for correcting robot operation data.
[本明細書が開示する技術思想]
[項目1]
ワークに対する所定の作業を行う作業具を備えたロボットの動作を制御するロボット制御装置であって、
前記ロボットの3Dデータ、及び、前記ロボットが設置される作業空間内の設備の3Dデータ、を含む3Dデータが記憶された3Dデータ記憶部と、
前記ワークに対する作業を実施するために予め教示された前記ロボットの動きを表す動作データが記憶された動作データ記憶部と、
前記設備、前記ロボット、及び、前記ワークを含む前記作業空間を撮像可能に構成された撮像部と、
前記撮像部にて撮像された前記作業空間の実画像を表示可能に構成された表示部と、
前記表示部に表示された前記作業空間内の前記設備の前記実画像と、前記設備の前記3Dデータとに基づき、前記実画像内で前記ワークに対する作業領域から離れた所定の基準位置を特定し、前記ロボットの前記3Dデータに基づき、前記ロボットの前記作業具を前記基準位置まで移動させたときの前記作業具の仮想画像を、前記表示部に表示された前記実画像に重畳して表示させるよう構成された表示制御部と、
前記動作データに基づき、前記ロボットの前記作業具を前記作業空間内の前記基準位置まで移動させて、前記作業具に対し動作位置確認用の作業を実施させるよう構成された、ロボット制御部と、
を備えた、ロボット制御装置。
[Technical idea disclosed in this specification]
[Item 1]
A robot control device that controls the operation of a robot equipped with a work tool that performs a predetermined task on a workpiece,
A 3D data storage unit in which 3D data including 3D data of the robot and 3D data of equipment in a work space in which the robot is installed is stored;
an operation data storage unit that stores operation data representing a movement of the robot that has been taught in advance to perform a task on the workpiece;
An imaging unit configured to be able to image the work space including the facility, the robot, and the workpiece;
A display unit configured to display an actual image of the working space captured by the imaging unit;
a display control unit configured to identify a predetermined reference position away from a work area for the workpiece in the actual image based on the actual image of the equipment in the work space displayed on the display unit and the 3D data of the equipment, and to superimpose a virtual image of the work tool of the robot when the work tool is moved to the reference position based on the 3D data of the robot on the actual image displayed on the display unit;
a robot control unit configured to move the working tool of the robot to the reference position in the workspace based on the operation data and cause the working tool to perform an operation position confirmation task;
A robot control device comprising:
[項目2]
項目1に記載のロボット制御装置であって、
前記基準位置に表示された前記作業具の前記仮想画像と前記実画像との位置ずれ量を入力可能に構成された入力部と、
前記入力部から入力された前記基準位置での前記作業具の位置ずれ量に基づき、前記ロボットによる複数の作業点で位置ずれが生じることのないよう、前記動作データを補正するよう構成された補正部と、
を備えた、ロボット制御装置。
[Item 2]
Item 1: A robot control device comprising:
an input unit configured to be able to input a positional deviation amount between the virtual image and the actual image of the work tool displayed at the reference position;
a correction unit configured to correct the operation data based on the amount of positional deviation of the tool from the reference position input from the input unit so that positional deviation does not occur at a plurality of work points performed by the robot; and
A robot control device comprising:
[項目3]
項目2に記載のロボット制御装置であって、
前記3Dデータ記憶部には、前記ロボットによる作業対象となる前記ワークの3Dデータが記憶されており、
前記ロボット制御部は、前記補正部にて補正された前記動作データに基づき、前記ロボットを動作させて、動作検証用の作業を実施させ、
前記表示制御部は、前記ロボット制御部が、前記ロボットに対し前記動作検証用の作業を実施させているとき、前記3Dデータ記憶部に記憶された前記ワークの前記3Dデータに基づき、前記表示部に表示された前記実画像に対し、前記ワークの仮想画像を重畳して表示させる、ロボット制御装置。
[Item 3]
Item 2: The robot control device according to
The 3D data storage unit stores 3D data of the workpiece to be processed by the robot,
the robot control unit operates the robot based on the operation data corrected by the correction unit to perform an operation verification task;
The display control unit, when the robot control unit is causing the robot to perform the operation verification task, superimposes a virtual image of the workpiece on the actual image displayed on the display unit based on the 3D data of the workpiece stored in the 3D data storage unit, in a robot control device.
[項目4]
項目1~項目3の何れか1項に記載のロボット制御装置であって、
前記基準位置は、前記作業空間内で前記設備の外に設定されている、ロボット制御装置。
[Item 4]
A robot control device according to any one of items 1 to 3,
A robot control device, wherein the reference position is set outside the facility within the working space.
2…ロボット、4…ワーク、8…設備、10…作業空間、20…ヘッド、22,24…電極、30…情報処理装置、32…カメラ、34…表示部、36…操作部、40…マイコン、48…記憶部、50…OLPデータ。 2...Robot, 4...Work, 8...Equipment, 10...Work space, 20...Head, 22, 24...Electrodes, 30...Information processing device, 32...Camera, 34...Display unit, 36...Operation unit, 40...Microcomputer, 48...Memory unit, 50...OLP data.
Claims (4)
前記ロボットの3Dデータ、及び、前記ロボットが設置される作業空間内の設備の3Dデータ、を含む3Dデータが記憶された3Dデータ記憶部と、
前記ワークに対する作業を実施するために予め教示された前記ロボットの動きを表す動作データが記憶された動作データ記憶部と、
前記設備、前記ロボット、及び、前記ワークを含む前記作業空間を撮像可能に構成された撮像部と、
前記撮像部にて撮像された前記作業空間の実画像を表示可能に構成された表示部と、
前記表示部に表示された前記作業空間内の前記設備の前記実画像と、前記設備の前記3Dデータとに基づき、前記実画像内で前記ワークに対する作業領域から離れた所定の基準位置を特定し、前記ロボットの前記3Dデータに基づき、前記ロボットの前記作業具を前記基準位置まで移動させたときの前記作業具の仮想画像を、前記表示部に表示された前記実画像に重畳して表示させるよう構成された表示制御部と、
前記動作データに基づき、前記ロボットの前記作業具を前記作業空間内の前記基準位置まで移動させて、前記作業具に対し動作位置確認用の作業を実施させるよう構成された、ロボット制御部と、
を備えた、ロボット制御装置。 A robot control device that controls the operation of a robot equipped with a work tool that performs a predetermined task on a workpiece,
A 3D data storage unit in which 3D data including 3D data of the robot and 3D data of equipment in a work space in which the robot is installed is stored;
an operation data storage unit that stores operation data representing a movement of the robot that has been taught in advance to perform a task on the workpiece;
An imaging unit configured to be able to image the work space including the facility, the robot, and the workpiece;
A display unit configured to display an actual image of the working space captured by the imaging unit;
a display control unit configured to identify a predetermined reference position away from a work area for the workpiece in the actual image based on the actual image of the equipment in the work space displayed on the display unit and the 3D data of the equipment, and to superimpose a virtual image of the work tool of the robot when the work tool is moved to the reference position based on the 3D data of the robot on the actual image displayed on the display unit;
a robot control unit configured to move the working tool of the robot to the reference position in the workspace based on the operation data and cause the working tool to perform an operation position confirmation task;
A robot control device comprising:
前記基準位置に表示された前記作業具の前記仮想画像と前記実画像との位置ずれ量を入力可能に構成された入力部と、
前記入力部から入力された前記基準位置での前記作業具の位置ずれ量に基づき、前記ロボットによる複数の作業点で位置ずれが生じることのないよう、前記動作データを補正するよう構成された補正部と、
を備えた、ロボット制御装置。 The robot control device according to claim 1 ,
an input unit configured to be able to input a positional deviation amount between the virtual image and the actual image of the work tool displayed at the reference position;
a correction unit configured to correct the operation data based on the amount of positional deviation of the tool from the reference position input from the input unit so that positional deviation does not occur at a plurality of work points performed by the robot; and
A robot control device comprising:
前記3Dデータ記憶部には、前記ロボットによる作業対象となる前記ワークの3Dデータが記憶されており、
前記ロボット制御部は、前記補正部にて補正された前記動作データに基づき、前記ロボットを動作させて、動作検証用の作業を実施させ、
前記表示制御部は、前記ロボット制御部が、前記ロボットに対し前記動作検証用の作業を実施させているとき、前記3Dデータ記憶部に記憶された前記ワークの前記3Dデータに基づき、前記表示部に表示された前記実画像に対し、前記ワークの仮想画像を重畳して表示させる、ロボット制御装置。 The robot control device according to claim 2,
The 3D data storage unit stores 3D data of the workpiece to be processed by the robot,
the robot control unit operates the robot based on the operation data corrected by the correction unit to perform an operation verification task;
The display control unit, when the robot control unit is causing the robot to perform the operation verification task, superimposes a virtual image of the workpiece on the actual image displayed on the display unit based on the 3D data of the workpiece stored in the 3D data storage unit, in a robot control device.
前記基準位置は、前記作業空間内で前記設備の外に設定されている、ロボット制御装置。 The robot control device according to any one of claims 1 to 3,
A robot control device, wherein the reference position is set outside the facility within the working space.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2023215731A JP2025099234A (en) | 2023-12-21 | 2023-12-21 | Robot Control Device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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