示教系統(tǒng)、機(jī)器人系統(tǒng)以及示教方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 所公開的實(shí)施方式設(shè)及示教系統(tǒng)、機(jī)器人系統(tǒng)W及示教方法。
【背景技術(shù)】
[0002] W往，已知有運(yùn)樣的示教系統(tǒng)：一邊對機(jī)器人的動(dòng)作進(jìn)行仿真一邊生成示教數(shù)據(jù)。 在重建了實(shí)際作業(yè)現(xiàn)場的假想空間上，一邊使機(jī)器人等的Ξ維模型進(jìn)行動(dòng)作一邊生成示教 數(shù)據(jù)。
[0003] 另外，作為該示教系統(tǒng)，有運(yùn)樣的示教系統(tǒng)：將一邊追尋著操作者指定的避開障礙 物的退避位置一邊靠近對象物時(shí)的、機(jī)器人的動(dòng)作路徑數(shù)據(jù)作為示教數(shù)據(jù)（例如，參照專 利文獻(xiàn)1)。
[0004] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2012 - 24867號(hào)公報(bào) 陽〇化]然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，在減少對示教系統(tǒng)進(jìn)行操作來生成示教數(shù)據(jù)的操作者 的作業(yè)負(fù)荷和示教數(shù)據(jù)生成所需的時(shí)間的方面，尚有進(jìn)一步改善的余地。例如，在上述現(xiàn)有 技術(shù)中，操作者需要輸入機(jī)器人的動(dòng)作路徑中的多個(gè)示教點(diǎn)，從而操作者的作業(yè)負(fù)荷高且 示教數(shù)據(jù)的生成也需要時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 實(shí)施方式中的一個(gè)方式正是鑒于上述內(nèi)容而完成的，其目的在于提供如下運(yùn)樣的 示教系統(tǒng)、機(jī)器人系統(tǒng)W及示教方法：它們能夠減少與示教數(shù)據(jù)生成相關(guān)的作業(yè)負(fù)荷和所 需時(shí)間。
[0007] 實(shí)施方式中的一個(gè)方式的示教系統(tǒng)具備示教數(shù)據(jù)生成部、判定部和示教數(shù)據(jù)更新 部。所述示教數(shù)據(jù)生成部在包含作業(yè)工具、多關(guān)節(jié)的機(jī)器人、W及預(yù)先設(shè)定有利用所述作 業(yè)工具進(jìn)行作業(yè)的多個(gè)作業(yè)點(diǎn)的工件的假想環(huán)境下，W如下方式生成所述機(jī)器人的示教數(shù) 據(jù)，所述方式是：使所述作業(yè)工具經(jīng)過與各個(gè)所述作業(yè)點(diǎn)對應(yīng)的接近點(diǎn)（approachpoint) 而到達(dá)W及遠(yuǎn)離所述作業(yè)點(diǎn)。所述判定部判定將相鄰的所述接近點(diǎn)彼此相連的假想線是否 與所述工件或障礙物發(fā)生干設(shè)。在所述判定部判定為所述假想線與所述工件或所述障礙物 發(fā)生干設(shè)的情況下，所述示教數(shù)據(jù)更新部變更該假想線所設(shè)及的所述接近點(diǎn)的位置。
[0008] 根據(jù)實(shí)施方式中的一個(gè)方式，能夠減少與示教數(shù)據(jù)生成相關(guān)的作業(yè)負(fù)荷和所需時(shí) 間。
【附圖說明】
[0009] 圖1是示出包含實(shí)施方式的示教系統(tǒng)的機(jī)器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0010] 圖2是示出實(shí)施方式的示教方法的示意圖。
[0011] 圖3是示出實(shí)施方式的示教系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0012] 圖4是示出顯示部所顯示的假想圖像的一例的示意圖。
[0013] 圖5是設(shè)定接近點(diǎn)的操作的說明圖。
[0014] 圖6A是用于說明接近點(diǎn)的位置的變更方法的說明圖（其1)。
[0015] 圖6B是用于說明接近點(diǎn)的位置的變更方法的說明圖（其2)。
[0016] 圖6C是用于說明接近點(diǎn)的位置的變更方法的說明圖（其3)。
[0017] 圖抓是用于說明接近點(diǎn)的位置的變更方法的說明圖（其4)。
[0018] 圖7是確定作業(yè)點(diǎn)的作業(yè)順序的操作的說明圖。
[0019] 圖8是示出執(zhí)行實(shí)施方式的示教方法的處理流程的流程圖。
[0020] 圖9A是用于說明變形例（其1)的接近點(diǎn)的位置的變更方法的說明圖（其1)。
[0021] 圖9B是用于說明變形例（其1)的接近點(diǎn)的位置的變更方法的說明圖（其2)。
[0022] 圖9C是用于說明變形例（其1)的接近點(diǎn)的位置的變更方法的說明圖（其3)。
[0023] 圖9D是用于說明變形例（其1)的接近點(diǎn)的位置的變更方法的說明圖（其4)。
[0024] 圖10是示出變形例（其2)的機(jī)器人的示意圖。 陽0對標(biāo)號(hào)說明
[0026] 1 :機(jī)器人系統(tǒng)；10 :示教系統(tǒng)；11 :示教控制裝置；12 :顯示部；13 :操作部；14 :工 作（job)信息DB;20 :機(jī)器人控制裝置；30、30a:機(jī)器人；31 :基座部；32 :第1臂；33 :第2 臂；34 :凸緣部；35 :末端執(zhí)行器（endeffector) ;36 :保持部；111 :控制部；111a:圖像生 成部；mb:顯示控制部；111c:操作受理部；llld:確定部；llle:示教數(shù)據(jù)生成部；lllf: 判定部；lllg:示教數(shù)據(jù)更新部；11比：仿真指示部；llli:工作登記部；112 :存儲(chǔ)部；112a: 模型信息；112b:示教點(diǎn)信息；120 :顯示窗口；121 :假想圖像區(qū)域；122、123a:按鈕；123 : 對話框；351 :固定臂；352 :可動(dòng)臂；E1、E2 :電極。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面，參照附圖，對本申請所公開的示教系統(tǒng)、機(jī)器人系統(tǒng)W及示教方法的實(shí)施方 式進(jìn)行詳細(xì)說明。需指出的是，本發(fā)明并不限定于W下所示的實(shí)施方式。
[0028] 另外，下面舉例說明使顯示器等顯示部顯示機(jī)器人的Ξ維模型的圖形圖像的示教 系統(tǒng)。此外，下面有時(shí)將該Ξ維模型的圖形圖像記為"假想圖像"。
[0029] 另外，下面舉例說明包含點(diǎn)焊機(jī)器人的焊接機(jī)器人系統(tǒng)。然而，不限于此，焊接機(jī) 器人系統(tǒng)也可W置換成包含例如能夠進(jìn)行電弧焊接、螺絲緊固加工、鉆孔加工、密封材料等 的涂布加工、磨削加工之類的點(diǎn)、線或面加工的機(jī)器人的加工機(jī)器人系統(tǒng)。下面，分別將點(diǎn) 焊機(jī)器人記為"機(jī)器人"、將焊接機(jī)器人系統(tǒng)記為"機(jī)器人系統(tǒng)"。
[0030] 圖1是示出包含實(shí)施方式的示教系統(tǒng)10的機(jī)器人系統(tǒng)1的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0031] 如圖1所示，機(jī)器人系統(tǒng)1具備示教系統(tǒng)10、機(jī)器人控制裝置20和機(jī)器人30。另 夕F，示教系統(tǒng)10具備示教控制裝置11、顯示部12、操作部13和工作信息DB(數(shù)據(jù)庫）14。
[0032] 示教控制裝置11是對示教系統(tǒng)10的整體進(jìn)行控制的控制器，構(gòu)成為包含運(yùn)算處 理裝置、存儲(chǔ)裝置等。另外，示教控制裝置11與W顯示部12為代表的示教系統(tǒng)10的各種 裝置W可傳遞信息的方式連接。
[0033] 另外，示教控制裝置11向顯示部12輸出假想圖像，該假想圖像包含根據(jù)操作員利 用操作部13進(jìn)行的操作對機(jī)器人30等的動(dòng)作進(jìn)行仿真運(yùn)算的結(jié)果。運(yùn)里，在該假想圖像 中還包含機(jī)器人30的加工對象即工件W。此外，工件W由例如設(shè)置于地面等的載置臺(tái)P支 撐。
[0034] 另外，示教控制裝置11同樣根據(jù)操作員借利用操作部13進(jìn)行的操作，生成使機(jī)器 人30根據(jù)假想圖像進(jìn)行動(dòng)作的工作程序，且將該工作程序登記到工作信息DB(數(shù)據(jù)庫）14 中。
[0035] 顯示部12是所謂的顯示器等顯示設(shè)備。另外，操作部13是鼠標(biāo)等輸入設(shè)備。此 夕F，操作部13不是必須構(gòu)成為硬件部件，例如也可W是觸摸面板上顯示的觸摸鍵等軟件部 件。
[0036] 工作信息DB 14是登記有使機(jī)器人30進(jìn)行動(dòng)作的工作程序、該工作程序所包含的 "示教點(diǎn)"等與示教相關(guān)的信息的數(shù)據(jù)庫。
[0037] 運(yùn)里，所謂示教點(diǎn)，是指在使機(jī)器人30進(jìn)行再現(xiàn)動(dòng)作的情況下機(jī)器人30的各關(guān)節(jié) 應(yīng)當(dāng)經(jīng)由的目標(biāo)位置的信息，例如作為對機(jī)器人30的各軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的伺服電機(jī)中設(shè)置的 各編碼器的脈沖值來存儲(chǔ)所述示教點(diǎn)。機(jī)器人30根據(jù)多個(gè)示教點(diǎn)的信息進(jìn)行動(dòng)作，因此， 在工作信息DB14中與機(jī)器人30的每個(gè)運(yùn)動(dòng)（工作）相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)有多個(gè)示教點(diǎn)。
[0038] 換言之，在機(jī)器人30的工作程序中包含多個(gè)示教點(diǎn)、W及各示教點(diǎn)之間的插值動(dòng) 作命令和針對末端執(zhí)行器的動(dòng)作命令等的組合信息。此外，在使機(jī)器人30進(jìn)行再現(xiàn)動(dòng)作的 情況下，機(jī)器人30根據(jù)該工作程序進(jìn)行動(dòng)作。
[0039] 工作信息DB14與機(jī)器人控制裝置20W可傳遞信息的方式連接，所述機(jī)器人控制 裝置20是對實(shí)際的機(jī)器人30的動(dòng)作進(jìn)行控制的控制器。機(jī)器人控制裝置20根據(jù)該工作 信息DB14中登記的工作程序，對機(jī)器人30的各種動(dòng)作進(jìn)行控制。 W40] 此外，在圖1中，雖然舉例示出了工作信息DB14(示教系統(tǒng)10)與機(jī)器人控制裝 置20連接的情況，但是工作信息DB14(示教系統(tǒng)10)不是必須與機(jī)器人控制裝置20連接。 [0041 ] 例如，也可W是，經(jīng)由USBUniversalSerialBus:通用串行總線）存儲(chǔ)器等外部 存儲(chǔ)裝置，將示教系統(tǒng)10所生成的工作程序保存到機(jī)器人控制裝置20內(nèi)的存儲(chǔ)部（未圖 示）中。
[0042] 此外，在圖1中，從容易理解說明的觀點(diǎn)出發(fā)，示出了工作信息DB14和示教控制 裝置11分體地構(gòu)成的例子，但是，也可W將工作信息DB14存儲(chǔ)到示教控制裝置11內(nèi)部的 存儲(chǔ)部中。
[0043] 另外，在W下說明W及附圖3等中，為了容易理解示教控制裝置11的各功能而將 示教控制裝置11分成各個(gè)部分來表示，但是應(yīng)理解為，W下所示的各部分的功能全部都是 通過示教控制裝置11自身來實(shí)現(xiàn)的。
[0044] 另外，只要能夠?qū)崿F(xiàn)示教控制裝置11和機(jī)器人控制裝置20的各個(gè)功能，則示教控 制裝置11和機(jī)器人控制裝置20既可W由硬件實(shí)現(xiàn)，也可W由軟件（計(jì)算機(jī)程序）實(shí)現(xiàn)。當(dāng) 然，也可W由硬件與軟件的組合來實(shí)現(xiàn)。
[0045] 作為具體的例子，示教控制裝置11和機(jī)器人控制裝置20例如可W由計(jì)算機(jī)構(gòu)成。 此時(shí)，例如為CPU(CentralProcessingUnit,中央處理器）、MPU(Mic;roProcessorUnit， 微處理器）、MCU(MicroControl化it,微控制器）等。另外，示教控制裝置11和機(jī)器人控 制裝置20的各個(gè)功能也可W通過將預(yù)先制作的程序加載到計(jì)算機(jī)進(jìn)行執(zhí)行來實(shí)現(xiàn)。
[0046] 另外，該程序可W是記錄在非一時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)中的程序，所述計(jì)算 機(jī)可讀記錄介質(zhì)記錄有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的多個(gè)命令，該程序可W從該記錄介質(zhì)安裝到計(jì)算機(jī) 上。另外，作為計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，例如有硬盤（皿）、軟盤（FD)、壓縮盤（CD)、光學(xué)磁盤 (MO)、存儲(chǔ)卡等。
[0047] 另外，示教控制裝置11和機(jī)器人控制裝置20可w由一個(gè)物理實(shí)體來實(shí)現(xiàn)，也可w 由多個(gè)物理實(shí)體來實(shí)現(xiàn)。
[0048] 接著，對機(jī)器人30的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。機(jī)器人30具備基座部31、第1臂32、第2臂 33、凸緣部34和末端執(zhí)行器35。
[0049] 基座部31被固定在地面等上，基座部31將第1臂32的基端部支撐為能夠繞軸S 旋轉(zhuǎn)（參照圖中的繞軸S的箭頭）且能夠繞軸L旋轉(zhuǎn)（參照圖中的繞軸L的箭頭）。第1 臂32在末端部將第2臂33的基端部支撐為能夠繞軸U旋轉(zhuǎn)（參照圖中的繞軸U的箭頭）。
[0050] 第2臂33的末端部被設(shè)置成能夠相對于基端部繞軸R旋轉(zhuǎn)（參照圖中的繞軸R 的箭頭）。另外，第2臂33在末端部將凸緣部34的基端部支撐為能夠繞軸B旋轉(zhuǎn)（參照圖 中的繞軸B的箭頭）。凸緣部34在末端部將末端執(zhí)行器35的基端部支撐為能夠繞軸T旋 轉(zhuǎn)（參照圖中的繞軸T的箭頭）。
[0051] 伺服電機(jī)等驅(qū)動(dòng)源對機(jī)器人30的各關(guān)節(jié)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，各驅(qū)動(dòng)源根據(jù)來自機(jī)器人控 制裝置20的動(dòng)作指示，對機(jī)器人30的各關(guān)節(jié)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0052] 此外，實(shí)施方式的末端執(zhí)行器35是點(diǎn)焊槍。該末端執(zhí)行器35具備固定臂351和 可動(dòng)臂352。固定臂351被固定于末端執(zhí)行器35的主體部并且利用末端部支撐電極E1。
[0053] 可動(dòng)臂352被設(shè)置成：將電極E2支撐為與電極E1對置并且能夠利用末端執(zhí)行器 35中設(shè)置的驅(qū)動(dòng)源（未圖示）來變更電極E1與電極E2的間隔。目P，末端執(zhí)行器35是使可 動(dòng)臂352移動(dòng)而利用電極E1、E2按壓夾持工件W來進(jìn)行點(diǎn)焊的作業(yè)工具。
[0054] 運(yùn)里，使用圖2,對實(shí)施方式的示教方法進(jìn)行說明。圖2是示出實(shí)施方式的示教方 法的示意圖。
[0055]圖2所示的示教方法是生成如下運(yùn)樣的路徑的方法：所述路徑是例如使末端執(zhí)行 器35(參照圖1