機器人示教系統(tǒng)和機器人示教方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機器人示教系統(tǒng)和機器人示教方法。機器人示教系統(tǒng)包括：示教工具，所述示教工具包括操作部，所述操作部由使用者操作以指定示教位置，并且所述示教工具指定示教位置；測量部，所述測量部測量所述示教工具的位置和姿勢；以及控制部，所述控制部確定用于機器人的示教位置。所述機器人示教系統(tǒng)構(gòu)造成當使用者操作所述示教工具的所述操作部時連續(xù)地指定示教位置。
【專利說明】機器人示教系統(tǒng)和機器人示教方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人示教系統(tǒng)和機器人示教方法。
【背景技術(shù)】
[0002]日本專利特開N0.2011-104759公開了一種機器人控制系統(tǒng)，所述機器人控制系統(tǒng)包括:示教工具，所述示教工具定位在作為機器人的操作位置的示教位置中，以指定所述示教位置；立體攝像機，所述立體攝像機將定位在所述示教位置中的所述示教工具成像；以及控制器，所述控制器基于由所述立體攝像機成像的示教工具的位置和姿勢來確定用于所述機器人的示教位置。該機器人控制系統(tǒng)構(gòu)造成使得使用者操作與示教工具分離地設(shè)置的示教盒，以基于由立體攝像機成像的定位在示教位置中的示教工具的圖像來確定所述示教位置。
[0003]然而，在前述日本專利特開N0.2011-104759中描述的機器人控制系統(tǒng)中，使用者操作與示教工具分離地設(shè)置的示教盒，以基于由立體攝像機成像的定位在示教位置中的示教工具的圖像來確定所述示教位置，且因此每當指定所述示教位置就有必要操作與示教工具分離地設(shè)置的示教盒。因此，不利地增加使用者的操作負擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]已經(jīng)提出本發(fā)明以便解決前述問題，并且本發(fā)明的目的在于提供一種機器人示教系統(tǒng)和機器人示教方法，當借助示教工具指定用于機器人的示教位置時，所述機器人示教系統(tǒng)和機器人示教方法均能夠抑制使用者的操作負擔(dān)的增加。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)第一方面的機器人示教系統(tǒng)包括:一種機器人示教系統(tǒng)，所述機器人示教系統(tǒng)包括:示教工具，所述示教工具包括操作部，所述操作部由使用者操作以指定示教位置，并且所述示教工具被定位在作為機器人的操作位置的示教位置中以指定示教位置；測量部，所述測量部測量位于由所述示教工具指定的示教位置中的所述示教工具的位置和姿勢；以及控制部，所述控制部基于由所述測量部測量到的所述示教工具的位置和姿勢來確定用于所述機器人的示教位置，并且所述機器人示教系統(tǒng)構(gòu)造成當使用者操作所述示教工具的所述操作部時連續(xù)地指定示教位置。
[0006]在根據(jù)如上文所述的第一方面的該機器人示教系統(tǒng)中，提供包括由使用者操作以指定示教位置的操作部的示教工具，由此每當指定示教位置時不必操作與示教工具分離地設(shè)置的示教盒，且因此當使用者借助示教工具來指定用于機器人的示教位置時能夠抑制使用者的操作負擔(dān)的增加。此外，機器人示教系統(tǒng)構(gòu)造成當使用者操作示教工具的操作部時連續(xù)地指定示教位置，由此使用者通過操作設(shè)置在示教工具上的操作部而能夠連續(xù)地指定用于機器人的示教位置，而不必每當使用者指定示教位置時就操作與示教工具分離地設(shè)置的示教盒。因此，能夠有效地抑制使用者的操作負擔(dān)的增加。
[0007]根據(jù)第二方面的機器人示教方法包括:基于在示教工具定位在示教位置中的狀態(tài)下使用者操作所述示教工具的操作部，來指定作為機器人的操作位置的示教位置；測量位于由所述示教工具指定的示教位置中的所述示教工具的位置和姿勢；以及基于所測量到的所述示教工具的位置和姿勢，確定用于所述機器人的示教位置，借此生成用于所述機器人的示教程序，其中所述指定示教位置包括當使用者在移動所述示教工具的同時操作所述操作部時連續(xù)地指定示教位置。
[0008]如上文所述的，根據(jù)第二方面的該機器人示教方法包括基于在示教工具定位在示教位置中的狀態(tài)下使用者操作所述示教工具的操作部，來指定作為機器人的操作位置的示教位置，由此每當指定示教位置時不必操作與示教工具分離地設(shè)置的示教盒，且因此當使用者借助示教工具來指定用于機器人的示教位置時能夠抑制使用者的操作負擔(dān)的增加。此夕卜，所述指定示教位置包括:當使用者在移動所述示教工具的同時操作所述操作部時連續(xù)地指定示教位置，由此使用者通過操作設(shè)置在示教工具上的操作部而能夠連續(xù)地指定用于所述機器人的示教位置，而不必每當使用者指定示教位置時就操作與示教工具分離地設(shè)置的示教盒。因此，能夠有效地抑制使用者的操作負擔(dān)的增加。
[0009]本發(fā)明的前述以及其他目的、特征、方面和優(yōu)勢從本發(fā)明的下述詳細說明結(jié)合附圖將變得更明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是示出根據(jù)實施方式的機器人示教系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的框圖；
[0011]圖2是示出根據(jù)實施方式的機器人示教系統(tǒng)的機器人的立體圖；
[0012]圖3示出了根據(jù)實施方式的機器人示教系統(tǒng)的示教控制；
[0013]圖4示出了根據(jù)實施方式的機器人示教系統(tǒng)的示教工具；
[0014]圖5是用于示出根據(jù)實施方式的機器人示教系統(tǒng)的示教控制處理的第一流程圖；
[0015]圖6是用于示出根據(jù)實施方式的機器人示教系統(tǒng)的示教控制處理的第二流程圖；
[0016]圖7是示出根據(jù)實施方式的機器人示教系統(tǒng)的示教工具的第一變形例的立體圖；以及
[0017]圖8示出了根據(jù)實施方式的機器人示教系統(tǒng)的示教工具的第二變形例。
【具體實施方式】
[0018]現(xiàn)在參考附圖來描述實施方式。
[0019]首先，參考圖1至圖4來描述根據(jù)該實施方式的機器人示教系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)。
[0020]如圖1所示，機器人示教系統(tǒng)100包括機器人1、控制板(機器人控制器)2、PC (個人計算機)3、示教工具4以及立體攝像機5a和5b。機器人I被連接到控制板2。PC3借助有線連接或無線連接被連接到控制板2以及立體攝像機5a和5b。示教工具4借助有線連接被連接到PC3。PC3是“控制部”的示例。
[0021]控制板2包括作為控制結(jié)構(gòu)的控制軟件21。PC3包括視覺軟件31、模擬軟件32、存儲部33、攝像機驅(qū)動器34、以及作為控制結(jié)構(gòu)的輸入/輸出驅(qū)動器35。
[0022]如圖2所示，機器人I是豎直多關(guān)節(jié)機器人。機器人I包括基座11、安裝在基座11上的機器人臂12、以及安裝在機器人臂12的端部上的工具13a。機器人臂12具有六個自由度。在機器人臂12的端部上形成有凸緣13，所述凸緣具有供安裝工具13a的安裝部。
[0023]機器人臂12具有多個臂結(jié)構(gòu)，并且臂結(jié)構(gòu)12a聯(lián)接到基座11，以能夠繞與機器人I的安裝表面垂直的旋轉(zhuǎn)軸線Al旋轉(zhuǎn)。臂結(jié)構(gòu)12b聯(lián)接到臂結(jié)構(gòu)12a，以能夠繞垂直于旋轉(zhuǎn)軸線Al的旋轉(zhuǎn)軸線A2旋轉(zhuǎn)。臂結(jié)構(gòu)12c聯(lián)接到臂結(jié)構(gòu)12b，以能夠繞平行于旋轉(zhuǎn)軸線A2的旋轉(zhuǎn)軸線A3旋轉(zhuǎn)。臂結(jié)構(gòu)12d聯(lián)接到臂結(jié)構(gòu)12c，以能夠繞垂直于旋轉(zhuǎn)軸線A3的旋轉(zhuǎn)軸線A4旋轉(zhuǎn)。臂結(jié)構(gòu)12e聯(lián)接到臂結(jié)構(gòu)12d，以能夠繞垂直于旋轉(zhuǎn)軸線A4的旋轉(zhuǎn)軸線A5旋轉(zhuǎn)。臂結(jié)構(gòu)12f聯(lián)接到臂結(jié)構(gòu)12e，以能夠繞垂直于旋轉(zhuǎn)軸線A5的旋轉(zhuǎn)軸線A6旋轉(zhuǎn)。
[0024]在該說明中的諸如“平行”、“垂直”、“豎直”和“水平”的術(shù)語意味著不僅包括嚴格意義上的含義，還包括在更寬泛意義上的稍微偏離于“平行”、“垂直”、“豎直”和“水平”。伺服馬達被設(shè)置在相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸線Al至A6上，并且伺服馬達具有檢測其旋轉(zhuǎn)位置的編碼器。伺服馬達被連接到控制板2，并且構(gòu)造成基于控制板2的控制軟件21的控制指令來操作。
[0025]如圖2所示，凸緣13被安裝在機器人臂12的臂結(jié)構(gòu)12f上。在凸緣13上，安裝有對工件6 (見圖3)執(zhí)行操作的工具13a。在凸緣13上，安裝有將示教工具4成像的一對立體攝像機5a和5b。
[0026]控制板2構(gòu)造成控制機器人I的總體操作。具體地，控制板2構(gòu)造成基于由PC3生成的用于機器人I的示教程序而將控制指令從控制軟件21輸出給機器人1，以控制機器人I的操作。
[0027]根據(jù)該實施方式，PC3構(gòu)造成:基于使用者(操作者)在示教工具4定位在由所述示教工具指定的示教位置中的狀態(tài)下操作示教工具4的下文描述的示教按鈕43 (見圖4)，而借助立體攝像機5a和5b來成像位于所述示教位置中的所述示教工具4。此外，PC3構(gòu)造成:基于成像的示教工具4的位置和姿勢，確定用于機器人I的示教位置，借此生成用于機器人I的示教程序。
[0028]視覺軟件31構(gòu)造成生成用于機器人I的示教程序。具體地，視覺軟件31構(gòu)造成響應(yīng)于控制板2的控制軟件21的測量請求來測量示教程序的示教位置，以生成用于機器人I的示教程序。此外，視覺軟件31構(gòu)造成通過攝像機驅(qū)動器34來控制一對立體攝像機5a和5b，以將處于由示教工具4指定的示教位置的示教工具4成像。此外，視覺軟件31構(gòu)造成通過輸入/輸出驅(qū)動器35來接受使用者對示教工具4執(zhí)行的操作，并且控制用于指定示教工具4的示教位置的處理。
[0029]視覺軟件31構(gòu)造成在由示教工具4指定的示教位置之間進行插補，以生成用于機器人I的示教程序。具體地，視覺軟件31構(gòu)造成借助線性插補(M0VL)、鏈路(link)插補(MOVJ)或圓弧插補(MOVC)在由示教工具4指定的示教位置之間進行插補。此外，視覺軟件31構(gòu)造成:基于屬于機器人I的作業(yè)區(qū)域的示教位置以及屬于機器人I的非作業(yè)區(qū)域的示教位置，來確定機器人I的操作速度以及用于在示教位置之間移動的插補方法。作業(yè)區(qū)域是當工具13a對工件6執(zhí)行操作時機器人I移動所處的區(qū)域，并且非作業(yè)區(qū)域是其中工具13a不執(zhí)行操作的區(qū)域，例如其中機器人I在作業(yè)區(qū)域之間移動所處的區(qū)域。此外，視覺軟件31構(gòu)造成借助示教工具4的下文描述的OK通知燈44a、NG通知燈44b、警告通知燈44c和成像NG通知燈44d (見圖4)來執(zhí)行向使用者通知確定機器人I是否能夠移動到與示教工具4的位置和姿勢對應(yīng)的位置和姿勢的結(jié)果的控制。
[0030]模擬軟件32構(gòu)造成基于視覺軟件31的指令來執(zhí)行模擬。此外，模擬軟件32構(gòu)造成執(zhí)行模擬并且確定機器人I是否能夠移動到與示教工具4的位置和姿勢對應(yīng)的位置和姿勢。此外，模擬軟件32構(gòu)造成執(zhí)行模擬并且確定機器人I是否能夠移動通過在由示教工具4指定的示教位置之間插補的移動路徑。此外，模擬軟件32構(gòu)造成將確定機器人I是否能夠移動到與示教工具4的位置和姿勢對應(yīng)的位置和姿勢的結(jié)果以及確定機器人I是否能夠移動通過在由示教工具4指定的示教位置之間插補的移動路徑的結(jié)果輸出至視覺軟件31。同樣，模擬軟件32構(gòu)造成基于用于機器人I的所生成的示教程序來模擬機器人I的操作。存儲部33存儲由示教工具4指定的示教位置信息。
[0031]根據(jù)該實施方式，示教工具4構(gòu)造成定位在作為機器人I的操作位置的示教位置，以指定所述示教位置，如圖3所示。此外，示教工具4包括由使用者抓持的抓持部41以及用于示教機器人I的位置和姿勢的正四面體示教部42，如圖4所示。在抓持部41上，設(shè)置有由使用者操作以指定示教位置的示教按鈕43、0K通知燈44a、NG通知燈44b、警告通知燈44c以及成像NG通知燈44d。示教按鈕43是“操作部”或“示教操作部”的示例。OK通知燈44a、NG通知燈44b、警告通知燈44c以及成像NG通知燈44d是“通知部”的示例。OK通知燈44a和NG通知燈44b是“第一視覺通知部”的示例，警告通知燈44c是“第二視覺通知部”的示例。
[0032]OK通知燈44a和NG通知燈44b構(gòu)造成通知使用者以使得使用者能視覺識別機器人I是否能夠移動到與示教工具4的位置和姿勢對應(yīng)的位置和姿勢。具體地，當機器人I能夠移動到與示教工具4的位置和姿勢對應(yīng)的位置和姿勢時，OK通知燈44a發(fā)出藍光以用于通知。當機器人I未能移動到與示教工具4的位置和姿勢對應(yīng)的位置和姿勢時，NG通知燈44b發(fā)出紅光以用于通知。
[0033]警告通知燈44c構(gòu)造成通知使用者以使得使用者能視覺識別機器人I是否能夠移動通過在由示教工具4指定的示教位置之間插補的移動路徑。具體地，當機器人未能移動通過在由示教工具4指定的示教位置之間插補的移動路徑時，警告通知燈44c發(fā)出黃光以用于通知。當立體攝像機5a和5b僅能夠成像示教部42的下文描述的紅外LED421、422、423和424中的兩個或不到兩個時，成像NG通知燈44d發(fā)出紅光以用于通知。換句話說，當立體攝像機5a和5b不能識別示教工具4的示教位置和姿勢時，成像NG通知燈44d閃爍紅光。
[0034]通過順序地發(fā)光而能被彼此區(qū)分的紅外LED421、422、423和424被安裝在示教部42上，使得紅外LED421、422、423和424分別被布置在正四面體的頂點上。在紅外LED421、422,423和424上分別安裝有光擴散帽421a、422a、423a和424a。紅外LED421至424是“標記部”或“發(fā)光元件”的示例。
[0035]根據(jù)該實施方式，示教工具4構(gòu)造成當使用者操作示教按鈕43時連續(xù)地指定示教位置。連續(xù)地指定示教位置包括:不僅指定示教位置以使得這些示教位置彼此連續(xù)地連接，而且繼續(xù)指定示教位置。此外，示教工具4構(gòu)造成:能夠基于由使用者對示教按鈕43執(zhí)行的操作，操作成在逐個指定示教位置的模式與在示教工具4移動的同時連續(xù)地指定示教位置的模式之間切換。
[0036]具體地，示教工具4構(gòu)造成借助長按(例如，兩秒以上的按壓)示教按鈕43而切換至在示教工具4移動的同時連續(xù)地指定示教位置的模式。此外，示教工具4構(gòu)造成通過短按(例如，不到兩秒的按壓)示教按鈕43而切換至逐個指定示教位置的模式。此外，示教工具4構(gòu)造成每當使用者按下示教按鈕43時逐個指定示教位置，并且當使用者在移動示教工具4的同時連續(xù)地按下示教按鈕43時連續(xù)地指定示教位置。[0037]示教工具4構(gòu)造成:能夠基于由使用者對示教按鈕43執(zhí)行的操作，在將機器人I的作業(yè)區(qū)域與其非作業(yè)區(qū)域區(qū)分開的狀態(tài)下指定示教位置。具體地，示教工具4構(gòu)造成借助由使用者對示教按鈕43的雙擊來區(qū)分機器人I的作業(yè)區(qū)域和其非作業(yè)區(qū)域。
[0038]立體攝像機5a和5b構(gòu)造成:通過利用由內(nèi)置的控制設(shè)備(未示出)操作的視覺軟件將由這兩個攝像機成像的示教工具4的圖像彼此相關(guān)聯(lián)，而能夠識別示教工具4的三維位置。立體攝像機5a和5b構(gòu)造成將位于由示教工具4指定的示教位置的示教工具4成像。換句話說，立體攝像機5a和5b構(gòu)造成將從示教工具4的紅外LED421、422、423和424順序地發(fā)出的紅外光成像，以識別示教工具4的示教位置和姿勢。立體攝像機5a和5b是“測量部”或“成像部”的示例。
[0039]每當使用者按下示教按鈕43，立體攝像機5a和5b就將示教工具4成像。此外，立體攝像機5a和5b構(gòu)造成在使用者保持按下示教按鈕43而移動示教工具4時將示教工具4連續(xù)地成像。
[0040]其次，參考圖5和圖6來描述由機器人示教系統(tǒng)100的控制板2的控制軟件21以及PC3的視覺軟件31和模擬軟件32執(zhí)行的示教控制處理。
[0041]當使用者對控制軟件21執(zhí)行示教開始操作時，在步驟SI，控制軟件21將示教開始信號發(fā)送給處于用于接收信號的等待狀態(tài)的視覺軟件31。在步驟S2，已經(jīng)接收到示教開始信號的視覺軟件31向控制軟件21發(fā)送示教開始OK信號。之后，控制軟件21進入用于接收來自視覺軟件31的信號的等待狀態(tài)。此外，視覺軟件31進入等待直到使用者操作示教工具4的示教按鈕43以指定示教位置的輸入等待狀態(tài)。
[0042]當使用者在步驟S3接通示教狀態(tài)開關(guān)(未示出)時，輸入ON (中斷)信號從示教工具4被發(fā)送給視覺軟件31。在步驟S4，視覺軟件31將接通示教狀態(tài)LED (未示出)的信號發(fā)送給示教工具4。已經(jīng)接收到接通示教狀態(tài)LED的該信號的示教工具4接通示教狀態(tài)LED。因此，示教工具4開始用于指定用于機器人I的示教位置的處理。
[0043]當使用者按下位于示教位置中的示教工具4的示教按鈕43時，在步驟S5，輸入ON(中斷)信號從示教工具4被發(fā)送到視覺軟件31。當使用者操作(按下)該示教按鈕43時，示教位置被連續(xù)地指定。
[0044]在步驟S6，視覺軟件31將接通紅外LED421的信號發(fā)送給示教工具4。已經(jīng)接收到接通紅外LED421的該信號的示教工具4接通該紅外LED421，以便使得該紅外LED421輸出紅外光。在步驟S7，視覺軟件31發(fā)送成像觸發(fā)信號，以使得立體攝像機5a和5b執(zhí)行成像。在立體攝像機5a和5b執(zhí)行成像之后，在步驟S8，由立體攝像機5a和5b成像的兩個圖像被傳送給視覺軟件31。在步驟S9，視覺軟件31將關(guān)閉紅外LED421的信號發(fā)送給示教工具4。已經(jīng)接收到關(guān)閉紅外LED421的該信號的示教工具4關(guān)閉該紅外LED421。在步驟S6至S9的處理針對紅外LED422至424被類似地執(zhí)行。因此，在一個示教位置中的成像處理終止。
[0045]之后，視覺軟件31計算示教工具4的示教位置和姿勢。換句話說，視覺軟件31基于由立體攝像機5a和5b成像的紅外LED421至424的位置來計算示教工具4的示教部42的三維位置，并且識別示教工具4的示教位置和姿勢。如果能夠成像紅外LED421至424中的三個或更多個紅外LED，則示教部42的正四面體形狀能夠在三維空間中再現(xiàn)，并且因此可以計算示教工具4的示教位置和姿勢。[0046]在步驟S10，視覺軟件31將模擬指令信號發(fā)送給模擬軟件32。已經(jīng)接收到該模擬指令信號的模擬軟件32模擬機器人I是否能夠移動(能夠達到)與示教工具4的示教位置和姿勢對應(yīng)的位置和姿勢。此外，模擬軟件32模擬機器人I是否能夠移動通過在這些示教位置之間插補的移動路徑。在步驟S11，模擬軟件32將模擬結(jié)果(可達到性0K/NG)傳送給視覺軟件31。
[0047]在步驟S12，視覺軟件31基于模擬結(jié)果(可達到性0K/NG)來傳輸點亮示教工具4的OK通知燈44a、NG通知燈44b、警告通知燈44c或成像NG通知燈44d的信號。當機器人I能夠移動時，在步驟S13，視覺軟件31存儲示教位置I并且使得控制軟件21存儲該示教位置I。在步驟S14，視覺軟件31將關(guān)閉示教工具4的點亮的通知燈的信號發(fā)送給示教工具4。
[0048]在步驟S3至S14的處理針對示教位置2至示教位置N被類似地執(zhí)行。換句話說，由示教工具4指定的示教位置移動，并且在步驟S3至S14的處理被重復(fù)執(zhí)行。
[0049]在圖6中的步驟S15，視覺軟件31存儲示教位置N并且使得控制軟件21存儲該示教位置N。因此，全部的示教位置(示教位置I至示教位置N)已經(jīng)由示教工具4指定。
[0050]當使用者接通示教工具4的軌跡確認開關(guān)(未示出)時，在步驟S16，輸入ON (中斷)信號從示教工具4被發(fā)送到視覺軟件31。在步驟S17至S19，視覺軟件31將移動指令發(fā)送給模擬軟件32，并且使得模擬軟件32執(zhí)行移動機器人I以與示教位置I至示教位置N對應(yīng)的模擬。此時，移動機器人I的模擬的結(jié)果被顯示在PC3的顯示部(未示出)上。
[0051]在步驟S20，當使用者斷開示教狀態(tài)開關(guān)(未示出)時，輸入ON (中斷)信號從示教工具4被發(fā)送給視覺軟件31。在步驟S21，視覺軟件31發(fā)送關(guān)閉示教狀態(tài)LED (未示出)的信號給示教工具4。已經(jīng)接收到關(guān)閉示教狀態(tài)LED的該信號的示教工具4關(guān)閉所述示教狀態(tài)LED。因此，由示教工具4指定用于機器人I的示教位置的處理終止。然后，指定的示教位置被輸入到示教程序中，由此生成示教程序。
[0052]之后，控制軟件21發(fā)送示教位置I指令至示教位置N指令給機器人I。換句話說，機器人I基于示教程序進行回放(Play back)，并且實際上進行移動。
[0053]根據(jù)該實施方式，如上文所述的，示教工具4設(shè)置有由使用者操作以指定示教位置的示教按鈕43。因此，每當指定示教位置時，不必操作與示教工具4分離地設(shè)置的示教盒；且因此當使用者借助示教工具4來指定用于機器人I的示教位置時，能夠抑制使用者的操作負擔(dān)的增加。此外，示教操作能夠在其中機器人I的伺服馬達的伺服系統(tǒng)關(guān)閉而使得機器人I實際上不能借助示教盒移動的狀態(tài)下被執(zhí)行，且因此使用者能夠更安全地執(zhí)行該操作。此外，機器人示教系統(tǒng)100構(gòu)造成當使用者操作示教工具4的示教按鈕43時連續(xù)地指定示教位置。因此，使用者通過操作設(shè)置在示教工具4上的示教按鈕43而能夠連續(xù)地指定用于機器人I的示教位置，而不需要每當使用者指定示教位置時就操作與示教工具4分離地設(shè)置的示教盒，且因此能夠有效地抑制使用者的操作負擔(dān)的增加。
[0054]根據(jù)該實施方式，如上文所述，示教工具4構(gòu)造成:能夠基于由使用者對示教按鈕43執(zhí)行的操作，操作成在逐個指定示教位置的模式與在示教工具4移動的同時連續(xù)地指定示教位置的模式之間切換。因此，當示教位置被逐個指定時通過在示教位置之間插補能夠降低使用者的負擔(dān)，而當示教位置被連續(xù)地指定時示教位置(機器人的移動路徑)能夠被詳細地指定。[0055]根據(jù)該實施方式，如上文所述的，示教工具4構(gòu)造成每當使用者按下示教按鈕43時逐個指定示教位置并且當使用者在移動示教工具4的同時連續(xù)地按下示教按鈕43時連續(xù)地指定示教位置，并且立體攝像機5a和5b構(gòu)造成每當使用者按下示教按鈕43時就將示教工具4成像，并且當使用者在移動示教工具4的同時連續(xù)地按下示教按鈕43時將示教工具4連續(xù)地成像。因此，當示教位置被逐個指定時，每當使用者按下示教按鈕43就將示教工具4成像，且因此當在示教位置之間移動時示教工具4不被成像，從而能夠簡化成像處理。在連續(xù)地指定示教位置的情況下，當使用者連續(xù)地按下示教按鈕43時將示教工具4連續(xù)地成像，且因此使用者不必重復(fù)地按壓示教按鈕43以進行成像。因此，能夠降低使用者的負擔(dān)。
[0056]根據(jù)該實施方式，如上文所述的，PC3構(gòu)造成確定機器人I是否能夠移動到與示教工具4的位置和姿勢對應(yīng)的位置和姿勢，并且執(zhí)行借助示教工具4的OK通知燈44a、NG通知燈44b、警告通知燈44c和成像NG通知燈44d來通知使用者確定結(jié)果的控制。因此，每當示教工具4指定示教位置時，借助由使用者操作的示教工具4的OK通知燈44a、NG通知燈44b、警告通知燈44c和成像NG通知燈44d的通知，使用者能夠立即確認機器人I是否能夠移動到與示教工具4的指定示教位置和姿勢對應(yīng)的位置和姿勢，且因此能夠有效地執(zhí)行由使用者執(zhí)行的示教操作。因此，能夠降低使用者的示教操作的負擔(dān)。
[0057]根據(jù)該實施方式，如上文所述的，示教工具4的OK通知燈44a和NG通知燈44b構(gòu)造成通知使用者以使得使用者能夠視覺識別機器人I是否能夠移動到與示教工具4的位置和姿勢對應(yīng)的位置和姿勢。因此，通過使用者的視覺感測，使用者能容易地識別機器人I是否能夠移動到與示教工具4的位置和姿勢對應(yīng)的位置和姿勢。
[0058]根據(jù)該實施方式，如上文所述的，PC3構(gòu)造成確定機器人I是否能夠移動通過在由示教工具4指定的示教位置之間插補的移動路徑，并且PC3構(gòu)造成借助示教工具4的警告通知燈44c來執(zhí)行通知使用者確定結(jié)果的控制。因此，通過由使用者操作的示教工具4的警告通知燈44c的通知，使用者能夠立即確認機器人I是否能夠移動通過在所述示教位置之間插補的移動路徑，且因此能夠有效地執(zhí)行由使用者執(zhí)行的示教操作。
[0059]根據(jù)該實施方式，如上文所述的，示教工具4的警告通知燈44c構(gòu)造成通知使用者以使得使用者能夠視覺識別機器人I是否能夠移動通過在由示教工具4指定的示教位置之間插補的移動路徑。因此，通過使用者的視覺感測，使用者能容易地識別機器人I是否能夠移動通過在所述示教位置之間插補的移動路徑。
[0060]根據(jù)該實施方式，如上文所述的，示教工具4構(gòu)造成:能夠基于由使用者對示教按鈕43執(zhí)行的操作，在將機器人I的作業(yè)區(qū)域和其非作業(yè)區(qū)域區(qū)分開的狀態(tài)下指定示教位置。因此，在其中機器人I的作業(yè)區(qū)域和其非作業(yè)區(qū)域區(qū)分開的狀態(tài)下指定示教位置，且因此能容易地執(zhí)行適合于機器人I的操作的示教。
[0061]根據(jù)該實施方式，如上文所述的，PC3構(gòu)造成:基于屬于機器人I的作業(yè)區(qū)域的示教位置以及屬于機器人I的非作業(yè)區(qū)域的示教位置，來確定機器人I的操作速度以及在示教位置之間的運動的插補方法。因此，能夠確定機器人I的操作速度以及更適合于機器人I的操作的示教位置之間的運動的插補方法。
[0062]根據(jù)該實施方式，如上文所述的，能夠彼此區(qū)分的多個紅外LED421至424被設(shè)置成使得這些紅外LED421至424分別被設(shè)置在四面體示教部42的頂點上。因此，分別設(shè)置在四面體示教部42的頂點上的紅外LED421至424由立體攝像機5a和5b成像，由此能容易地獲得示教工具4的示教位置和姿勢。
[0063]根據(jù)該實施方式，如上文所述的，PC3構(gòu)造成順序地發(fā)出來自示教部42的多個紅外LED421至424的光，并且借助立體攝像機5a和5b成像由示教部42示教的示教位置。因此，設(shè)置在四面體示教部42的頂點上的紅外LED421至424能被單獨地區(qū)分，且因此能精確地獲得示教工具4的示教位置和姿勢。
[0064]根據(jù)該實施方式，如上文所述的，光擴散帽421a至424a分別被安裝在示教部42的多個紅外LED421至424上。因此，從紅外LED421至424輸出的紅外光能夠被擴散，且因此立體攝像機5a和5b能夠可靠地成像從紅外LED421至424輸出的紅外光，而與示教部42的姿勢無關(guān)。
[0065]根據(jù)該實施方式，如上文所述的，多個紅外LED421至424構(gòu)造成輸出紅外光，并且立體攝像機5a和5b構(gòu)造成接收從紅外LED421至424輸出的紅外光以執(zhí)行成像。因此，能夠識別來自紅外LED421至424的紅外光而不會受可見光影響，且因此能夠精確地獲得示教工具4的示教位置和姿勢。
[0066]根據(jù)該實施方式，如上文所述的，示教部42具有正四面體形狀。因此，示教部42以平衡的方式形成，使得能容易地識別示教工具4的示教位置和姿勢。
[0067]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解的是，基于設(shè)計需求和其他因素，能夠進行各種修改、組合、子組合和變化，只要這些修改、組合、子組合和變化落入所附的權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)即可。
[0068]例如，示教工具的抓持部可另選地形成為適合由機器人執(zhí)行的操作的工具形狀。具體地，如在圖7中所示的第一變形例中那樣，示教工具4a的抓持部41a能夠呈執(zhí)行研磨的研磨器的形式，并且示教部42能夠形成在與用于執(zhí)行研磨的部分對應(yīng)的部分上。此外，如在圖8中所示的第二變形例中那樣，示教工具4b的抓持部41b能夠呈機器人I的執(zhí)行操作的手的形式。因此，能夠更具體地指定精確地執(zhí)行操作的工具的位置和姿勢。
[0069]雖然在前述實施方式中機器人的機器人臂具有六個自由度，但是機器人臂可另選地具有例如除了六個自由度之外的自由度(五個自由度、七個自由度等)。此外，機器人并不受限于如前述實施方式中的所謂的豎直多關(guān)節(jié)機器人，而可以另選地采用其中可動部的旋轉(zhuǎn)軸線彼此平行的水平多關(guān)節(jié)機器人、并聯(lián)機器人(delta機器人)等。
[0070]雖然在前述實施方式中基于屬于機器人的作業(yè)區(qū)域的示教位置以及屬于機器人的非作業(yè)區(qū)域的示教位置來確定機器人的操作速度以及在示教位置之間的運動的插補方法，但是，機器人的操作速度和在示教位置之間的運動的插補方法中的至少一者可另選地例如基于屬于機器人的作業(yè)區(qū)域的示教位置以及屬于機器人的非作業(yè)區(qū)域的示教位置被確定。此外，機器人示教系統(tǒng)可構(gòu)造成使得使用者能改變插補方法、操作速度、以及與設(shè)置在示教工具上的輸入按鈕等的連續(xù)性/不連續(xù)性。此外，機器人示教系統(tǒng)可構(gòu)造成具有改變示教位置的已存儲信息(示教點)、取消所述示教點等的功能。
[0071]雖然在前述實施方式中采用通知使用者以使得使用者能獲得視覺認定的通知燈，但是通知部可另選地構(gòu)造成例如以聲音、借助振動等來通知使用者。此外，通知部可另選地包括諸如液晶顯示器的顯示部。
[0072]雖然在前述實施方式中示教工具的示教部具有正四面體形狀，但是示教部可另選地具有除了例如正四面體形狀之外的形狀。示教部可以例如呈三棱錐或者除三棱錐外的多棱錐的形式。
[0073]雖然在前述實施方式中示教工具借助有線連接被連接到PC (控制部)，但是示教工具可另選地例如借助無線連接被連接到控制部?？刂撇坎⒉幌抻赑C，而是可另選地采用諸如PLC或機器人控制器的計算單元。
[0074]雖然在前述實施方式中采用紅外LED作為標識部，但是例如可另選地采用發(fā)出可見光的LED作為標識部，或者可另選地采用除了 LED之外的發(fā)光元件作為標識部。此外，可采用標記(marker)等作為標識部，只要所述標記等能夠彼此區(qū)分開即可。
[0075]雖然在前述實施方式中為了便于描述，通過使用以沿著處理流程按順序執(zhí)行處理的流程驅(qū)動的方式描述的流程圖來描述控制部的處理操作，但是控制部的處理操作可另選地以處理基于事件被執(zhí)行的事件驅(qū)動的方式被執(zhí)行。在該情況下，控制部的處理操作可以完全事件驅(qū)動的方式、或以事件驅(qū)動的方式和流程驅(qū)動的方式的組合被執(zhí)行。
[0076]雖然在前述實施方式中立體攝像機(成像部或測量部)被安裝在機器人上，但是成像部(測量部)例如可另選地與機器人分離地被設(shè)置。此外，即使成像部(測量部)被安裝在機器人上，但成像部(測量部)的安裝位置也不局限于所述實施方式中的安裝位置，而是所述成像部(測量部)可以安裝在機器人臂的中間部分上。
[0077]雖然在前述實施方式中采用立體攝像機被用作測量部，但是可另選地采用不伴隨有光學(xué)成像的其他系統(tǒng)的裝置，只要該裝置作為測量部能測量與示教機器人的自由度對應(yīng)的示教工具的位置和姿勢并且在例如由示教工具指定的示教位置中獲得示教工具的位置和姿勢即可。例如，可通過將諸如加速度傳感器或陀螺傳感器的復(fù)合傳感器結(jié)合到示教工具中來構(gòu)造所述測量部。
【權(quán)利要求】
1.一種機器人不教系統(tǒng),所述機器人不教系統(tǒng)包括: 示教工具，所述示教工具包括操作部，所述操作部由使用者操作以指定示教位置，并且所述示教工具被定位在作為機器人的操作位置的示教位置中以指定示教位置； 測量部，所述測量部測量位于由所述示教工具指定的示教位置中的所述示教工具的位置和姿勢；以及 控制部，所述控制部基于由所述測量部測量到的所述示教工具的位置和姿勢來確定用于所述機器人的示教位置， 所述機器人示教系統(tǒng)構(gòu)造成當使用者操作所述示教工具的所述操作部時連續(xù)地指定示教位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人示教系統(tǒng)，其中， 所述測量部包括成像部，所述成像部將位于由所述示教工具指定的示教位置中的所述示教工具成像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人示教系統(tǒng)，其中， 所述示教工具構(gòu)造成:能夠基于由使用者對所述操作部執(zhí)行的操作，操作成在逐個指定示教位置的模式與在所述示教工具移動的同時連續(xù)地指定示教位置的模式之間切換。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機器人示教系統(tǒng)，其中， 所述示教工具的所述操作部包括示教操作部， 所述示教工具構(gòu)造成:每當使用者操作所述示教操作部時就指定示教位置；并且當使用者在移動所述示教工具的同時連續(xù)地操作所述示教操作部時連續(xù)地指定示教位置，并且 所述測量部構(gòu)造成:每當使用者操作所述示教操作部時就測量位于由所述示教工具指定的示教位置中的所述示教工具的位置和姿勢；并且當使用者在移動所述示教工具的同時連續(xù)地操作所述示教操作部時連續(xù)地測量位于示教位置中的所述示教工具的位置和姿勢。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人示教系統(tǒng)，其中， 所述示教工具包括通知部，并且 所述控制部構(gòu)造成:確定所述機器人是否能夠移動到與所述示教工具的位置和姿勢對應(yīng)的位置和姿勢；并且執(zhí)行借助所述示教工具的所述通知部向使用者通知確定結(jié)果的控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機器人示教系統(tǒng)，其中， 所述示教工具的所述通知部具有第一視覺通知部，所述第一視覺通知部通知使用者，以使得使用者能夠視覺識別所述機器人是否能夠移動到與所述示教工具的位置和姿勢對應(yīng)的位置和姿勢。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機器人示教系統(tǒng)，其中， 所述控制部構(gòu)造成:確定所述機器人是否能夠移動通過在由所述示教工具指定的示教位置之間插補的移動路徑；并且執(zhí)行借助所述示教工具的所述通知部向使用者通知確定結(jié)果的控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機器人示教系統(tǒng)，其中， 所述示教工具的所述通知部具有第二視覺通知部，所述第二視覺通知部通知使用者，以使得使用者能夠視覺識別所述機器人是否能夠移動通過在由所述示教工具指定的示教位置之間插補的移動路徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人示教系統(tǒng)，其中， 所述示教工具構(gòu)造成:能夠基于由使用者對所述操作部執(zhí)行的操作，在將所述機器人的作業(yè)區(qū)域與所述機器人的非作業(yè)區(qū)域區(qū)分開的狀態(tài)下指定示教位置。
10.一種機器人不教方法，所述機器人不教方法包括: 基于在示教工具定位在示教位置中的狀態(tài)下使用者操作所述示教工具的操作部，來指定作為機器人的操作位置的示教位置； 測量位于由所述示教工具指定的示教位置中的所述示教工具的位置和姿勢；以及基于所測量到的所述示教工具的位置和姿勢，確定用于所述機器人的示教位置，借此生成用于所述機器人的示教程序，其中 所述指定示教位置包括當使用者在移動所述示教工具的同時操作所述操作部時連續(xù)地指定 示教位置。
【文檔編號】B25J3/00GK103921265SQ201310183427
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月16日
【發(fā)明者】澤田有希子, 關(guān)山友之, 元永健一 申請人:株式會社安川電機