CN103921265A

CN103921265A - 机器人示教系统和机器人示教方法

Info

Publication number: CN103921265A
Application number: CN201310183427.5A
Authority: CN
Inventors: 泽田有希子; 关山友之; 元永健一
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2014-07-16
Also published as: US20140201112A1; US9104981B2; JP2014136275A; EP2757430A2; BR102013009830A2; JP5549749B1

Abstract

本发明涉及机器人示教系统和机器人示教方法。机器人示教系统包括：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；测量部，所述测量部测量所述示教工具的位置和姿势；以及控制部，所述控制部确定用于机器人的示教位置。所述机器人示教系统构造成当使用者操作所述示教工具的所述操作部时连续地指定示教位置。

Description

机器人示教系统和机器人示教方法

技术领域

本发明涉及机器人示教系统和机器人示教方法。

背景技术

日本专利特开No.2011-104759公开了一种机器人控制系统，所述机器人控制系统包括：示教工具，所述示教工具定位在作为机器人的操作位置的示教位置中，以指定所述示教位置；立体摄像机，所述立体摄像机将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体摄像机成像的示教工具的位置和姿势来确定用于所述机器人的示教位置。该机器人控制系统构造成使得使用者操作与示教工具分离地设置的示教盒，以基于由立体摄像机成像的定位在示教位置中的示教工具的图像来确定所述示教位置。

然而，在前述日本专利特开No.2011-104759中描述的机器人控制系统中，使用者操作与示教工具分离地设置的示教盒，以基于由立体摄像机成像的定位在示教位置中的示教工具的图像来确定所述示教位置，且因此每当指定所述示教位置就有必要操作与示教工具分离地设置的示教盒。因此，不利地增加使用者的操作负担。

发明内容

已经提出本发明以便解决前述问题，并且本发明的目的在于提供一种机器人示教系统和机器人示教方法，当借助示教工具指定用于机器人的示教位置时，所述机器人示教系统和机器人示教方法均能够抑制使用者的操作负担的增加。

为了实现上述目的，根据第一方面的机器人示教系统包括：一种机器人示教系统，所述机器人示教系统包括：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为机器人的操作位置的示教位置中以指定示教位置；测量部，所述测量部测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势；以及控制部，所述控制部基于由所述测量部测量到的所述示教工具的位置和姿势来确定用于所述机器人的示教位置，并且所述机器人示教系统构造成当使用者操作所述示教工具的所述操作部时连续地指定示教位置。

在根据如上文所述的第一方面的该机器人示教系统中，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，由此每当指定示教位置时不必操作与示教工具分离地设置的示教盒，且因此当使用者借助示教工具来指定用于机器人的示教位置时能够抑制使用者的操作负担的增加。此外，机器人示教系统构造成当使用者操作示教工具的操作部时连续地指定示教位置，由此使用者通过操作设置在示教工具上的操作部而能够连续地指定用于机器人的示教位置，而不必每当使用者指定示教位置时就操作与示教工具分离地设置的示教盒。因此，能够有效地抑制使用者的操作负担的增加。

根据第二方面的机器人示教方法包括：基于在示教工具定位在示教位置中的状态下使用者操作所述示教工具的操作部，来指定作为机器人的操作位置的示教位置；测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势；以及基于所测量到的所述示教工具的位置和姿势，确定用于所述机器人的示教位置，借此生成用于所述机器人的示教程序，其中所述指定示教位置包括当使用者在移动所述示教工具的同时操作所述操作部时连续地指定示教位置。

如上文所述的，根据第二方面的该机器人示教方法包括基于在示教工具定位在示教位置中的状态下使用者操作所述示教工具的操作部，来指定作为机器人的操作位置的示教位置，由此每当指定示教位置时不必操作与示教工具分离地设置的示教盒，且因此当使用者借助示教工具来指定用于机器人的示教位置时能够抑制使用者的操作负担的增加。此外，所述指定示教位置包括：当使用者在移动所述示教工具的同时操作所述操作部时连续地指定示教位置，由此使用者通过操作设置在示教工具上的操作部而能够连续地指定用于所述机器人的示教位置，而不必每当使用者指定示教位置时就操作与示教工具分离地设置的示教盒。因此，能够有效地抑制使用者的操作负担的增加。

本发明的前述以及其他目的、特征、方面和优势从本发明的下述详细说明结合附图将变得更明显。

附图说明

图1是示出根据实施方式的机器人示教系统的总体结构的框图；

图2是示出根据实施方式的机器人示教系统的机器人的立体图；

图3示出了根据实施方式的机器人示教系统的示教控制；

图4示出了根据实施方式的机器人示教系统的示教工具；

图5是用于示出根据实施方式的机器人示教系统的示教控制处理的第一流程图；

图6是用于示出根据实施方式的机器人示教系统的示教控制处理的第二流程图；

图7是示出根据实施方式的机器人示教系统的示教工具的第一变形例的立体图；以及

图8示出了根据实施方式的机器人示教系统的示教工具的第二变形例。

具体实施方式

现在参考附图来描述实施方式。

首先，参考图1至图4来描述根据该实施方式的机器人示教系统100的结构。

如图1所示，机器人示教系统100包括机器人1、控制板（机器人控制器）2、PC（个人计算机）3、示教工具4以及立体摄像机5a和5b。机器人1被连接到控制板2。PC3借助有线连接或无线连接被连接到控制板2以及立体摄像机5a和5b。示教工具4借助有线连接被连接到PC3。PC3是“控制部”的示例。

控制板2包括作为控制结构的控制软件21。PC3包括视觉软件31、模拟软件32、存储部33、摄像机驱动器34、以及作为控制结构的输入/输出驱动器35。

如图2所示，机器人1是竖直多关节机器人。机器人1包括基座11、安装在基座11上的机器人臂12、以及安装在机器人臂12的端部上的工具13a。机器人臂12具有六个自由度。在机器人臂12的端部上形成有凸缘13，所述凸缘具有供安装工具13a的安装部。

机器人臂12具有多个臂结构，并且臂结构12a联接到基座11，以能够绕与机器人1的安装表面垂直的旋转轴线A1旋转。臂结构12b联接到臂结构12a，以能够绕垂直于旋转轴线A1的旋转轴线A2旋转。臂结构12c联接到臂结构12b，以能够绕平行于旋转轴线A2的旋转轴线A3旋转。臂结构12d联接到臂结构12c，以能够绕垂直于旋转轴线A3的旋转轴线A4旋转。臂结构12e联接到臂结构12d，以能够绕垂直于旋转轴线A4的旋转轴线A5旋转。臂结构12f联接到臂结构12e，以能够绕垂直于旋转轴线A5的旋转轴线A6旋转。

在该说明中的诸如“平行”、“垂直”、“竖直”和“水平”的术语意味着不仅包括严格意义上的含义，还包括在更宽泛意义上的稍微偏离于“平行”、“垂直”、“竖直”和“水平”。伺服马达被设置在相应的旋转轴线A1至A6上，并且伺服马达具有检测其旋转位置的编码器。伺服马达被连接到控制板2，并且构造成基于控制板2的控制软件21的控制指令来操作。

如图2所示，凸缘13被安装在机器人臂12的臂结构12f上。在凸缘13上，安装有对工件6（见图3）执行操作的工具13a。在凸缘13上，安装有将示教工具4成像的一对立体摄像机5a和5b。

控制板2构造成控制机器人1的总体操作。具体地，控制板2构造成基于由PC3生成的用于机器人1的示教程序而将控制指令从控制软件21输出给机器人1，以控制机器人1的操作。

根据该实施方式，PC3构造成：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状态下操作示教工具4的下文描述的示教按钮43（见图4），而借助立体摄像机5a和5b来成像位于所述示教位置中的所述示教工具4。此外，PC3构造成：基于成像的示教工具4的位置和姿势，确定用于机器人1的示教位置，借此生成用于机器人1的示教程序。

视觉软件31构造成生成用于机器人1的示教程序。具体地，视觉软件31构造成响应于控制板2的控制软件21的测量请求来测量示教程序的示教位置，以生成用于机器人1的示教程序。此外，视觉软件31构造成通过摄像机驱动器34来控制一对立体摄像机5a和5b，以将处于由示教工具4指定的示教位置的示教工具4成像。此外，视觉软件31构造成通过输入/输出驱动器35来接受使用者对示教工具4执行的操作，并且控制用于指定示教工具4的示教位置的处理。

视觉软件31构造成在由示教工具4指定的示教位置之间进行插补，以生成用于机器人1的示教程序。具体地，视觉软件31构造成借助线性插补（MOVL）、链路（link）插补（MOVJ）或圆弧插补（MOVC）在由示教工具4指定的示教位置之间进行插补。此外，视觉软件31构造成：基于属于机器人1的作业区域的示教位置以及属于机器人1的非作业区域的示教位置，来确定机器人1的操作速度以及用于在示教位置之间移动的插补方法。作业区域是当工具13a对工件6执行操作时机器人1移动所处的区域，并且非作业区域是其中工具13a不执行操作的区域，例如其中机器人1在作业区域之间移动所处的区域。此外，视觉软件31构造成借助示教工具4的下文描述的OK通知灯44a、NG通知灯44b、警告通知灯44c和成像NG通知灯44d（见图4）来执行向使用者通知确定机器人1是否能够移动到与示教工具4的位置和姿势对应的位置和姿势的结果的控制。

模拟软件32构造成基于视觉软件31的指令来执行模拟。此外，模拟软件32构造成执行模拟并且确定机器人1是否能够移动到与示教工具4的位置和姿势对应的位置和姿势。此外，模拟软件32构造成执行模拟并且确定机器人1是否能够移动通过在由示教工具4指定的示教位置之间插补的移动路径。此外，模拟软件32构造成将确定机器人1是否能够移动到与示教工具4的位置和姿势对应的位置和姿势的结果以及确定机器人1是否能够移动通过在由示教工具4指定的示教位置之间插补的移动路径的结果输出至视觉软件31。同样，模拟软件32构造成基于用于机器人1的所生成的示教程序来模拟机器人1的操作。存储部33存储由示教工具4指定的示教位置信息。

根据该实施方式，示教工具4构造成定位在作为机器人1的操作位置的示教位置，以指定所述示教位置，如图3所示。此外，示教工具4包括由使用者抓持的抓持部41以及用于示教机器人1的位置和姿势的正四面体示教部42，如图4所示。在抓持部41上，设置有由使用者操作以指定示教位置的示教按钮43、OK通知灯44a、NG通知灯44b、警告通知灯44c以及成像NG通知灯44d。示教按钮43是“操作部”或“示教操作部”的示例。OK通知灯44a、NG通知灯44b、警告通知灯44c以及成像NG通知灯44d是“通知部”的示例。OK通知灯44a和NG通知灯44b是“第一视觉通知部”的示例，警告通知灯44c是“第二视觉通知部”的示例。

OK通知灯44a和NG通知灯44b构造成通知使用者以使得使用者能视觉识别机器人1是否能够移动到与示教工具4的位置和姿势对应的位置和姿势。具体地，当机器人1能够移动到与示教工具4的位置和姿势对应的位置和姿势时，OK通知灯44a发出蓝光以用于通知。当机器人1未能移动到与示教工具4的位置和姿势对应的位置和姿势时，NG通知灯44b发出红光以用于通知。

警告通知灯44c构造成通知使用者以使得使用者能视觉识别机器人1是否能够移动通过在由示教工具4指定的示教位置之间插补的移动路径。具体地，当机器人未能移动通过在由示教工具4指定的示教位置之间插补的移动路径时，警告通知灯44c发出黄光以用于通知。当立体摄像机5a和5b仅能够成像示教部42的下文描述的红外LED421、422、423和424中的两个或不到两个时，成像NG通知灯44d发出红光以用于通知。换句话说，当立体摄像机5a和5b不能识别示教工具4的示教位置和姿势时，成像NG通知灯44d闪烁红光。

通过顺序地发光而能被彼此区分的红外LED421、422、423和424被安装在示教部42上，使得红外LED421、422、423和424分别被布置在正四面体的顶点上。在红外LED421、422、423和424上分别安装有光扩散帽421a、422a、423a和424a。红外LED421至424是“标记部”或“发光元件”的示例。

根据该实施方式，示教工具4构造成当使用者操作示教按钮43时连续地指定示教位置。连续地指定示教位置包括：不仅指定示教位置以使得这些示教位置彼此连续地连接，而且继续指定示教位置。此外，示教工具4构造成：能够基于由使用者对示教按钮43执行的操作，操作成在逐个指定示教位置的模式与在示教工具4移动的同时连续地指定示教位置的模式之间切换。

具体地，示教工具4构造成借助长按（例如，两秒以上的按压）示教按钮43而切换至在示教工具4移动的同时连续地指定示教位置的模式。此外，示教工具4构造成通过短按（例如，不到两秒的按压）示教按钮43而切换至逐个指定示教位置的模式。此外，示教工具4构造成每当使用者按下示教按钮43时逐个指定示教位置，并且当使用者在移动示教工具4的同时连续地按下示教按钮43时连续地指定示教位置。

示教工具4构造成：能够基于由使用者对示教按钮43执行的操作，在将机器人1的作业区域与其非作业区域区分开的状态下指定示教位置。具体地，示教工具4构造成借助由使用者对示教按钮43的双击来区分机器人1的作业区域和其非作业区域。

立体摄像机5a和5b构造成：通过利用由内置的控制设备（未示出）操作的视觉软件将由这两个摄像机成像的示教工具4的图像彼此相关联，而能够识别示教工具4的三维位置。立体摄像机5a和5b构造成将位于由示教工具4指定的示教位置的示教工具4成像。换句话说，立体摄像机5a和5b构造成将从示教工具4的红外LED421、422、423和424顺序地发出的红外光成像，以识别示教工具4的示教位置和姿势。立体摄像机5a和5b是“测量部”或“成像部”的示例。

每当使用者按下示教按钮43，立体摄像机5a和5b就将示教工具4成像。此外，立体摄像机5a和5b构造成在使用者保持按下示教按钮43而移动示教工具4时将示教工具4连续地成像。

其次，参考图5和图6来描述由机器人示教系统100的控制板2的控制软件21以及PC3的视觉软件31和模拟软件32执行的示教控制处理。

当使用者对控制软件21执行示教开始操作时，在步骤S1，控制软件21将示教开始信号发送给处于用于接收信号的等待状态的视觉软件31。在步骤S2，已经接收到示教开始信号的视觉软件31向控制软件21发送示教开始OK信号。之后，控制软件21进入用于接收来自视觉软件31的信号的等待状态。此外，视觉软件31进入等待直到使用者操作示教工具4的示教按钮43以指定示教位置的输入等待状态。

当使用者在步骤S3接通示教状态开关（未示出）时，输入ON（中断）信号从示教工具4被发送给视觉软件31。在步骤S4，视觉软件31将接通示教状态LED（未示出）的信号发送给示教工具4。已经接收到接通示教状态LED的该信号的示教工具4接通示教状态LED。因此，示教工具4开始用于指定用于机器人1的示教位置的处理。

当使用者按下位于示教位置中的示教工具4的示教按钮43时，在步骤S5，输入ON（中断）信号从示教工具4被发送到视觉软件31。当使用者操作（按下）该示教按钮43时，示教位置被连续地指定。

在步骤S6，视觉软件31将接通红外LED421的信号发送给示教工具4。已经接收到接通红外LED421的该信号的示教工具4接通该红外LED421，以便使得该红外LED421输出红外光。在步骤S7，视觉软件31发送成像触发信号，以使得立体摄像机5a和5b执行成像。在立体摄像机5a和5b执行成像之后，在步骤S8，由立体摄像机5a和5b成像的两个图像被传送给视觉软件31。在步骤S9，视觉软件31将关闭红外LED421的信号发送给示教工具4。已经接收到关闭红外LED421的该信号的示教工具4关闭该红外LED421。在步骤S6至S9的处理针对红外LED422至424被类似地执行。因此，在一个示教位置中的成像处理终止。

之后，视觉软件31计算示教工具4的示教位置和姿势。换句话说，视觉软件31基于由立体摄像机5a和5b成像的红外LED421至424的位置来计算示教工具4的示教部42的三维位置，并且识别示教工具4的示教位置和姿势。如果能够成像红外LED421至424中的三个或更多个红外LED，则示教部42的正四面体形状能够在三维空间中再现，并且因此可以计算示教工具4的示教位置和姿势。

在步骤S10，视觉软件31将模拟指令信号发送给模拟软件32。已经接收到该模拟指令信号的模拟软件32模拟机器人1是否能够移动（能够达到）与示教工具4的示教位置和姿势对应的位置和姿势。此外，模拟软件32模拟机器人1是否能够移动通过在这些示教位置之间插补的移动路径。在步骤S11，模拟软件32将模拟结果（可达到性OK/NG）传送给视觉软件31。

在步骤S12，视觉软件31基于模拟结果（可达到性OK/NG）来传输点亮示教工具4的OK通知灯44a、NG通知灯44b、警告通知灯44c或成像NG通知灯44d的信号。当机器人1能够移动时，在步骤S13，视觉软件31存储示教位置1并且使得控制软件21存储该示教位置1。在步骤S14，视觉软件31将关闭示教工具4的点亮的通知灯的信号发送给示教工具4。

在步骤S3至S14的处理针对示教位置2至示教位置N被类似地执行。换句话说，由示教工具4指定的示教位置移动，并且在步骤S3至S14的处理被重复执行。

在图6中的步骤S15，视觉软件31存储示教位置N并且使得控制软件21存储该示教位置N。因此，全部的示教位置（示教位置1至示教位置N）已经由示教工具4指定。

当使用者接通示教工具4的轨迹确认开关（未示出）时，在步骤S16，输入ON（中断）信号从示教工具4被发送到视觉软件31。在步骤S17至S19，视觉软件31将移动指令发送给模拟软件32，并且使得模拟软件32执行移动机器人1以与示教位置1至示教位置N对应的模拟。此时，移动机器人1的模拟的结果被显示在PC3的显示部（未示出）上。

在步骤S20，当使用者断开示教状态开关（未示出）时，输入ON（中断）信号从示教工具4被发送给视觉软件31。在步骤S21，视觉软件31发送关闭示教状态LED（未示出）的信号给示教工具4。已经接收到关闭示教状态LED的该信号的示教工具4关闭所述示教状态LED。因此，由示教工具4指定用于机器人1的示教位置的处理终止。然后，指定的示教位置被输入到示教程序中，由此生成示教程序。

之后，控制软件21发送示教位置1指令至示教位置N指令给机器人1。换句话说，机器人1基于示教程序进行回放（play back），并且实际上进行移动。

根据该实施方式，如上文所述的，示教工具4设置有由使用者操作以指定示教位置的示教按钮43。因此，每当指定示教位置时，不必操作与示教工具4分离地设置的示教盒；且因此当使用者借助示教工具4来指定用于机器人1的示教位置时，能够抑制使用者的操作负担的增加。此外，示教操作能够在其中机器人1的伺服马达的伺服系统关闭而使得机器人1实际上不能借助示教盒移动的状态下被执行，且因此使用者能够更安全地执行该操作。此外，机器人示教系统100构造成当使用者操作示教工具4的示教按钮43时连续地指定示教位置。因此，使用者通过操作设置在示教工具4上的示教按钮43而能够连续地指定用于机器人1的示教位置，而不需要每当使用者指定示教位置时就操作与示教工具4分离地设置的示教盒，且因此能够有效地抑制使用者的操作负担的增加。

根据该实施方式，如上文所述，示教工具4构造成：能够基于由使用者对示教按钮43执行的操作，操作成在逐个指定示教位置的模式与在示教工具4移动的同时连续地指定示教位置的模式之间切换。因此，当示教位置被逐个指定时通过在示教位置之间插补能够降低使用者的负担，而当示教位置被连续地指定时示教位置（机器人的移动路径）能够被详细地指定。

根据该实施方式，如上文所述的，示教工具4构造成每当使用者按下示教按钮43时逐个指定示教位置并且当使用者在移动示教工具4的同时连续地按下示教按钮43时连续地指定示教位置，并且立体摄像机5a和5b构造成每当使用者按下示教按钮43时就将示教工具4成像，并且当使用者在移动示教工具4的同时连续地按下示教按钮43时将示教工具4连续地成像。因此，当示教位置被逐个指定时，每当使用者按下示教按钮43就将示教工具4成像，且因此当在示教位置之间移动时示教工具4不被成像，从而能够简化成像处理。在连续地指定示教位置的情况下，当使用者连续地按下示教按钮43时将示教工具4连续地成像，且因此使用者不必重复地按压示教按钮43以进行成像。因此，能够降低使用者的负担。

根据该实施方式，如上文所述的，PC3构造成确定机器人1是否能够移动到与示教工具4的位置和姿势对应的位置和姿势，并且执行借助示教工具4的OK通知灯44a、NG通知灯44b、警告通知灯44c和成像NG通知灯44d来通知使用者确定结果的控制。因此，每当示教工具4指定示教位置时，借助由使用者操作的示教工具4的OK通知灯44a、NG通知灯44b、警告通知灯44c和成像NG通知灯44d的通知，使用者能够立即确认机器人1是否能够移动到与示教工具4的指定示教位置和姿势对应的位置和姿势，且因此能够有效地执行由使用者执行的示教操作。因此，能够降低使用者的示教操作的负担。

根据该实施方式，如上文所述的，示教工具4的OK通知灯44a和NG通知灯44b构造成通知使用者以使得使用者能够视觉识别机器人1是否能够移动到与示教工具4的位置和姿势对应的位置和姿势。因此，通过使用者的视觉感测，使用者能容易地识别机器人1是否能够移动到与示教工具4的位置和姿势对应的位置和姿势。

根据该实施方式，如上文所述的，PC3构造成确定机器人1是否能够移动通过在由示教工具4指定的示教位置之间插补的移动路径，并且PC3构造成借助示教工具4的警告通知灯44c来执行通知使用者确定结果的控制。因此，通过由使用者操作的示教工具4的警告通知灯44c的通知，使用者能够立即确认机器人1是否能够移动通过在所述示教位置之间插补的移动路径，且因此能够有效地执行由使用者执行的示教操作。

根据该实施方式，如上文所述的，示教工具4的警告通知灯44c构造成通知使用者以使得使用者能够视觉识别机器人1是否能够移动通过在由示教工具4指定的示教位置之间插补的移动路径。因此，通过使用者的视觉感测，使用者能容易地识别机器人1是否能够移动通过在所述示教位置之间插补的移动路径。

根据该实施方式，如上文所述的，示教工具4构造成：能够基于由使用者对示教按钮43执行的操作，在将机器人1的作业区域和其非作业区域区分开的状态下指定示教位置。因此，在其中机器人1的作业区域和其非作业区域区分开的状态下指定示教位置，且因此能容易地执行适合于机器人1的操作的示教。

根据该实施方式，如上文所述的，PC3构造成：基于属于机器人1的作业区域的示教位置以及属于机器人1的非作业区域的示教位置，来确定机器人1的操作速度以及在示教位置之间的运动的插补方法。因此，能够确定机器人1的操作速度以及更适合于机器人1的操作的示教位置之间的运动的插补方法。

根据该实施方式，如上文所述的，能够彼此区分的多个红外LED421至424被设置成使得这些红外LED421至424分别被设置在四面体示教部42的顶点上。因此，分别设置在四面体示教部42的顶点上的红外LED421至424由立体摄像机5a和5b成像，由此能容易地获得示教工具4的示教位置和姿势。

根据该实施方式，如上文所述的，PC3构造成顺序地发出来自示教部42的多个红外LED421至424的光，并且借助立体摄像机5a和5b成像由示教部42示教的示教位置。因此，设置在四面体示教部42的顶点上的红外LED421至424能被单独地区分，且因此能精确地获得示教工具4的示教位置和姿势。

根据该实施方式，如上文所述的，光扩散帽421a至424a分别被安装在示教部42的多个红外LED421至424上。因此，从红外LED421至424输出的红外光能够被扩散，且因此立体摄像机5a和5b能够可靠地成像从红外LED421至424输出的红外光，而与示教部42的姿势无关。

根据该实施方式，如上文所述的，多个红外LED421至424构造成输出红外光，并且立体摄像机5a和5b构造成接收从红外LED421至424输出的红外光以执行成像。因此，能够识别来自红外LED421至424的红外光而不会受可见光影响，且因此能够精确地获得示教工具4的示教位置和姿势。

根据该实施方式，如上文所述的，示教部42具有正四面体形状。因此，示教部42以平衡的方式形成，使得能容易地识别示教工具4的示教位置和姿势。

本领域技术人员应当理解的是，基于设计需求和其他因素，能够进行各种修改、组合、子组合和变化，只要这些修改、组合、子组合和变化落入所附的权利要求或其等同物的范围内即可。

例如，示教工具的抓持部可另选地形成为适合由机器人执行的操作的工具形状。具体地，如在图7中所示的第一变形例中那样，示教工具4a的抓持部41a能够呈执行研磨的研磨器的形式，并且示教部42能够形成在与用于执行研磨的部分对应的部分上。此外，如在图8中所示的第二变形例中那样，示教工具4b的抓持部41b能够呈机器人1的执行操作的手的形式。因此，能够更具体地指定精确地执行操作的工具的位置和姿势。

虽然在前述实施方式中机器人的机器人臂具有六个自由度，但是机器人臂可另选地具有例如除了六个自由度之外的自由度（五个自由度、七个自由度等）。此外，机器人并不受限于如前述实施方式中的所谓的竖直多关节机器人，而可以另选地采用其中可动部的旋转轴线彼此平行的水平多关节机器人、并联机器人（delta机器人）等。

虽然在前述实施方式中基于属于机器人的作业区域的示教位置以及属于机器人的非作业区域的示教位置来确定机器人的操作速度以及在示教位置之间的运动的插补方法，但是，机器人的操作速度和在示教位置之间的运动的插补方法中的至少一者可另选地例如基于属于机器人的作业区域的示教位置以及属于机器人的非作业区域的示教位置被确定。此外，机器人示教系统可构造成使得使用者能改变插补方法、操作速度、以及与设置在示教工具上的输入按钮等的连续性/不连续性。此外，机器人示教系统可构造成具有改变示教位置的已存储信息（示教点）、取消所述示教点等的功能。

虽然在前述实施方式中采用通知使用者以使得使用者能获得视觉认定的通知灯，但是通知部可另选地构造成例如以声音、借助振动等来通知使用者。此外，通知部可另选地包括诸如液晶显示器的显示部。

虽然在前述实施方式中示教工具的示教部具有正四面体形状，但是示教部可另选地具有除了例如正四面体形状之外的形状。示教部可以例如呈三棱锥或者除三棱锥外的多棱锥的形式。

虽然在前述实施方式中示教工具借助有线连接被连接到PC（控制部），但是示教工具可另选地例如借助无线连接被连接到控制部。控制部并不限于PC，而是可另选地采用诸如PLC或机器人控制器的计算单元。

虽然在前述实施方式中采用红外LED作为标识部，但是例如可另选地采用发出可见光的LED作为标识部，或者可另选地采用除了LED之外的发光元件作为标识部。此外，可采用标记（marker）等作为标识部，只要所述标记等能够彼此区分开即可。

虽然在前述实施方式中为了便于描述，通过使用以沿着处理流程按顺序执行处理的流程驱动的方式描述的流程图来描述控制部的处理操作，但是控制部的处理操作可另选地以处理基于事件被执行的事件驱动的方式被执行。在该情况下，控制部的处理操作可以完全事件驱动的方式、或以事件驱动的方式和流程驱动的方式的组合被执行。

虽然在前述实施方式中立体摄像机（成像部或测量部）被安装在机器人上，但是成像部（测量部）例如可另选地与机器人分离地被设置。此外，即使成像部（测量部）被安装在机器人上，但成像部（测量部）的安装位置也不局限于所述实施方式中的安装位置，而是所述成像部（测量部）可以安装在机器人臂的中间部分上。

虽然在前述实施方式中采用立体摄像机被用作测量部，但是可另选地采用不伴随有光学成像的其他系统的装置，只要该装置作为测量部能测量与示教机器人的自由度对应的示教工具的位置和姿势并且在例如由示教工具指定的示教位置中获得示教工具的位置和姿势即可。例如，可通过将诸如加速度传感器或陀螺传感器的复合传感器结合到示教工具中来构造所述测量部。

Claims

1.一种机器人示教系统，所述机器人示教系统包括：

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为机器人的操作位置的示教位置中以指定示教位置；

测量部，所述测量部测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势；以及

控制部，所述控制部基于由所述测量部测量到的所述示教工具的位置和姿势来确定用于所述机器人的示教位置，

所述机器人示教系统构造成当使用者操作所述示教工具的所述操作部时连续地指定示教位置。

2.根据权利要求1所述的机器人示教系统，其中，

所述测量部包括成像部，所述成像部将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.根据权利要求1所述的机器人示教系统，其中，

所述示教工具构造成：能够基于由使用者对所述操作部执行的操作，操作成在逐个指定示教位置的模式与在所述示教工具移动的同时连续地指定示教位置的模式之间切换。

4.根据权利要求3所述的机器人示教系统，其中，

所述示教工具的所述操作部包括示教操作部，

所述示教工具构造成：每当使用者操作所述示教操作部时就指定示教位置；并且当使用者在移动所述示教工具的同时连续地操作所述示教操作部时连续地指定示教位置，并且

所述测量部构造成：每当使用者操作所述示教操作部时就测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势；并且当使用者在移动所述示教工具的同时连续地操作所述示教操作部时连续地测量位于示教位置中的所述示教工具的位置和姿势。

5.根据权利要求1所述的机器人示教系统，其中，

所述示教工具包括通知部，并且

所述控制部构造成：确定所述机器人是否能够移动到与所述示教工具的位置和姿势对应的位置和姿势；并且执行借助所述示教工具的所述通知部向使用者通知确定结果的控制。

6.根据权利要求5所述的机器人示教系统，其中，

所述示教工具的所述通知部具有第一视觉通知部，所述第一视觉通知部通知使用者，以使得使用者能够视觉识别所述机器人是否能够移动到与所述示教工具的位置和姿势对应的位置和姿势。

7.根据权利要求5所述的机器人示教系统，其中，

所述控制部构造成：确定所述机器人是否能够移动通过在由所述示教工具指定的示教位置之间插补的移动路径；并且执行借助所述示教工具的所述通知部向使用者通知确定结果的控制。

8.根据权利要求7所述的机器人示教系统，其中，

所述示教工具的所述通知部具有第二视觉通知部，所述第二视觉通知部通知使用者，以使得使用者能够视觉识别所述机器人是否能够移动通过在由所述示教工具指定的示教位置之间插补的移动路径。

9.根据权利要求1所述的机器人示教系统，其中，

所述示教工具构造成：能够基于由使用者对所述操作部执行的操作，在将所述机器人的作业区域与所述机器人的非作业区域区分开的状态下指定示教位置。

10.一种机器人示教方法，所述机器人示教方法包括：

基于在示教工具定位在示教位置中的状态下使用者操作所述示教工具的操作部，来指定作为机器人的操作位置的示教位置；

测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势；以及

基于所测量到的所述示教工具的位置和姿势，确定用于所述机器人的示教位置，借此生成用于所述机器人的示教程序，其中

所述指定示教位置包括当使用者在移动所述示教工具的同时操作所述操作部时连续地指定示教位置。