CN104002297B - 示教系统、示教方法及机器人系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供示教系统、示教方法及机器人系统，示教系统包括显示部、图像生成部、显示控制部、作业线生成部、运算部（水平维持运算部）和示教程序生成部。图像生成部生成包含机器人和保持作为该机器人的作业对象的工件的定位器的机器人系统的虚拟图像。显示控制部使由图像生成部生成的虚拟图像显示在显示部上。作业线生成部在接收到操作者对虚拟图像中的工件的棱线的选择操作时抽出该棱线上的示教的目标点的各点并生成作为目标点群的作业线。运算部以使作业线在所述目标点的各点上的矢量方向与水平方向大致平行的方式计算关于针对各点的定位器的位置和姿态的示教值。示教程序生成部基于由运算部计算出的示教值生成使实际的定位器动作的示教程序。

Description

示教系统、示教方法及机器人系统
技术领域
本发明涉及示教系统及示教方法。
背景技术
以往，提出了各种示教系统，其基于三维CAD(ComputerAidedDesign：计算机辅助设计)数据等在显示装置上对机器人系统的三维模型图像进行图解显示，并操作该三维模型图像，从而对机器人系统的动作进行模拟运算同时制作示教数据(例如，参照专利文献1)。
通过使用该示教系统，操作者能够在不使机器人或其外部轴等实际进行动作的状态下，进行机器人是否与周边设备发生干涉这样的检验，同时进行示教数据的制作。
例如，专利文献1中公开的“机器人的示教系统”是离线进行与焊接机器人系统有关的示教数据的制作的系统，该焊接机器人系统由焊接机器人及工件(workpiece)定位装置(以下，记载为“定位器”)构成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000－20120号公报
发明内容
本发明所要解决的问题
然而，在上述的以往的示教系统中，关于焊接机器人系统的示教，在容易地将焊接线保持成水平、提高焊接质量这一点上，存在进一步改善的余地。
具体而言，在焊接作业中，以往，为了使焊接后的焊珠不会因重力作用下垂，存在想要将焊接线中的进行焊接作业的部分保持成水平这样的需要。因此，对于定位器，需要根据各种焊接线的形状等进行适当改变工件的位置和姿态的极细微的动作的示教。
然而，例如在定位器具有倾动轴以及旋转轴这两个轴这样的多个轴时，用于将该焊接线保持成水平的示教变得非常困难。因此，首先，在现场由操作者手动地进行作业的负担较大，即使是离线示教时步骤也非常复杂。
另外，在上述的以往的示教系统中，关于将该焊接线保持成水平的方面，既没有公开也没有启示。因此，进行焊接机器人系统的示教时，期望容易地将焊接线保持成水平、提高焊接质量。
另外，除焊接机器人系统以外，对于例如由密封机器人和定位器构成的密封机器人系统，同样地，有时也期望将密封部分保持成水平并提高密封材料的涂覆质量。
本发明的实施方式的一个方式是鉴于上述问题而做出的，其目的是提供能够容易地将焊接线等作业线保持成水平并提高焊接质量等作业质量的示教系统以及示教方法。
用于解决问题的手段
本发明的一个实施方式涉及的示教系统包括显示部、图像生成部、显示控制部、作业线生成部、运算部、以及示教程序生成部。所述图像生成部生成包含机器人以及用于保持作为该机器人的作业对象的工件的定位器的机器人系统的虚拟图像。所述显示控制部使通过所述图像生成部生成的所述虚拟图像显示在所述显示部上。所述作业线生成部在接收到操作者对所述虚拟图像中的所述工件的棱线的选择操作时，抽出该棱线上的示教的目标点的各点，生成作为目标点群的作业线。所述运算部以使所述作业线在所述目标点的各点上的矢量方向与水平方向大致平行的方式，计算关于针对所述各点的所述定位器的位置以及姿态的示教值。所述示教程序生成部基于通过所述运算部计算出的所述示教值，生成使实际的所述定位器动作的示教程序。
发明效果
根据本发明的一个实施方式，能够在离线示教中容易地将焊接线等作业线保持成水平，减轻操作者的负担，从而进一步提高作业质量。
附图说明
图1是表示包含实施方式涉及的示教系统的机器人系统的整体结构的示意图。
图2是表示实施方式涉及的示教系统的结构的框图。
图3是工件的棱线的选择操作的说明图。
图4A是表示在显示部上显示的虚拟图像的一例的示意图。
图4B是表示抽出并显示目标点的各点的虚拟图像的一例的示意图。
图5A是工件的向视A示意图。
图5B是水平维持运算部的说明图（之一）。
图5C是水平维持运算部的说明图（之二）。
图5D是水平维持运算部的说明图（之三）。
图6A是表示第一变形例涉及的操作步骤的图。
图6B是表示第一变形例涉及的显示例的图（之一）。
图6C是示出第一变形例涉及的显示例的图（之二）。
图6D是第二变形例的说明图。
图6E是表示第二变形例涉及的操作步骤的图。
附图标记说明
1机器人系统
10示教系统
11示教控制装置
12显示部
13操作部
14示教信息存储部
20机器人控制装置
30机器人
31基台部
32第一臂
33第二臂
34手腕部
35末端执行器（焊枪）
40定位器
41基台部
42负载台
111控制部
111a图像生成部
111b显示控制部
111c操作接收部
111d作业线生成部
111e水平维持运算部
111f模拟指示部
111g示教程序生成部
112存储部
112a模型信息
112b示教点信息
120显示窗口
121虚拟图像区域
122按钮
123对话框
123a按钮
B轴
EX1轴
EX2轴
Ｌ轴
R轴
S轴
T轴
TP、TP1～TP3目标点
U轴
W工件
r1、r2棱线
ｔ矢量方向
ｔ1～ｔ3切线方向
θ1倾角
θ2旋转角
具体实施方式
以下，参照附图对本申请所公开的示教系统及示教方法的实施方式进行详细说明。此外，本发明不限于以下所示的实施方式。
另外，以下，以在显示器等显示部上显示机器人的三维模型的图解图像的示教系统为例进行说明。此外，关于该三维模型的图解图像，在下面，有时记载为“虚拟图像”。
另外，以下，以包含焊接机器人以及定位器的焊接机器人系统为例进行说明，但本发明不限于焊接机器人系统，也可以替换成例如包含密封机器人和定位器的密封机器人系统。以下，将焊接机器人记载为“机器人”，将焊接机器人系统记载为“机器人系统”。
图1是表示包含实施方式涉及的示教系统10的机器人系统1的整体结构的示意图。
如图1所示，机器人系统1包括示教系统10、机器人控制装置20、机器人30、以及定位器40。另外，示教系统10包括示教控制装置11、显示部12、操作部13、以及示教信息存储部（数据库）14。
示教控制装置11是整体控制示教系统10的控制器，并被构成为包括运算处理装置和存储装置等。另外，示教控制装置11与以显示部12为首的示教系统10的各种装置以能够进行信息传递的方式连接。
另外，示教控制装置11将基于操作者经由操作部13进行的操作对机器人的动作进行了模拟运算的包含机器人30以及定位器40的虚拟图像输出至显示部12。
另外，示教控制装置11同样地基于操作者经由操作部13进行的操作，根据虚拟图像，生成使机器人30以及定位器40动作的示教程序，并将示教程序向示教信息存储部14中登录。
显示部12是所谓的显示器等显示装置。另外，操作部13是鼠标等定点装置。此外，操作部13不一定必须被构成为硬件部件，例如，也可以是显示在触摸面板显示器上的触摸键等软件部件。
示教信息存储部14是登录有使机器人30以及定位器40动作的示教程序和该示教程序中包含的“示教点”等、与示教有关的信息的数据库。
在此，“示教点”是指使机器人30以及定位器40再生动作时成为它们的各关节和旋转机构应该经由的目标位置的信息，例如，“示教点”被作为设置在对机器人30或定位器40的各轴进行驱动的伺服马达中的各编码器的脉冲值而存储。由于机器人30以及定位器40基于多个示教点的信息进行动作，因此针对机器人30和定位器40的每个动作（任务），多个示教点被相关联地存储在示教信息存储部14中。
换言之，机器人30以及定位器40的示教程序中包含多个示教点以及各示教点之间的插补动作命令、对末端执行器的动作命令等的组合信息。此外，示教信息存储部14针对机器人30以及定位器40的每个示教程序存储其中包含的示教点的信息，例如，在使机器人30再生动作时，基于该示教程序，使机器人30动作。
示教信息存储部14与作为控制实际的机器人30和定位器40的动作的控制器的机器人控制装置20以能够进行信息传递的方式连接，机器人控制装置20基于登录在该示教信息存储部14中的示教程序来控制机器人30和定位器40的各种动作。
此外，在图1中，将示教信息存储部14（示教系统10）和机器人控制装置20相互连接，但不一定必须将示教信息存储部14（示教系统10）和机器人控制装置20相互连接，只要被构成为能够将示教系统10中生成的示教程序保存在机器人控制装置20内的规定的存储部（图示略）中即可。
例如，也可以将示教系统10中生成的示教程序复制到USB（UniversalSerialBus：通用串行总线）存储器等介质中之后，将该介质与机器人控制装置20连接，通过规定的操作将示教程序保存在机器人控制装置20内的规定的存储部（图示略）中。
此外，在图1中，为了易于说明，示出了分体构成示教信息存储部14和示教控制装置11的例子，但也可以将示教信息存储部14的信息存储在示教控制装置11内部的存储部中。
机器人30包括基台部31、第一臂32、第二臂33、手腕部34、以及末端执行器35。基台部31被固定在地板等上，并对第一臂32的基端部以能够绕轴S旋转（参照图中的箭头101）且能够绕轴L旋转（参照图中的箭头102）的方式进行支承。
第一臂32的基端部如上所述地被支承在基台部31上，并且第二臂33的基端部以能够绕轴U旋转的方式被支承在第一臂32的前端部上（参照图中的箭头103）。
第二臂33的基端部如上所述地被支承在第一臂32上，并且手腕部34的基端部以能够绕轴B旋转的方式被支承在第二臂33的前端部上（参照图中的箭头105）。另外，第二臂33设置为能够绕轴R旋转（参照图中的箭头104）。
手腕部34的基端部如上所述地被支承在第二臂33上，并且末端执行器35的基端部以能够绕轴T旋转的方式被支承在手腕部34的前端部上（参照图中的箭头106）。
本实施方式中的末端执行器35是焊枪，其基端部如上所述地被支承在手腕部34上。
定位器40包括基台部41和负载台42。基台部41被固定在地板等上，并对负载台42以能够绕轴EX1倾动的方式进行支承（参照图中的箭头107）。
负载台42是承载作为焊接对象的工件W的承载台，被设置为能够绕轴EX2旋转（参照图中的箭头108），并使处于被承载的状态的工件W旋转。此外，定位器40的轴EX1、EX2被作为机器人30的外部轴，通过机器人控制装置20进行控制。
此外，机器人30的各关节、定位器40所具有的旋转机构上搭载有伺服马达那样的驱动源，基于来自机器人控制装置20的动作指示，对机器人30的各关节和定位器40的旋转机构进行驱动。
接下来，使用图2对实施方式涉及的示教系统10的模块结构进行说明。此外，在图2中，仅示出了说明示教系统10所必要的构成要素，省略了关于一般的构成要素的记载。
另外，在使用图2的说明中，主要对示教控制装置11的内部结构进行说明，关于已经在图1中示出的显示部12、操作部13以及示教信息存储部14，有时简要说明。
如图2所示，示教控制装置11包括控制部111和存储部112。控制部111还包括图像生成部111a、显示控制部111b、操作接收部111c、作业线生成部111d、水平维持运算部111e、模拟指示部111f、以及示教程序生成部111g。存储部112用于存储模型信息112a和示教点信息112b。图像生成部111a、显示控制部111b、操作接收部111c、作业线生成部111d、水平维持运算部111e、模拟指示部111f、以及示教程序生成部111g具有的功能也可以视为控制部111的功能，进而可以视为示教控制装置11的功能。
图像生成部111a基于模型信息112a，生成包含机器人30及用于保持工件W的定位器40的机器人系统1的虚拟图像。模型信息112a是包含按照机器人30、定位器40、工件W的每个类别预先定义的绘图信息的信息。
另外，图像生成部111a将所生成的机器人系统1的虚拟图像输出至显示控制部111b。显示控制部111b将从图像生成部111a接收到的机器人系统1的虚拟图像显示在显示部12上。
操作接收部111c接收操作者通过操作部13进行的输入操作，如果该输入操作是与模拟指示有关，则将接收到的输入操作通知给作业线生成部111d。此外，在此所说的与模拟指示有关的输入操作是指选择显示部12上的工件W的棱线的选择操作。
在此，对工件W的棱线进行叙述。图3是工件W的棱线的选择操作的说明图。此外，图3所示的工件W’是在显示部12上显示的虚拟图像的工件W。
通常，“棱线”是指与图3中示作r1的脊梁相当的部分，在本实施方式中，为了方便，将面与面的接合部分也表示为“棱线”。
因此，本实施方式中的“棱线”例如也可以如图3的r2所示是与脊梁和脊梁夹着的谷相当的接合（接合部）部分。另外，尽管图未示，但也可以是面与面重合时的接合部分。
所述棱线r1和r2以在工件W的虚拟图像（工件W’）被显示在显示部12上时使用操作部13等能够进行选择操作的形式显示。例如，也可以在将鼠标光标接近工件W’时，所有的棱线的颜色变成蓝色或者闪烁等。
然后，假设操作者点击棱线r1和r2中的例如棱线r2上的一点。此时，如图3所示，优选地，棱线r2被明显比其他的棱线更粗地显示等明确表示进行了选择。另外，也可以不改变粗细，而是例如从蓝色变成黄色等，通过改变颜色来进行识别。
此外，参照模型信息112a由控制部111进行从虚拟图像抽出工件W的棱线的处理，这样的处理是公知的，因此省略详细的说明。
另外，图3所示的工件W’仅是一例，不限定工件的形状和棱线的数量等。另外，在本实施方式中，以操作者选择了图3所示的工件W’的棱线r2为例进行说明。
返回到图2的说明，继续对操作接收部111c进行说明。操作接收部111c若在输入操作是指示示教程序生成时，将接受到的输入操作通知给示教程序生成部111g。此外，作为一例，在此所说的指示示教程序生成的输入操作是点击在显示部12上显示的“示教程序生成”按钮这样的操作部件的操作。
作业线生成部111d在从操作接收部111c接收到内容为接收了工件W的棱线r2的选择操作这样的通知时，抽出该棱线r2上的示教的目标点的各点并生成目标点群、即作业线，所述作业线是将相邻的目标点彼此之间相互以最短距离连结的线段的集合。在本例中，作业线相当于焊接线。
另外，水平维持运算部111e基于由作业线生成部111d生成的焊接线，以使焊接线在上述目标点的各点上的矢量方向与水平方向大致平行的方式，计算与针对上述各点的定位器40的旋转机构的各轴的位置有关的示教值。
另外，水平维持运算部111e将所计算出的与上述目标点的各点相对应的定位器40的示教值登录到示教点信息112b中。
具体而言，水平维持运算部111e例如将三维坐标系上的上述目标点的各点的坐标值作为定位器40的位置，将焊接线在各点上的矢量方向作为定位器40的姿态，以使定位器40的姿态与水平方向大致平行且定位器40的位置处于适合由机器人进行焊接作业的位置的方式，针对各点，通过逆运动学运算来计算针对定位器40所具有的轴EX1、EX2的示教值。
另外，水平维持运算部111e以使焊枪前端到达定位器40取各示教值时的、上述目标点的各点的方式，通过逆运动学运算来计算针对机器人30的各关节轴的示教值，并将所计算出的示教值登录在示教点信息112b中。
另外，水平维持运算部111e在接收到指示模拟动作的输入操作时，将定位器40以及机器人30的各示教值通知给模拟指示部111f。
模拟指示部111f将模拟指示通知给图像生成部111a，所述模拟指示使根据由水平维持运算部111e通知的与上述目标点的各点相对应的定位器40的示教值改变了姿态的定位器40的虚拟图像、以及与定位器40相对应地改变了位置和姿态的机器人30的虚拟图像再生成。
然后，图像生成部111a基于从模拟指示部111f接收到的模拟指示而再生成包含定位器40以及机器人30的虚拟图像，并经由显示控制部111b显示在显示部12上。由此，包含定位器40以及机器人30的虚拟图像连续变化的模拟动作被显示出来。
此外，在对棱线进行选择的操作时，也可以将包含操作者所点击的棱线r2上的点的线段与水平方向大致平行那样的定位器40的各轴位置作为定位器40的初始位置，生成到达初始位置的状态的定位器40的虚拟图像，并显示在显示部12上。
接下来，使用图4A～图5D，对上述的操作接收部111c～水平维持运算部111e的一系列的处理进行详细说明。
首先，使用图4A，对由图像生成部111a生成并经由显示控制部111b显示在显示部12上的虚拟图像300的一例进行说明。
图4A是示出显示在显示部12上的虚拟图像300的一例的示意图。如图4A所示，包含机器人30以及定位器40的机器人系统1的虚拟图像被显示在作为显示部12的显示区域之一的显示窗口120上。在本例中，作为实际的机器人30、工件W以及定位器40的虚拟图像的机器人30’、工件W’以及定位器40’被显示在显示窗口120上。
具体而言，虚拟图像300被显示在显示窗口120上的虚拟图像区域121上。另外，显示窗口120具有包含按钮122、对话框123等的GUI（GraphicalUserInterface：图形用户界面）窗口。
此外，在虚拟图像区域121的左下方显示有正交坐标系，但该正交坐标系是虚拟图像300内的基准坐标系，相当于前述的三维坐标系，成为水平方向或垂直方向的基准。具体而言，与由基准坐标系的X轴和Y轴确定的XY平面平行的方向为水平方向，与基准坐标系的Z轴平行的方向为垂直方向。
操作者通过操作该GUI窗口或虚拟图像上的能够操作的部分（例如，工件W’的棱线r2），进行针对示教系统10的指示操作。
示教系统10能够按照操作者的指示操作，驱动显示部12上的作为虚拟图像的机器人30’的各关节、作为虚拟图像的定位器40’的旋转机构，或者变更从哪个方向看虚拟图像的状态下进行显示的视角、或对显示进行放大/缩小。
另外，还能够通过逆运动学运算来求出末端执行器35（本实施方式中，焊枪前端）的虚拟图像到达虚拟图像300内的特定点那样的机器人30的各关节位置，生成并显示处于到达状态的机器人30的虚拟图像。
另外，还能够按照操作者的指示操作，读出登录在示教信息存储部14中的示教点、示教程序，显示到达特定的示教点的状态的机器人30以及定位器40的虚拟图像，或者将基于示教程序的机器人30以及定位器40的一系列的动作在显示部12上再现。
但是，由于机器人的离线示教系统中的这种功能是公知的，因此将本实施方式涉及的部分以外的详细说明省略。
此外，上述的“示教程序生成”按钮等例如也可以设置成对话框123的按钮123a等。
在此，假设操作者对工件W的棱线r2进行了选择操作。此时，由上述的作业线生成部111d执行处理，抽出棱线r2上的示教的目标点的各点，并生成作为目标点群的焊接线。
图4B是表示抽出并显示所述目标点的各点的虚拟图像的一例的示意图。如图4B所示，所抽出的目标点的各点利用朝向棱线r2显示的箭头表示。
此外，自动地进行目标点的抽出，抽出间隔通常不固定，在焊接线的矢量方向发生变化的部分（棱线的转角部分）中以更短的间隔抽出目标点。
另外，除根据焊接线的矢量方向的变化确定间隔以外，也可以根据预先输入的焊接条件（焊接速度、焊接电压、焊接电流、焊丝的材质、直径、焊丝的供给速度等）来确定间隔。
在此，为了使说明容易理解，对所述箭头中的三个箭头标注符号TP1～TP3，在接下来的图5A～图5D中，仅将所述符号TP1～TP3作为目标点的例子并继续说明。另外，图5A～图5D为图4B所示的向视A图。
图5A是工件W’的向视A示意图。另外，图5B～图5D是水平维持运算部111e的说明图（之一）～（之三）。
如图5A所示，假设沿着工件W’的棱线r2的一部分抽出目标点TP1～TP3。另外，假设进行焊接的顺序是目标点TP1、TP2、TP3的顺序。在图5A～图5D的例子中，从目标点TP1连接至目标点TP3的线k1相当于焊接线（作业线）。
此时，如图5B所示，水平维持运算部111e首先以使目标点TP1上的棱线r2的切线方向t1与水平方向大致平行的方式，进行求解定位器40所具有的轴EX1、EX2的位置的逆运动学运算。
另外，水平维持运算部111e以使焊枪前端到达图5B中的目标点TP1的方式，进行求解机器人30的各关节轴的位置的逆运动学运算。此外，焊枪的姿态也可以形成预先设定的前进角或倾角。
接下来，如图5C所示，水平维持运算部111e以使目标点TP2上的棱线r2的切线方向t2与水平方向大致平行的方式，求解定位器40所具有的轴EX1、EX2的位置。
另外，水平维持运算部111e以使焊枪前端到达图5C中的目标点TP2的方式，求解机器人30的各关节轴的位置。
同样地，如图5D所示，水平维持运算部111e以使目标点TP3上的棱线r2的切线方向t3与水平方向大致平行的方式，求解定位器40所具有的轴EX1、EX2的位置。此外，在图5D的例中，即使在焊枪前端从目标点TP2到达目标点TP3的期间没有使定位器40的轴特殊地动作，切线方向t3也将与水平方向大致平行。
此外，水平维持运算部111e以使焊枪前端到达图5D中的目标点TP3的方式，求解机器人30的各关节轴的位置。
即，水平维持运算部111e以使棱线r2在所有的目标点TP1～TP3上的切线方向、换言之焊接线的矢量方向始终与水平方向大致平行的方式，进行定位器40的旋转机构的位置的运算，进一步对与之相对应的机器人30的各关节轴的位置也进行运算。
即，根据本实施方式，即使在示教针对复杂形状的焊接线的焊接作业时，也能够以使当前的焊接部位与水平方向大致平行的方式，生成定位器40的旋转机构的各轴自动地驱动的示教程序，能够减轻操作者的示教负担，并且能够提高焊接质量。
另外，有时出现通过水平维持运算部111e的逆运动学运算处理求解出多个解的情况。关于此时的操作步骤，使用图6A～图6C进行说明。图6A是示出第一变形例涉及的操作步骤的图。另外，图6B和图6C是示出第一变形例涉及的显示例的图（之一）和（之二）。
此时，如图6A所示，例如，在显示窗口120上显示对话框123并在该对话框123上直接以列表形式显示多个解即可。然后，操作者选择被列出的解中的一个即可。
此外，图6A是对定位器40求解出两个解的情况的例子。此时，也可以点击被列出的解中的一个则立即显示与该解相对应的定位器40的虚拟图像。
例如，当点击图6A的号码“1”时，显示如图6B所示的定位器40的虚拟图像，当点击图6A的号码“2”时，显示如图6C所示的定位器40的虚拟图像。
由此，即使在水平维持运算部111e中求出多个解时，对于哪个解是适当的解，操作者也能够观察虚拟图像立即进行选择。
另外，到此为止，水平维持运算部111e设为以使焊接线在目标点TP1～TP3的各点上的矢量方向与水平方向大致平行的方式进行求解，但也可以调整该焊接线的矢量方向。
图6D是第二变形例的说明图。另外，图6E是示出第二变形例涉及的操作步骤的图。此外，在图6D中，为了便于说明，将焊接线的矢量方向ｔ的倾角θ1放大示出。
如图6D所示，也可以将从目标点TP延伸的焊接线的矢量方向ｔ调整成以水平方向为基准的任意的方向。例如，图6D中示出了使焊接线的矢量方向ｔ以倾角θ1向下行方向略微倾斜的例子。
如此，在向下行方向略微倾斜时，由于受到重力作用而焊珠向焊接方向前方延伸，因此能够获得焊珠整洁且难以积留的良好效果。此外，这一点不妨碍向上行方向略微倾斜的情况。
另外，如图6D所示，也可以使工件W’以及定位器40’以焊接线的矢量方向ｔ为中心旋转旋转角θ2。通过调节该旋转角θ2，能够适当地设定棱线（接合部）在重力方向上的姿态，能够获得提高焊接质量的良好效果。
该第二变形例中，如图6E所示，例如，在对话框123中设定倾角θ1和旋转角θ2的指定值输入栏，由操作者指定即可。此时，水平维持运算部111e以使焊接线在目标点的各点上的矢量方向与水平方向平行的方式，计算关于针对各点的定位器40的位置和姿态的示教值之后，如果存在操作者指定的指定值，则能够以使焊接线的矢量方向以水平方向为基准而倾斜指定值的方式进行示教值的运算。
另外，如果存在操作者指定的指定值，则水平维持运算部111e也可以以使焊接线在目标点的各点上的矢量方向以水平方向为基准从最初倾斜所述指定值的方式，计算关于针对各点的定位器40的位置和姿态的示教值。
返回到图2的说明，对示教控制装置11的示教程序生成部111g进行说明。示教程序生成部111g在从操作接收部111c接收到指示示教程序生成的输入操作时，基于示教点信息112b，生成使实际的机器人30以及定位器40动作的示教程序，并登录到示教信息存储部14中。
存储部112是硬盘驱动器或非易失性存储器这样的存储装置，用于存储模型信息112a以及示教点信息112b。此外，由于对模型信息112a以及示教点信息112b的内容已经进行了说明，因此在此省略记载。
另外，在使用图2的说明中，示出了示教控制装置11基于预先登录的模型信息112a来生成包含机器人30以及定位器40的虚拟图像的例子，但也可以从与示教控制装置11以能够相互通信的方式连接的上位装置依次获取生成图像所需的信息。
如上所述，实施方式涉及的示教系统包括显示部、图像生成部、显示控制部、作业线生成部、水平维持运算部（运算部）、以及示教程序生成部。
图像生成部生成包含机器人以及用于保持作为该机器人的作业对象的工件的定位器的机器人系统的虚拟图像。显示控制部将通过图像生成部生成的虚拟图像显示在显示部上。
作业线生成部在接收到操作者对虚拟图像中的工件的棱线的选择操作时，抽出所述棱线中的示教的目标点的各点，并生成作为目标点群的焊接线（作业线）。
水平维持运算部以使焊接线在上述各点上的矢量方向与水平方向大致平行的方式，计算关于针对上述各点的定位器的位置以及姿态的示教值。示教程序生成部基于通过水平维持运算部计算出的示教值，生成使实际的定位器以及机器人动作的示教程序。
因此，根据实施方式涉及的示教系统，容易地将焊接线保持成水平，减轻操作者的负担，从而能够进一步提高焊接质量。
此外，在上述的实施方式中，示出了机器人是6轴的单臂机器人的例子，但不限定轴数或臂的数量。另外，在上述的实施方式中，示出了定位器具有两个轴的例子，但也可以具有三个轴以上。
另外，在上述的实施方式中，以主要使用鼠标作为操作部、通过该鼠标进行工件的棱线的选择操作和输入操作的情况为例进行了说明，但不限于此。例如，也可以由所谓的多点触控的触摸面板等构成显示部，通过操作者对该触摸面板的多点触控操作，进行工件的棱线的选择操作等。
本发明的进一步的效果和变形例对于本领域的技术人员而言很容易得到。因此，本发明的更广范围的方式不限于如上所表示且记述的特定的详细和代表性的实施方式。因此，在不脱离由所附的权利要求书及其等效物定义的总的发明概念的精神或范围时，能够进行各种各样的变更。

Claims (9)

1.一种示教系统，其特征在于，包括：
显示部；
图像生成部，其生成包含机器人、作为该机器人的作业对象的工件以及具有多个轴且保持该工件的定位器的虚拟图像；
显示控制部，其使通过所述图像生成部生成的所述虚拟图像显示在所述显示部上；
作业线生成部，其在接收到操作者对所述虚拟图像中的所述工件的棱线的选择操作时，抽出该棱线上的示教的目标点的各点，并生成作业线，所述作业线是将相邻的目标点彼此之间相互连结的线段的集合；
运算部，其以使所述作业线在所述目标点的各点上的矢量方向与水平方向大致平行的方式，计算关于针对所述各点的所述定位器的所述多个轴的示教值；以及
示教程序生成部，其基于通过所述运算部计算出的所述示教值，生成使实际的所述定位器动作的示教程序，
在关于所述定位器的示教值而由所述运算部求解出多个解的情况下，所述图像生成部使该多个解以供所述操作者能够选择的方式包含于所述虚拟图像中，并且如果由所述操作者选择了所述多个解中的任一个，则所述图像生成部生成根据与所选择的解对应的所述示教值而改变了所述定位器的位置以及姿态的另一个虚拟图像。
2.如权利要求1所述的示教系统，其特征在于，
所述运算部基于所述操作者的指定值，将所述作业线的矢量方向调整成以水平方向为基准的任意的方向。
3.如权利要求2所述的示教系统，其特征在于，
所述作业线的矢量方向被调整成以水平方向为基准的下行方向。
4.如权利要求1至3中任一项所述的示教系统，其特征在于，
还包括模拟指示部，其使所述图像生成部再生成包含基于通过所述运算部计算出的所述示教值改变了姿态的所述定位器的所述虚拟图像。
5.如权利要求1所述的示教系统，其特征在于，
还包括示教信息存储部，其是登录有使所述定位器动作的示教程序和与所述示教程序中包含的示教有关的信息的数据库。
6.一种示教方法，其特征在于，包括：
图像生成工序，生成包含机器人以及用于保持作为该机器人的作业对象的工件且具有多个轴的定位器的机器人系统的虚拟图像；
显示控制工序，使通过所述图像生成工序生成的所述虚拟图像显示在显示部上；
作业线生成工序，在接收到操作者对所述虚拟图像中的所述工件的棱线的选择操作时，抽出该棱线上的示教的目标点的各点，并生成作为目标点群的作业线；
运算工序，以使所述作业线在所述目标点的各点上的矢量方向与水平方向大致平行的方式，计算关于针对所述各点的所述定位器的所述多个轴的示教值；以及
示教程序生成工序，基于通过所述运算工序计算出的所述示教值，生成使实际的所述定位器动作的示教程序，
在关于所述定位器的示教值而求解出多个解的情况下，使该多个解以供所述操作者能够选择的方式包含于所显示的所述虚拟图像中，并且如果由所述操作者选择了所述多个解中的任一个，则生成根据与所选择的解对应的所述示教值而改变了所述定位器的位置以及姿态的另一个虚拟图像，并显示在所述显示部。
7.一种机器人系统，其特征在于，包括权利要求1所述的示教系统。
8.如权利要求7所述的机器人系统，其特征在于，还包括：
所述机器人；
用于保持所述工件的所述定位器；以及
控制所述机器人以及所述定位器的动作的机器人控制装置。
9.一种示教系统，其特征在于，包括：
显示部；以及
示教控制装置，其生成包含机器人、作为该机器人的作业对象的工件以及具有多个轴且保持该工件的定位器的虚拟图像；使所生成的所述虚拟图像显示在所述显示部上；在接收到操作者对所述虚拟图像中的所述工件的棱线的选择操作时，抽出该棱线上的示教的目标点的各点，并生成作业线，所述作业线是将相邻的目标点彼此之间相互连结的线段的集合；以使所述作业线在所述目标点的各点上的矢量方向与水平方向大致平行的方式，计算关于针对所述各点的所述定位器的所述多个轴的示教值；以及基于所计算出的所述示教值，生成使实际的所述定位器动作的示教程序，在关于所述定位器的示教值而求解出多个解的情况下，使该多个解以供所述操作者能够选择的方式包含于所显示的所述虚拟图像中，并且如果由所述操作者选择了所述多个解中的任一个，则生成根据与所选择的解对应的所述示教值而改变了所述定位器的位置以及姿态的另一个虚拟图像，并显示在所述显示部。
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