CN105415387A - 设定机器人的动作监视区域的机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设定机器人的动作监视区域的机器人系统，其具备：显示部，其显示机器人模型和周边设备模型；配置部，其在显示部上配置机器人的动作监视区域模型；定位部，其使上述动作监视区域模型移动来进行定位；以及设定部，其将进行了定位的上述动作监视区域模型所包围的显示部内的区域变换为机器人能够识别的坐标值来设定动作监视区域。

Description

设定机器人的动作监视区域的机器人系统

技术领域

本发明涉及一种机器人系统，其设定检查是否存在机器人的控制点或机器人的关注部位的动作监视区域。

背景技术

在工厂等中，机器人用于在其机械手上安装了作业工具的状态下，执行各种作业。或者还有在机器人的机械手抓持了工件的状态下，机器人进行各种作业的情况。在执行这样的作业时，需要防止作业工具等干扰机器人的周边设备的情况。

通常，机器人的控制装置具备动作监视功能。当机器人的控制点或机器人的关注部位从预先设定的动作监视区域脱离时，通过该动作监视功能使机器人停止。结果，防止机器人的控制点或机器人的关注部位等与周边设备发生冲突。

将这样的动作监视区域作为球体模型或长方体模型与机器人的三维模型等一起在示教控制盘或计算机的显示部中显示。在专利第4750200号公报中公开了在示教操作盘的画面上一起显示具有相当于惯性运动距离的半径的球体模型和机器人模型以及周边设备模型。

通过输入XYZ坐标系的数值等来设定作为这样的球体模型或长方体模型的动作监视区域模型。不过，这样的输入操作复杂且花费时间。

另外，通过数值输入将动作监视区域模型配置在希望的位置是比较困难的。在显示部显示通过数值输入而设定的动作监视区域模型，当判明动作监视区域模型离开了希望的位置时，需要再次进行数值输入来使动作监视区域模型移动。

本发明是鉴于这样的情况而提出的，其目的在于提供一种操作者能够容易且在短时间设定动作监视区域的机器人系统。

发明内容

为了达到上述目的，根据第一个方式，提供一种机器人系统，其具备：显示部，其显示机器人的机器人模型和位于上述机器人的周边的周边设备的周边设备模型；配置部，其在上述显示部上配置上述机器人的动作监视区域的动作监视区域模型；定位部，其使通过该配置部进行了配置的上述动作监视区域模型移动来对上述动作监视区域模型进行定位；以及设定部，其将通过该定位部进行了定位的上述动作监视区域模型所包围的上述显示部内的区域变换为上述机器人能够识别的坐标值来设定上述动作监视区域。

根据第二个方式，在第一个方式中，上述定位部进一步扩大和缩小上述动作监视区域模型。

根据第三个方式，在第一个或第二个方式中，通过上述配置部配置的动作监视区域模型包含长方体模型、球体模型以及胶囊型模型中的至少一个，上述定位部将上述长方体模型、球体模型以及胶囊型模型中的至少任意一个作为一个动作监视区域模型进行定位。

根据第四个方式，在第一个到第三个方式中的任意一个方式中，还具备停止部，当上述机器人模型的控制点或上述机器人模型的关注部位从上述动作监视区域脱离时，使上述机器人停止。

通过详细说明附图所示的本发明的典型实施方式，本发明的这些目的、特征以及优点、其他的目的、特征以及优点变得更加明确。

附图说明

图1是表示本发明的机器人系统的图。

图2是表示本发明的机器人系统的动作的流程图。

图3A是配置了动作监视区域模型的显示部的第一扩大图。

图3B是选择了动作监视区域模型的显示部的第二扩大图。

图4是显示部的另外的扩大图。

图5A是图1所示的显示部的第一扩大图。

图5B是图1所示的显示部的第二扩大图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的附图中对相同的部件标注相同的参照符号。为了容易理解，适当地变更这些附图的比例尺。

图1是表示本发明的机器人系统的图。图1所示的机器人系统1主要包含示教操作盘10、与示教操作盘10连接的机器人控制装置20。机器人控制装置20根据来自示教操作盘10的示教操作，控制机器人R(未图示)。

示教操作盘10包含显示部11。如图所示，显示部11中显示机器人R的机器人模型Rm和位于机器人R周边的周边设备P的周边设备模型Pm。使这些机器人模型Rm以及周边设备模型Pm的数量、种类以及位置关系与现实的机器人以及周边设备对应。

另外，如图1所示，示教操作盘10包含：配置部12，其将机器人R的动作监视区域Z的动作监视区域模型Zm配置在显示部上；定位部13，其使通过配置部12配置的动作监视区域模型Zm移动来对动作监视区域模型Zm进行定位。

这里，动作监视区域Z是机器人R的控制点或关注部位应该进行动作的区域。换句话说，需要进行控制以使机器人R的控制点等留在动作监视区域Z内。或者也可以将机器人R的控制点等不能进入的区域、限制机器人的控制点等的速度的区域、或者在机器人R的控制点等进入的情况下输出信号的区域作为动作监视区域Z。以下说明机器人R的控制点等应该进行动作的区域是动作监视区域Z的情况。

机器人控制装置20是数字计算机，控制机器人R。如图所示，机器人控制装置20包含设定部14，其将通过定位部13进行了定位的上述动作监视区域模型Zm所包围的显示部11内的区域变换为机器人R能够识别的坐标值来设定动作监视区域Z。

图2是表示本发明的机器人系统的动作的流程图。以下，一边参照图2一边说明本发明的机器人系统1的动作。另外，作为前提，设为在显示部11中如图1所示那样已经显示了机器人模型Rm以及周边设备模型Pm。另外，按照每个预定的控制周期重复执行图2所示的处理。

首先，在步骤S11中，判定在显示部11中是否配置了新的动作监视区域模型Zm。这里，图3A和图3B是显示部的扩大图。为了简洁的目的，在图3A和图3B以及后述的图4中省略了机器人模型Rm以及周边设备模型Pm的图示。

在图3A中，在显示部11的右端显示了长方体的动作监视区域样品模型Zm、球体的动作监视区域样品模型Zm以及胶囊型的动作监视区域样品模型Zm。通过指针A选择这些样品模型，由此能够通过配置部12将选择出的动作监视区域模型Zm配置在显示部11的预定位置。

进而，如图3A所示，通过定位部13在显示部11中显示指针A。操作者操作定位部13，使指针A移动到显示部11中的希望的位置。为了该目的，定位部13可以包含鼠标、轨迹球等。

并且，操作者使指针A移动到位于显示部11的右端部的动作监视区域样品模型Zm、例如长方体的动作监视区域样品模型Zm上，进行预定的操作、例如点击操作。由此，选择长方体的动作监视区域模型Zm，如图3B所示，在显示部11内的预定位置以预定的大小另外显示该形状的动作监视区域模型Zm。

另外，操作者通过触摸位于显示部11的右端部的希望的动作监视区域样品模型Zm，可以另外显示该动作监视区域模型Zm。或者，可以通过指针A的拖动操作简单地配置位于显示部11的右端部的希望的动作监视区域样品模型Zm。

理所当然，也可以使用指针A选择其它种类的动作监视区域模型Zm，例如球体或胶囊形状的动作监视区域模型Zm。动作监视区域模型Zm的选择由操作者通过机器人模型Rm以及周边设备模型Pm的形状、数量、种类等决定。因此，操作者能够选择最适合机器人R以及周边设备P的形状的动作监视区域模型Zm。

当在显示部11中新显示了这样选择的动作监视区域Zm时，在步骤S11中，判定为配置了新的动作监视区域模型Zm。这样的情况下，前进到步骤S12。

在步骤S12中，设定部14根据动作监视区域模型Zm的位置计算动作监视区域参数。对另外显示的动作监视区域模型Zm预先设定了多个基准部位。

如图3B所示，在为长方体的动作监视区域模型Zm的情况下，将中心O和位于从中心O向XYZ方向分别延伸的长方体的边的前端的点X、Y、Z这四个点设定为基准部位。在步骤S12中，设定部14计算XYZ坐标系的多个基准部位的坐标值，来作为用于设定动作监视区域的参数。

另外，在为球体的动作监视区域模型Zm的情况下，将其中心和球体的半径设定为基准部位。另外，在本申请说明书中，胶囊型由圆柱和配置在圆柱的两端的半球而构成。在为胶囊型的动作监视区域模型Zm的情况下，将上述的圆柱的两端面的中心和半球的半径设定为基准部位。

接着，在步骤S13中，设定部14将动作监视区域参数带入动作监视区域设定变量。这样，将动作监视区域模型Zm包围的显示部11内的区域变换为机器人R能够识别的坐标值，由此设定动作监视区域Z。

不过，在步骤S11中，当判定为没有配置新的动作监视区域模型Zm时，进入步骤S14。在步骤S14，判定显示部11内是否存在已经配置的动作监视区域模型Zm。在不存在这样的动作监视区域模型Zm的情况下结束处理。在存在已经配置的动作监视区域模型Zm的情况下，按照模型的数量从步骤S15和步骤S21之间的后述的步骤S16开始重复步骤S20。

在步骤S16中，判定动作监视区域模型Zm是否进行了移动。如图3B的虚线的指针A’所示，操作者通过拖动操作使动作监视区域模型Zm移动到显示部11内的希望的位置。

当在步骤S16中，判定为动作监视区域模型Zm进行了移动时，进入步骤S17。当在步骤S16中判定为动作监视区域模型Zm没有移动时，进入步骤S18，判定该动作监视区域模型Zm是否发生了变形。这里，图4是显示部的另外的扩大图。在图4中，操作者在动作监视区域模型Zm的点X上配置指针A，拖动操作到点X’。长方体的动作监视区域模型Zm随着该操作向X方向扩大变形，将动作监视区域扩大。

另外，虽然没有图示，但通过相同的操作能够将动作监视区域模型Zm在X方向缩小变形。另外，还使长方体的动作监视区域模型Zm在Y方向和Z方向上扩大缩小。也可以在XYZ方向中的至少两个方向上使动作监视区域模型Zm扩大缩小。

通过这样的移动操作和/或变形操作，能够以希望的形状将动作监视区域模型Zm配置在希望的位置。例如，如图1所示，使动作监视区域模型Zm1移动/变形，从而使其包含机器人模型Rm和其动作范围，使动作监视区域模型Zm2移动/变形，从而使其包含周边设备模型Pm。

这样在使动作监视区域模型Zm进行了移动或变形时，在步骤S17、S19中，根据移动后或变形后的动作监视区域模型Zm的位置如上述那样计算动作监视区域参数。并且，在步骤S20中如上述那样，将动作监视区域参数代入到动作监视区域设定变量。由此，如上述那样设定动作监视区域Z。

如此，在本发明中，使配置在显示部11上的动作监视区域模型Zm移动到适当的场所，由此来设定动作监视区域Z。因此，能够视觉地进行动作监视区域Z的设定。因此，在本发明中，操作者不需要输入XYZ坐标系的数值，能够容易且短时间地设定动作监视区域Z。因此，在本发明中，能够容易地生成反映了动作监视区域Z的机器人的动作程序。

再次参照图1，机器人控制装置20包含在机器人模型Rm的控制点或Rm的关注部位从动作监视区域Z脱离的情况下，使机器人R停止的停止部15。

在生成了动作程序后，通过模拟执行机器人R的动作程序，或者通过动作程序使机器人R实际动作。如显示部的扩大图的图5A所示，通常机器人模型Rm位于动作监视区域模型Zm内。

但是，如图5B所示，有可能会发生机器人模型Rm的控制点或Rm的关注部位例如机器人模型Rm的前端从动作监视区域模型Zm脱离的情况。在这种情况下，停止部15使机器人R停止。这样能够防止机器人R的控制点或机器人R的关注部位与周边设备P发生冲突。

另外，在未图示的实施方式中，示教操作盘10可以包含设定部14和停止部15，机器人控制装置20也可以包含配置部12、定位部13、设定部14以及停止部15。另外，可以代替示教操作盘10的显示部11，使用与机器人控制装置20连接的其他显示部(未图示)。即使这种情况也包含在本发明的范围内。

发明的效果

在第一个方式中，使配置在显示部上的动作监视区域模型自身移动到适当的场所，所以能够视觉地进行动作监视区域的设定。因此，操作者不需要输入XYZ坐标系的数值，能够容易且短时间地设定动作监视区域。

在第二个方式中，扩大和缩小动作监视区域模型而使动作监视区域模型变形，从而能够设定更加适合机器人和周边设备的动作监视区域。

在第三个方式中，能够从长方体模型、球体模型以及胶囊型模型中选择最适合机器人和周边设备的形状的动作监视区域模型。

在第四个方式中，能够防止机器人的控制点或机器人的关注部位与周边设备发生冲突。

使用典型的实施方式说明了本发明，但如果是本领域技术人员能够理解能够不脱离本发明的范围地进行上述的变更以及各种其他的变更、省略和追加。

Claims (4)

1.一种机器人系统，其特征在于，具备：

显示部，其显示机器人的机器人模型和位于上述机器人的周边的周边设备的周边设备模型；

配置部，其在上述显示部上配置上述机器人的动作监视区域的动作监视区域模型；

定位部，其使通过该配置部进行了配置的上述动作监视区域模型移动来对上述动作监视区域模型进行定位；以及

设定部，其将通过该定位部进行了定位的上述动作监视区域模型所包围的上述显示部内的区域变换为上述机器人能够识别的坐标值来设定上述动作监视区域。

2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，

上述定位部还扩大和缩小上述动作监视区域模型。

3.根据权利要求1或2所述的机器人系统，其特征在于，

通过上述配置部配置的动作监视区域模型包含长方体模型、球体模型以及胶囊型模型中的至少一个，

上述定位部将上述长方体模型、球体模型以及胶囊型模型中的至少任意一个模型作为一个动作监视区域模型进行定位。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的机器人系统，其特征在于，

还具备当上述机器人模型的控制点或上述机器人模型的关注部位从上述动作监视区域脱离时，使上述机器人停止的停止部。