CN107111300A - 机械手的动作程序生成方法以及机械手的动作程序生成装置 - Google Patents

Abstract

机械手的动作程序生成方法以及机械手的动作程序生成装置，目的在于不使用示教板，不懂程序设计语言的示教者也可以将机械手的移动以及作业内容容易地示教给机械手。本发明的机械手的动作程序生成方法，包括：使用GUI显示用于特定某模板要素动作程序的变量的变量特定画面，然后，使变量被特定的模板要素动作程序作为定制要素动作程序存储于存储部，并对多个模板要素动作程序依次执行盖操作的步骤，多个模板要素动作程序形成为如下结构：作为变量包括规定所述对应的要素作业所必需的机械手的运动（移动以及姿势变化）的一个以上的手部位置坐标（示教点），且所述一个以上的手部位置坐标全部被特定借此特定机械手的运动。

Description

机械手的动作程序生成方法以及机械手的动作程序生成装置

技术领域

本发明涉及机械手的动作程序生成方法以及机械手的动作程序生成装置。

背景技术

以往，机械手的示教使用示教板（teaching pendant）进行。

近年来，已知有使用GUI（图形用户界面），将对于机械手语言的先前的字符基准（character base）的语言表现以及编辑方法改为图形的表现，借此生成机械手的动作程序的方法（例如参照专利文献1）。又，已知有使用GUI对与工件的嵌合动作有关的参数进行调整的方法（例如参照专利文献2）。

现有技术文献：

专利文献

专利文献1 : 日本特开2007-242054号公报；

专利文献2 : 日本特开2014-166681号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

但是，最近受到关注的是人与机械手同时存在于流水作业线中，分担一系列工序的同时进行产品的组装。这样的流水作业线中，会有根据产品的种类或工序的变更等而频繁变更作业内容的情况；

然而，若使用示教板示教机械手，则会耗费时间，并且，示教者需要具有使用程序设计语言的能力。专利文献1以及专利文献2的技术中，如以往那样，利用示教板进行机械手的移动示教。又，专利文献2中，虽使用GUI进行参数调整，但是该作业实际上是通过控制使机械手进行动作从而进行的。只要使用示教板进行机械手的移动示教，示教者就需要使用程序设计语言的能力。又，通过控制使机械手进行动作并进行参数调整等从而生成示教用程序需要花费时间；

于是，本发明的目的在于：不使用示教板，不懂程序设计语言的示教者也可以容易地将机械手的移动以及作业内容示教给机械手。

解决问题的单元：

本发明人等，专心研究了不使用示教板，不懂程序设计语言的示教者也可以容易地将机械手的移动以及作业内容示教给机械手的方法。

首先，研究了不需要示教板。继而作为其中的一个环节研究了离线示教。然而，一般地，离线示教中，由于不能够反映出机械手的姿势，离线示教会偏离实际情况，所以，需要借助实际机器进行动作确认，或修正由离线示教生成的动作程序。

但是，产品的组装作业被细分为相对简单的作业即工序的集合。已规定各工序能够由人按规定的顺序执行。所以，例如，流水作业线中，使与人相近大小双腕机械手代替作业者进行工序作业时，能够模仿进行工序作业的作业者的姿势而反应进行该工序作业的双腕机械手的姿势。

所以，那样的情况下，离线示教也能够生成比较符合实际情况的动作程序。这是本发明人等的第一着眼点。

接着，研究了不懂程序设计语言的示教者容易地将机械手的移动以及作业内容示教给机械手。其结果是，因为产品的组装作业被细分为相对简单的作业即工序的集合，各工序以能够按规定的顺序执行的形式被规定，所以只要本发明人等预先将各工序进行程序设计，就能够将任意的工序组合从而生成机械手的整体的动作程序。而且，将任意的工序组合从而生成机械手的整体的动作程序也能够被预先进行程序设计。借此，不懂程序设计语言的示教者能够将机械手的移动以及作业内容示教给机械手。进而若使用GUI，则能够容易地进行该示教。这是本发明人等的第二着眼点。

本发明是基于这些着眼点而形成的。

根据本发明的一形态的机械手的动作程序生成方法，是使用具备在规定画面显示GUI(图形用户界面，graphical user interface)并接受用户输入的GUI控制部、存储部、程序生成部的程序生成装置，生成使机械手执行整体作业的整体动作程序的方法，所述整体作业是应使具有臂的所述机械手执行的作业的整体，形成为如下结构的多个模板要素动作程序预先存储于所述存储部：分别与构成所述整体作业的多个要素作业对应，并包括一个以上的变量，且所述一个以上的变量全部被特定借此所述机械手能够执行各个要素作业，包括：步骤A，针对存储于所述存储部的多个模板要素动作程序，依次执行如下步骤：使用所述GUI显示用于特定所有某模板要素动作程序的所述一个以上的变量的变量特定画面，然后将使用该变量特定画面而特定了所述一个以上的变量的模板要素动作程序作为定制要素动作程序而存储于所述存储部；和步骤B，所述程序生成部根据存储于所述存储部的多个定制要素动作程序，生成包括该多个定制要素动作程序的所述整体动作程序，所述多个模板要素动作程序包括形成为如下结构的模板要素动作程序：至少包括对其对应的要素作业所必需的所述机械手的运动进行规定的一个以上的手部位置坐标作为所述变量，且所述一个以上的手部位置坐标全部被特定借此特定所述机械手的运动。

此处机械手的运动包括机械手的移动以及姿势变化。例如对机械手的运动进行规定的一个以上的手部位置坐标为示教点。

根据上述结构，示教者使用GUI显示某模板要素动作程序的变量特定画面后，使用该变量特定画面特定变量，然后将该变量已被确定的模板要素动作程序作为定制要素动作程序而存储于存储部。接着，针对存储于存储部的多个模板要素动作程序依次执行上述操作，则程序生成部生成包括存储于存储部的多个定制要素动作程序的整体动作程序。而且，多个模板要素动作程序至少包括如下结构的模板要素动作程序：包括对上述对应的要素作业所必需的机械手的运动进行规定的手部位置坐标（示教点）作为变量，并且手部位置坐标被特定借此特定机械手的运动。所以，即使示教者不理解机械手语言，也能够仅通过使用GUI来特定模板要素动作程序的变量，生成与包括机械手的手部位置坐标（示教点）的运动动作相关的动作程序。而且，通过将该动作程序下载至机械手的控制装置，能够向机械手进行关于运动动作的示教。因此，即使不理解机械手语言，也能容易地示教机械手。

也可以是所述多个模板要素动作程序还包括形成为如下结构的模板要素动作程序：包括对其对应的要素作业的内容进行规定的一个以上的变量，且所述一个以上的变量全部被特定借此特定所述要素作业的内容。

根据上述结构，多个模板要素动作程序还包括形成为如下结构的模板要素动作程序：包括对上述对应的要素作业的内容进行规定的变量，并且变量被特定借此特定要素作业的内容。所以，即使示教者不理解机械手语言，也能够仅通过使用GUI来特定模板要素动作程序的变量，生成关于包括机械手的手部位置坐标（示教点）的运动动作与要素作业的内容两者的动作程序。而且，通过将该动作程序下载至机械手的控制装置，能够向机械手进行关于运动动作与要素作业的内容两者的示教。

也可以是所述步骤A包括使用所述GUI显示选择所述多个模板要素动作程序中的一个的程序选择画面的步骤，该步骤中使用所述程序选择画面选择的模板要素动作程序为所述某模板要素动作程序。

根据上述结构，示教者能够通过从多个模板要素动作程序中选择所期望的模板要素动作程序的组合，构建机械手应该执行的所期望的整体作业，并且，容易生成执行所期望的整体作业的机械手的动作程序。

也可以是分别与多个机械手对应的整体作业以及与各个整体作业对应的多个模板要素动作程序分别与多个机械手相关联地存储于所述存储部，包括使用所述GUI显示选择所述多个机械手中的一个的机械手选择画面的步骤，对该步骤中使用所述机械手选择画面而选择的机械手执行所述步骤A以及所述步骤B。

根据上述结构，即使不理解机械手语言，也能够使用GUI来容易地示教多个机械手。

也可以是按所述机械手、所述整体作业、以及所述要素作业的顺序从上级向下级分级化，对各级的结构要素即各个所述机械手、各个所述整体作业、以及各个所述要素作业分别赋予用于相互识别的识别名称，并且使所述多个模板要素动作程序分别对应于构成最下级的多个要素作业，将所述多个模板要素动作程序存储于所述存储部。

根据上述结构，通过特定各级结构要素的各识别名称，能够确定所述机械手、所述整体作业以及模板要素动作程序。借此，能够使用GUI较佳地显示用于特定所述机械手、所述整体作业以及模板要素动作程序的画面，以及能够较佳地通过显示画面而进行用于确定的输入；

也可以是所述机械手形成为能够输出当前的手部位置坐标的结构。所述步骤A中，通过向特定作为所述变量的手部位置坐标的变量特定画面输入从所述手部位置坐标的输出而获得的值，借此特定作为所述变量的手部位置坐标；

根据上述结构，示教者通过使机械手的手部位于所期望的示教点，能够容易地特定机械手的手部位置坐标。也可以是该机械手的手部位置坐标的输出借助通信而输入至GUI。例如，也可以是由示教者来观察显示于机械手控制器的机械手的手部位置坐标的输出，由GUI的特定画面输入该手部位置坐标。

也可以是所述机械手具有进行协调动作的多个臂，所述整体作业为应由所述多个臂协调执行的作业的整体的整体作业（以下称为协调整体作业），所述多个要素作业为构成所述协调整体作业的多个要素作业（以下称为协调要素作业），所述模板要素动作程序为与所述协调要素作业对应的模板要素动作程序（以下称为模板协调要素动作程序），所述定制要素动作程序为与所述模板协调要素动作程序对应的定制要素动作程序（以下称为定制协调要素动作程序），所述整体动作程序为与所述定制协调要素动作程序对应的整体动作程序（以下称为协调整体动作程序），并且，所述多个模板协调要素动作程序包括形成为如下结构的模板协调要素动作程序：至少包括各臂的一个以上的手部位置坐标作为所述变量，并且各臂的所述一个以上的手部位置坐标全部被特定借此特定所述机械手的多个臂的运动，所述各臂的一个以上的手部位置坐标是，分别对所述对应的协调要素作业所必需的所述机械手的多个臂的运动进行规定；

此处机械手的多个臂的运动包括机械手的移动以及姿势变化。例如分别对于每个臂规定的各臂的一个以上的手部位置坐标为示教点。

根据上述结构，即使不理解机械手语言，也能够容易示教具有进行协调动作的多个臂的机械手。

也可以是还包括针对具有所述多个臂的机械手的每个臂而生成与各臂的单独动作相对应的所述整体动作程序的步骤，以规定的动作为触发，切换与所述多个臂的协调动作对应的协调整体动作程序、和与所述多个臂的各个单独动作对应的各所述整体动作程序；

根据上述结构，即使不理解机械手语言，也能够容易示教具有多个臂的机械手切换地进行多个臂的协调动作与各臂的单独动作；

也可以是所述协调动作包括使工件旋转或并进的动作；

根据上述结构，能够容易地示教多腕机械手进行使工件旋转、并进的动作；

也可以是所述变量包括所述机械手的动作速度、移动方法以及等待时间；

根据上述结构、示教者能够使用GUI容易地设定与机械手的特定动作相关的参数。

也可以是所述程序生成装置为智能手机或平板型个人电脑。根据上述结构，示教者能够容易随身携带终端（程序生成装置），并以直观且简易的操作进行示教；

也可以是所述机械手为产品组装用机械手，所述整体作业为产品的组装作业，所述要素作业为所述组装作业的工序。

一般地，离线示教中，由于不能够反映出机械手的姿势，离线示教会偏离实际情况，所以需要借助实际机器进行动作确认，或修正由离线示教生成的动作程序。

另一方面，产品的组装作业已被细分为相对简单的作业即工序的集合。已规定各工序能够由人以特定顺序执行。所以，例如，流水作业线中，使大小接近于人的双腕机械手代替作业者进行工序作业时，能够模仿进行工序作业的作业者的姿势而反映进行该工序作业的双腕机械手的姿势。

所以，那样的情况下，以能借助离线示教生成比较符合实际情况的动作程序。因此，使用GUI进行一种离线示教的本发明能够适用于由机械手进行产品的组装作业的情况。

根据本发明的其它形态的机械手的动作程序生成装置，是具备在规定画面显示GUI并接受用户输入的GUI控制部、存储部、程序生成部、定制部，生成使机械手执行整体作业的整体动作程序的机械手的动作程序生成装置，所述整体作业是具有臂的所述机械手所应执行的作业的整体，形成为如下结构的多个模板要素动作程序预先存储于所述存储部：分别与构成所述整体作业的多个要素作业对应，并包括一个以上的变量，并且所述一个以上的变量全部被特定借此所述机械手能够执行各个要素作业，所述定制部形成为如下结构：针对存储于所述存储部的多个模板要素动作程序依次执行如下步骤：使用所述GUI显示用于特定所有某模板要素动作程序的所述一个以上的变量的变量特定画面，然后，由用户使用该变量特定画面来特定所述一个以上的变量后，将该已特定的模板要素动作程序作为定制要素动作程序而存储于所述存储部；所述程序生成部形成为如下结构：根据存储于所述存储部的多个定制要素动作程序，生成包括该多个定制要素动作程序的所述整体动作程序；所述多个模板要素动作程序包括形成为如下结构的模板要素动作程序：至少包括对所述对应的要素作业所必需的所述机械手的运动进行规定的一个以上的手部位置坐标作为所述变量，并且所述一个以上的手部位置坐标全部被特定借此特定所述机械手的运动。

发明效果：

根据本发明，不使用示教板，不懂程序设计语言的示教者也能够容易地将机械手的移动以及作业内容示教给机械手。

参照附图详细说明以下合适的实施形态以明确本发明的上述目的，其它目的，特征，以及优点。

附图说明

图1是示出具备根据本实施形态的机械手的动作程序生成装置的机械手示教系统的结构的立体图；

图2是示意地示出图1的机械手臂的关节构造的图；

图3是示出图1的控制装置的结构的模块图；

图4是图1的机械手示教系统的俯视图；

图5是示出图1的动作程序生成装置的结构的模块图；

图6是示出图4的动作程序生成应用程序的功能结构例的模块图；

图7是示出动作程序的生成顺序的流程图；

图8示出了使用GUI显示的导览画面的一个示例；

图9示出了使用GUI显示的机械手选择画面的一个示例；

图10示出了使用GUI显示的工件选择画面的一个示例；

图11示出了使用GUI显示的作业选择画面的一个示例；

图12示出了使用GUI显示的参数设定画面的一个示例；

图13是用于说明所生成的整体动作程序的一个示例的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图说明根据本发明的实施形态。以下所有附图中对相同或相当的要素标以相同的符号，并省略其说明。

图1是示出根据第一实施形态的机械手示教系统的结构的立体图。如图1所示，机械手示教系统1具备：机械手主体（以下仅称为机械手）2；控制机械手2的控制装置3；和与控制装置3可通信连接的动作程序生成装置4。机械手示教系统1为按照动作程序，向机械手2示教动作的系统；

［机械手］

机械手2为具备由关节连结多个连杆而成的机械手臂（一个或一个以上）的机械手。本实施形态中，机械手2为与人相近大小的同轴双腕型的水平关节型（SCARA）机械手，具备：配置于基台9上的下臂10，和配置于下臂10上的上臂12。机械手2，例如在流水作业线中，与其他作业者同时存在并进行作业。

下臂10由旋转关节连结第一连杆10a以及第二连杆10b从而构成。下臂10的第二连杆10b的梢端安装有L字形的凸缘10c。凸缘10c借助直动关节与第一末端执行器11连结；

上臂12由旋转关节连结第一连杆12a以及第二连杆12b而构成。上臂12的第二连杆12b的梢端安装有L字形的凸缘12c。凸缘12c借助直动关节与第二末端执行器13连结。另外，第一末端执行器11以及第二末端执行器13不限定于图1所示的形状，也可以是手部及其它适合于组装作业的末端执行器；

图2是示意地示出机械手2的下臂10和上臂12的关节构造的图。如图2所示，下臂10具有作为旋转关节的第一轴21以及第二轴22，和作为并进（直动）关节的第三轴23的3个自由度。上臂12具有作为旋转关节的第四轴24以及第五轴25，和作为并进（直动）关节的第六轴26的3个自由度。构成各臂的关节轴21～26编入有能够检测各个关节的角度的角度检测器的一例即编码器（未图示）等。

下臂10中，基台9的上表面设置有支持构件10s，水平延伸的第一连杆10a的一个端部在基台9上借助具有铅垂的旋转轴线的第一轴21与支持构件10s连结。第一连杆10a的另一个端部，借助具有铅垂的旋转轴线的第二轴22与第二连杆10b的一端连结。第二连杆10b在水平方向上延伸。安装于第二连杆10b的另一端的凸缘10c借助具有铅垂的并进方向的第三轴23与第一末端执行器11连结。借此，第一末端执行器11形成为在第二连杆10b的梢端部借助第三轴23可升降的结构。

上臂12中，下臂10的第一连杆10a的上表面设置有支持构件12s，在水平方向上延伸的第一连杆12a的一个端部借助具有铅垂的旋转轴线的第四轴24与支持构件12s连结。第四轴24以其旋转轴线与第一轴21的旋转轴线一致的形式配置。第一连杆12a的另一个端部借助具有铅垂的旋转轴线的第五轴25与第二连杆12b的一端连结。第二连杆12b在水平方向上延伸。安装于第二连杆12b的另一端的凸缘12c借助具有铅垂的并进方向的第六轴26与第二末端执行器13连结。借此，第二末端执行器13形成为在第二连杆12b的梢端部借助第六轴26可升降的结构。第一末端执行器11的基准位置与第二末端执行器13的基准位置被设定在彼此相同的水平位置上（参照图1）。

构成下臂10以及上臂12的各轴21～26由伺服机构（未图示）驱动。伺服机构包括：用于位移驱动臂的驱动部，和用于向臂传递驱动部的动力的传递机构。本实施形态中，驱动单元由电动马达，例如伺服马达实现。即，下臂10以及上臂12形成为借助伺服机构，按照控制装置3的指令运动的结构。此处，上臂12的第四轴24借助支持构件12s以及下臂10的第一连杆10a与下臂的第一轴21以共用旋转轴线的形式连接，所以受到控制，在以抵消第一轴21的旋转的形式旋转的基础上进行所指定的旋转；

［控制装置］

图3是示出图1的控制装置3的结构的模块图。如图3所示，控制装置3具备：计算部31、存储部32、通信界面33、输入输出界面34、伺服控制部35。控制装置3与机械手2借助控制线（未图示）连接，且具备例如微型控制器等计算机的机械手控制器。控制装置3不限于单一的装置，也可以是由多个装置构成；

存储部32存储控制装置3的基本程序、机械手的动作程序等信息。计算部31进行用于机械手控制的计算处理且生成机械手2的控制指令。伺服控制部35，形成为根据由计算部31生成的控制指令，控制机械手2的关节轴21～26的各轴的动作的结构。通信界面33与动作程序生成装置4连接。控制装置3以及动作程序生成装置4借助通信界面33相互收发数据。如图4的俯视图所示，控制装置3中，设定有机械手2的标准坐标系B（以下称为基础坐标系）。该坐标系B，例如，基台9的设置面与下臂10的第一轴21（参照图2）的旋转轴线的交点为原点，第一轴21的旋转轴线为Z轴，与Z轴正交的任意的轴为X轴，与Z轴以及X轴正交的轴为Y轴。将以安装于下臂10的第二连杆10b的梢端的凸缘10c为基准的坐标系称为第一凸缘坐标系F1。将以安装于上臂12的第二连杆12b的梢端的第二凸缘12c为基准的坐标系称为第二凸缘坐标系F2；

控制装置3，能够根据关节轴21～26的角度和构成下臂10以及上臂12的连杆的尺寸，确定共同的基础坐标系B中的凸缘10c、12c的位置以及姿势。而且，控制装置3，通过预先存储第一凸缘坐标系F1中的从凸缘10c的位置到第一末端执行器11上的点的向量，和第二凸缘坐标系F2中的从凸缘12c的位置到第二末端执行器13上的点的向量，能够算出以基础坐标系B为基准的机械手2的下臂10的手部位置与上臂12的手部位置。本实施形态中，规定机械手2的下臂10的动作的示教点为以基础坐标系B为基准的末端执行器11的梢端位置P1。规定机械手2的上臂12的动作的示教点为以基础坐标系B为基准的末端执行器13的梢端位置P2。另外，也可以是机械手示教系统1中同时使用视觉传感器（未图示），借此将机械手以外的空间上的任意点作为示教点；

机械手2的运动通过特定一个以上的示教点P1、P2来特定。借此，能够设定以基础坐标系B为基准的机械手臂10、12的动作区域20。本实施形态中，动作区域20被设定为俯视时为矩形，且包括配置与机械手2的正面的作业台5；

示教者，在该动作区域20的范围内，进行示教机械手2所应执行作业的整体、即整体作业。机械手2为产品组装用机械手，机械手的整体作业例如为空调的组装作业。此时，机械手2的整体作业由多个要素作业构成，各要素作业例如为各组装工序。图4的示例中，要素作业为配置于作业台5上的四种部件W1、W2、W3、W4的组装作业。

一般地，离线示教中，由于不能够反映出机械手的姿势，离线示教不符合实际情况，所以需要借助实际机器进行动作确认，或修正由离线示教生成的动作程序。

另一方面，产品的组装作业被细分为作为相对简单的作业的工序的集合。已规定各工序能够由人以特定顺序执行。所以，如本实施形态，流水作业线中，使与人相近大小的双腕机械手2代替作业者进行工序作业时，能够模仿进行该工序作业的作业者的姿势而反映出进行工序作业的双腕机械手的姿势；

所以，那样的情况下，也能够借助离线示教生成比较符合实际情况的动作程序。因此，使用GUI进行一种离线示教的本发明适用于由机械手进行产品的组装作业的情况。以下进行具体说明；

［动作程序生成装置］

示教者，使用动作程序生成装置4，生成使机械手2执行整体作业的整体动作程序，通过控制装置3向机械手2示教动作。此处，示教者也可以是机械手示教系统1的管理者。动作程序生成装置4执行机械手2的整体动作程序的生成、修正、注册、或各种参数的设定。图5是示出动作程序生成装置4的硬件结构的模块图。如图5所示，动作程序生成装置4具备：处理部41、触摸屏显示器42、通信部43、扬声器44、存储部45。本实施形态中，动作程序生成装置4为平板型个人电脑；

处理部41为执行各种处理的计算装置，执行OS45A等基本程序或后述的动作程序生成应用程序等。

触摸屏显示器42具有画面显示部4A和信息输入部4B。画面显示部4A具备液晶显示器等显示装置。画面显示部4A将文字、图像、符号、以及图形等显示于画面上。

信息输入部4B检测用户向画面输入的信息。本实施形态中，信息输入部4B至少检测手指、笔、或手写笔等与画面接触或接近时的位置。信息输入部4B的检测方式可以是静电电容方式等任意的方式。

通信部43通过有线或无线与控制装置3进行通信。通信部43支持1个或多个通信方式。通信部43所支持的通信方式例如包括向以太网（注册商标）、移动电话的通信方式等。

扬声器44输出声音。平板型个人电脑可以是还具备用于通过头戴式耳机（耳机）输出声音的输出端子，也可以是还具备用于输入声音的麦克风；

存储部45存储支援应用程序的动作的操作系统（OS）45A；在前台或后台运行的应用程序（以简称为应用）45B；和程序以及属性信息45C。应用程序45B中包括使用本实施形态的GUI生成机械手的整体动作程序的动作程序生成应用。应用，例如为使用GUI使画面显示于画面显示部4A，并使处理部41执行与由信息输入部4B检测的用户的手势对应的处理。应用具有与游戏、音乐或影像等视听相关的应用、与词典、地图、学习相关的应用等各种各样的应用。将应用从商城等下载（安装）到平板电脑终端，并被执行。也可以是将应用借助通信部43的通信或存储媒介安装于存储部45。此外，存储部45也被利用为存储各应用的运行文件以及保存数据等存储区域、暂时存储处理部41的处理结果的作业区域。也可以是存储部45包括：半导体存储媒介、以及磁性存储媒介等任意的存储媒介。也可以是存储部45包括多种类的存储媒介。也可以是存储部45包括作为被利用为RAM等临时存储区域的存储装置。

图6是示出动作程序生成装置4中的动作程序生成应用运行时的处理部41的功能结构的模块图。如图6所示，处理部41执行包括GUI控制部51、定制部52、动作程序生成部53的各功能。程序以及属性信息45C包括画面信息、机械手信息、整体作业信息、要素作业信息、模板要素动作程序、以及存储于定制程序容纳区域的其他信息；

画面信息为借助GUI控制部51显示于触摸屏显示器42上的图像信息。机械手信息为关于由本系统1示教的机械手（一个或一个以上）的基本信息。整体作业信息为关于向各机械手示教的整体作业（一个或一个以上）的信息。整体作业例如为空调、照相机等的组装作业。要素作业信息为关于构成各整体作业的要素作业（一个或一个以上）的信息。要素作业例如为移动、设置、抓握(hold)、松开(release)、信号等待等；

模板要素动作程序为与各要素作业对应且具有一个以上作为自变量的变量，以这些变量全部被特定借此机械手能够执行该要素作业的形式预先记述于机械手语言的程序目录。模板要素动作程序形成为如下结构：至少包括对上述对应的要素作业所必需的机械手的运动进行规定的一个以上的手部位置坐标（示教点）作为变量，且一个以上的手部位置坐标（示教点）全部被特定借此特定机械手的运动；

存储部45中，按机械手信息、整体作业信息、以及要素作业信息的顺序从上级向下级分级化，分别对各级的结构要素即各个机械手、各个整体作业、以及各个要素作业赋予用于相互识别的识别名称，并且使多个模板要素动作程序分别与构成最下级的多个要素作业对应，存储有多个模板要素动作程序；

此处，分别与多个机械手对应的整体作业以及与各个整体作业对应的多个模板要素动作程序分别与多个机械手关联并存储于存储部45；

这些信息可以通过网络下载，可以由用户输入，可以从控制装置3获得，也可以从存储媒介获得；

定制程序容纳区域中容纳有定制要素动作程序，和关于生成的整体动作程序的信息。此处，定制要素动作程序为模板要素动作程序的一个以上的变量全部被确定的程序目录。整体动作程序为根据模板要素动作程序（一个或一个以上）的变量（一个或一个以上）已被确定的定制要素动作程序（一个或一个以上）而生成的程序目录；

GUI控制部51，根据存储于存储部45的各种信息，借助GUI将规定画面显示于触摸屏显示器42，并执行与用户操作对应的处理。

定制部52是以针对存储于存储部45的多个模板要素动作程序依次执行如下步骤的方式构成：在该步骤使用GUI，显示用于特定所有某模板要素动作程序的所述一个以上的变量的参数设定画面，然后，由用户使用该参数设定画面来特定一个以上的变量之后，将该确定的模板要素动作程序作为定制要素动作程序存储于存储部45。程序生成部53形成为根据存储于存储部45的多个定制要素动作程序生成包括该多个定制要素动作程序的整体动作程序的结构。所生成的整体动作程序，根据用户操作，借助通信部43，被下载至控制装置3；

［动作程序生成顺序］

接着，利用图7～图13说明由示教者生成整体动作程序的生成顺序。

首先，GUI控制部51，使用GUI，将导览画面显示于触摸屏显示器42（图7的步骤S1）。具体地，示教者在平板型个人电脑上启动动作程序生成应用。从应用启动开始一定时间后，从启动画面（未图示）自动转化为导览画面。图8示出了使用GUI显示导览画面的一个示例。如同一附图所示，导览画面中，画面左半部分显示选择菜单的一览表。从上依次显示有以下菜单：用于对作为示教对象的机械手的信息进行设定的菜单（图8中显示为『机械手』）、用于编辑示教点的菜单（图8中显示为『示教点编辑』）、用于生成整体动作程序的菜单（图8中显示为『作业管理』）、用于备份数据的菜单（图8中显示为『备份』）、用于进行终端的基本设定的菜单（图8中显示为『设定』）。示教者通过触摸画面上的文字或图标选择所期望的菜单。以下说明用于生成动作程序的典型的顺序，当然示教者也可以在导览画面中选择任意的菜单。

接着，GUI控制部51使用GUI，将机械手选择画面显示于触摸屏显示器42上（步骤S2）。具体地，示教者在图8的导览画面中选择『机械手』时显示该画面。图9示出了使用GUI显示的机械手选择画面的一个示例。此处，显示关于与平板电脑终端连接，且可示教的机械手的信息。如同一附图所示，机械手选择画面中，画面左半部分显示有可选择的机械手的一览表。此处，为了相互识别机械手而赋予识别名称『机械手1』以及『机械手2』。例如，『机械手1』以及『机械手2』与图4的机械手2的下臂10以及上臂12对应。机械手选择画面的画面右半部分显示是否与所选择的机械手（控制装置3）连接的选择菜单。本实施形态中，说明与机械手2的下臂10以及上臂12的各个单独动作对应的整体动作程序的生成。另外，通过触摸画面（图9～图12）上部的工具栏，能够进行文件的新建、编辑、复制、删除。又，通过触摸工具栏下部的标签（tab），能够转移至其他画面。

接着，GUI控制部51使用GUI，将整体作业选择画面显示于触摸屏显示器42上（步骤S3）。具体地，示教者在图8的导览画面中选择『作业管理』时显示该画面。图10示出了使用GUI显示整体作业选择画面的一个示例。如同一附图所示，整体作业选择画面中显示有可选择的产品的一览表。此处，为了相互识别整体作业而赋予识别名称『空调1』、『照相机1』、『镜头1』、『部件1』、以及『移动电话基板1』。示教者选择特定的产品。此处，所选择的产品的组装作业为应由机械手2执行的整体作业。

接着，GUI控制部51，使用GUI，将要素作业选择画面（程序选择画面）显示于触摸屏显示器42上（步骤S4）。具体地、示教者在图10的整体作业选择画面中选择特定的产品（例如识别名称『空调1』）时显示该画面。图11示出了使用GUI显示的要素作业选择画面（程序选择画面）的一个示例。如同一附图所示，要素作业选择画面（程序选择画面）中显示有可选择的要素作业的一览表。此处，为了相互识别要素作业而赋予识别名称『信号等待』、『A点移动』、『移动』、『设置』、『移动』、『抓握(hold)』、『松开(release)』。另外，存储部45中预先存储有形成为如下结构的多个模板要素动作程序：分别与各要素作业对应，包括一个以上的变量，并且一个以上的变量全部被特定借此机械手能够执行各个要素作业。示教者能够从上述要素作业中，选择规定的要素作业（识别名称）的组合，以此选择模板要素动作程序的组合。图11中，作为整体作业而选择构成空调的部件的搬运作业的三个要素作业的组合（识别名称『抓握(hold)』、『移动』、『松开(release)』）。

此外，定制部52，使用GUI，将参数设定画面显示于触摸屏显示器42上（步骤S5）。具体地，示教者选择图11的三个要素作业（识别名称为『抓握(hold)』、『移动』、『松开(release)』）中的一个要素作业（识别名称为『移动』）时显示上述参数设定画面。图12是示出使用GUI显示的参数设定画面的一个示例。如同一附图所示，参数设定画面中显示与移动相关的可设定的参数的一览表。此处，示教者设定与机械手的动作速度、移动方法、等待时间、机械手的示教点、以及视觉传感器相关的变量；

机械手2的动作速度可任意设定。本实施形态中，可任意设定动作区域20中的各机械手2的下臂10以及上臂12的最大动作速度（参照图4）。例如在动作区域20中设置机械手2与人同时存在并进行作业的区域时，可以将最大动作速度设定为ISO10218-1中作为低速控制而规定的250mm/s；

移动方法可任意设定。例如，可以选择直线插补、圆弧插补、PTP控制(point to point)中所期望的移动方法；

可任意设定等待时间。此处，可设定直至机械手2进行上述『移动』动作的等待时间；

可设定机械手的示教点。本实施形态中，机械手的示教点（手部位置坐标）形成为借助通信从控制装置3获得、并显示于画面的结构，但也可以是示教者观察显示于控制装置3的机械手的手部位置坐标的输出，且将其直接输入画面的结构；

又，可以设定视觉传感器的有无。也可以是机械手示教系统1中，通过使用视觉传感器（未图示），将机械手2之外的空间上任意的点作为示教点。

接着，定制部52，在参数设定画面（图12）中由用户确定一个以上的变量，将该特定的模板要素动作程序作为定制要素动作程序存储于存储部45（步骤S6）。定制部52针对存储于存储部45的其他的模板要素动作程序而依次执行上述操作（步骤S7）。对于其他的要素动作（识别名称为『抓握』、『松开』），同样地，示教者也通过使用GUI设定参数，以此定制与各要素作业对应的模板要素动作程序，并将其作为定制要素动作程序存储于存储部45。

程序生成部53根据存储于存储部45的多个定制要素动作程序生成包括该多个定制要素动作程序的整体动作程序（步骤S8）。

图13是用于说明所生成的整体动作程序的一个示例的示意图。如图13（a）所示，机械手的整体作业为空调的部件的搬运作业。搬运作业由三个要素作业（抓握(hold)、移动、松开(release)）构成。具体地，首先从原点G（Xa，Ya，Za，RXa，RYa，RZa）直线移动至第一规定位置。接着从规定位置直线移动至点A1（Xa，Ya，Za，RXa，RYa，RZa）。在点A1处抓持工件并直线移动至第一规定位置。然后，在抓持工件的状态下直线移动至第二规定位置。接着，从第二规定位置直线移动至点B1（Xb，Yb，Zb，RXb，RYb，RZb）并松开工件。接着从点B1（Xb，Yb，Zb，RXb，RYb，RZb）直线移动至第二规定位置。最后直线移动返回至原点G；

图13（b）示出了所制作的整体动作程序的源资料（source）。图13（c）示出了与源资料对应的要素作业选择画面（程序选择画面）的一个示例。如此，即使示教者不理解机械手语言也能够通过GUI的简单的操作制作动作程序；

最后，示教者将所生成的整体动作程序传输至控制装置。由图9的机械手选择画面的标签『传输』执行传输。控制装置3根据所传输的动作程序，向机械手示教动作。又，示教者可以借助图9的机械手选择画面的标签『监视』重放示教结果。

如此，根据本实施形态，示教者使用GUI显示某模板要素动作程序的参数设定画面（图12）后，使用参数设定画面特定变量，将该变量已确定的模板要素动作程序作为定制要素动作程序存储于存储部45。而且，针对存储于存储部45的多个模板要素动作程序而依次执行上述操作之后，程序生成部53生成包括存储于存储部45的多个定制要素动作程序的整体动作程序。所以，即使示教者不理解机械手语言，只要通过使用GUI来特定模板要素动作程序的变量，便能够生成与包括机械手的手部位置坐标（示教点）的运动动作相关的动作程序。而且，通过将该动作程序下载至机械手的控制装置3，能够对机械手进行关于运动动作的示教。因此，即使不理解机械手语言，也能够容易地示教机械手；

又，根据本实施形态，示教者使用GUI来显示要素作业选择画面（图11的程序选择画面），通过从多个模板要素动作程序中选择所期望的模板要素动作程序的组合，能够构建机械手应该执行的所期望的整体作业，并且，容易生成执行所期望的整体作业的机械手的动作程序；

（其他实施形态）

另外，本实施形态中，说明了与机械手2的下臂10以及上臂12的各个单独动作对应的整体动作程序的生成，但是不限定于此。也可以是机械手2的下臂10以及上臂12进行协调动作，上述整体作业作为应由多个臂协调执行的作业的整体的整体作业（以下称为协调整体作业）。此时，上述多个要素作业为构成协调整体作业的多个要素作业（以下称为协调要素作业）。又，上述模板要素动作程序为与协调要素作业对应的模板要素动作程序（以下称为模板协调要素动作程序）。又，上述定制要素动作程序为与模板协调要素动作程序对应的定制要素动作程序（以下称为定制协调要素动作程序）。又，上述整体动作程序为与定制协调要素动作程序对应的整体动作程序（以下称为协调整体动作程序）。又，多个模板协调要素动作程序包括形成为如下结构的模板协调要素动作程序：至少包括各臂的一个以上的手部位置坐标作为变量，且借助特定各臂的一个以上的手部位置坐标而特定机械手的多个臂的运动，上述的各臂的一个以上的手部位置坐标对应于各臂，分别对上述对应的协调要素作业所必需的机械手的多个臂的运动进行规定；

借此，即使不理解机械手语言，也能够容易示教具有进行协调动作的多个臂的机械手；

又，该协调动作中包括使工件旋转或并进的动作，借此能够容易地示教多腕机械手的工件的旋转、并进动作；

此外，也可以是包含如下步骤：即针对具有多个臂的机械手的各臂而生成与各臂的单独动作对应的整体动作程序，以规定的动为触发，切换与多个臂的协调动作对应的协调整体动作程序、和与多个臂的各个单独动作对应的各所述整体动作程序。借此，即使不理解机械手语言，也能够容易示教具有多个臂的机械手切换地进行多个臂的协调动作与各臂的单独动作。

另外，本实施形态中，动作程序生成装置4为安装有机械手动作程序生成应用程序的平板型个人电脑，但也可以是智能手机。借此，示教者能够容易随身携带终端，以直观且简单的操作进行示教；

又，本实施形态中，动作程序生成装置4可以是能够安装并执行软件的通用计算机，也可以是专用的硬件。

由上述说明，作为本领域技术人员，可知本发明较多的改良或其他实施形态。所以，上述说明应仅作为示例解释，以向本领域技术人员教导实施本发明的最优的形态为目的提供的说明。在不脱离本发明的主旨的范围内，能够实质性变更其结构以及功能中的一个或两者。

工业应用性：

本发明有用于机械手的动作示教。

符号说明：

1　　 机械手示教系统；

2　　 机械手主体；

3　　 控制装置；

4　　 动作程序生成装置（平板型个人电脑）；

5　　 转向架；

6　　 作业台；

9　　 基台；

10　　 下臂；

11　　 第一末端执行器；

12　　 上臂；

13　　 第二末端执行器；

21～26　第一轴～第六轴；

31　　 计算部；

32　　 存储部；

33　　 通信界面；

34　　 输入输出界面；

35　　 伺服控制部；

41　　 CPU；

42　　 触摸屏显示器；

43　　 通信部；

44　　 扬声器；

45　　 存储部；

45A　　 OS；

45B　　 动作程序生成应用程序；

B　　 基础坐标系；

F1　　 第一凸缘坐标系；

F2　　 第二凸缘坐标系。

Claims (13)

1.一种机械手的动作程序生成方法，其特征在于，

是使用具备在规定画面显示GUI(图形用户界面)并接受用户输入的GUI控制部、存储部、程序生成部的程序生成装置，生成使机械手执行整体作业的整体动作程序的方法，所述整体作业是应使具有臂的所述机械手执行的作业的整体，

形成为如下结构的多个模板要素动作程序预先存储于所述存储部：分别与构成所述整体作业的多个要素作业对应，并包括一个以上的变量，且所述一个以上的变量全部被特定借此所述机械手能够执行各个要素作业，

包括：步骤A，针对存储于所述存储部的多个模板要素动作程序，依次执行如下步骤：使用所述GUI显示用于特定所有某模板要素动作程序的所述一个以上的变量的变量特定画面，然后将使用该变量特定画面而特定了所述一个以上的变量的模板要素动作程序作为定制要素动作程序而存储于所述存储部；和

步骤B，所述程序生成部根据存储于所述存储部的多个定制要素动作程序，生成包括该多个定制要素动作程序的所述整体动作程序，

所述多个模板要素动作程序包括形成为如下结构的模板要素动作程序：至少包括对所述对应的要素作业所必需的所述机械手的运动进行规定的一个以上的手部位置坐标作为所述变量，且所述一个以上的手部位置坐标全部被特定借此特定所述机械手的运动。

2.根据权利要求1所述的机械手的动作程序生成方法，其特征在于，

所述多个模板要素动作程序还包括形成为如下结构的模板要素动作程序：包括对所述对应的要素作业的内容进行规定的一个以上的变量，且所述一个以上的变量全部被特定借此特定所述要素作业的内容。

3.根据权利要求1或2所述的机械手的动作程序生成方法，其特征在于，

所述步骤A，包括使用所述GUI显示选择所述多个模板要素动作程序中的一个的程序选择画面的步骤，该步骤中使用所述程序选择画面选择的模板要素动作程序为所述某模板要素动作程序。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的机械手的动作程序生成方法，其特征在于，

分别与多个机械手对应的整体作业以及与各个整体作业对应的多个模板要素动作程序分别与多个机械手相关联地存储于所述存储部，

包括使用所述GUI显示选择所述多个机械手中的一个的机械手选择画面的步骤，对该步骤中使用所述机械手选择画面而选择的机械手执行所述步骤A以及所述步骤B。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的机械手的动作程序生成方法，其特征在于，

按所述机械手、所述整体作业、以及所述要素作业的顺序从上级向下级分级化，对各级的结构要素即各个所述机械手、各个所述整体作业、以及各个所述要素作业分别赋予用于相互识别的识别名称，并且使所述多个模板要素动作程序分别对应于构成最下级的多个要素作业，将所述多个模板要素动作程序存储于所述存储部。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的机械手的动作程序生成方法，其特征在于，

所述机械手形成为能够输出当前的手部位置坐标的结构，

所述步骤A中，通过向特定作为所述变量的手部位置坐标的变量特定画面输入从所述手部位置坐标的输出而获得的值，借此特定作为所述变量的手部位置坐标。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的机械手的动作程序生成方法，其特征在于，

所述机械手具有进行协调动作的多个臂，所述整体作业为应由所述多个臂协调执行的作业的整体的整体作业（以下称为协调整体作业），所述多个要素作业为构成所述协调整体作业的多个要素作业（以下称为协调要素作业），所述模板要素动作程序为与所述协调要素作业对应的模板要素动作程序（以下称为模板协调要素动作程序），所述定制要素动作程序为与所述模板协调要素动作程序对应的定制要素动作程序（以下称为定制协调要素动作程序），所述整体动作程序为与所述定制协调要素动作程序对应的整体动作程序（以下称为协调整体动作程序），并且，所述多个模板协调要素动作程序包括形成为如下结构的模板协调要素动作程序：至少包括各臂的一个以上的手部位置坐标作为所述变量，并且各臂的所述一个以上的手部位置坐标全部被特定借此特定所述机械手的多个臂的运动，所述各臂的一个以上的手部位置坐标是，分别对所述对应的协调要素作业所必需的所述机械手的多个臂的运动进行规定。

8.根据权利要求7所述的机械手的动作程序生成方法，其特征在于，

还包括针对具有所述多个臂的机械手的每个臂而生成与各臂的单独动作相对应的所述整体动作程序的步骤，

以规定的动作为触发，切换与所述多个臂的协调动作对应的协调整体动作程序、和与所述多个臂的各个单独动作对应的各所述整体动作程序。

9.根据权利要求7或8所述的机械手的动作程序生成方法，其特征在于，

所述协调动作包括使工件旋转或并进的动作。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的机械手的动作程序生成方法，其特征在于，

所述变量包括所述机械手的动作速度、移动方法以及等待时间。

11.根据权利要求1至10中任意一项所述的机械手的动作程序生成方法，其特征在于，

所述程序生成装置为智能手机或平板型个人电脑。

12.根据权利要求1至11中任意一项所述的机械手的动作程序生成方法，其特征在于，

所述机械手为产品组装用机械手，所述整体作业为产品的组装作业，所述要素作业为所述组装作业的工序。

13.一种机械手的动作程序生成装置，其特征在于，

是具备在规定画面显示GUI(图形用户界面)并接受用户输入的GUI控制部、存储部、程序生成部、定制部，生成使机械手执行整体作业的整体动作程序的机械手的动作程序生成装置，所述整体作业是具有臂的所述机械手所应执行的作业的整体，

形成为如下结构的多个模板要素动作程序预先存储于所述存储部：分别与构成所述整体作业的多个要素作业对应，并包括一个以上的变量，并且所述一个以上的变量全部被特定借此所述机械手能够执行各个要素作业，

所述定制部形成为如下结构：针对存储于所述存储部的多个模板要素动作程序依次执行如下步骤：使用所述GUI显示用于特定所有某模板要素动作程序的所述一个以上的变量的变量特定画面，然后，由用户使用该变量特定画面来特定所述一个以上的变量后，将该已特定的模板要素动作程序作为定制要素动作程序而存储于所述存储部，

所述程序生成部形成为如下结构：根据存储于所述存储部的多个定制要素动作程序，生成包括该多个定制要素动作程序的所述整体动作程序，

所述多个模板要素动作程序包括形成为如下结构的模板要素动作程序：至少包括对所述对应的要素作业所必需的所述机械手的运动进行规定的一个以上的手部位置坐标作为所述变量，并且所述一个以上的手部位置坐标全部被特定借此特定所述机械手的运动。