CN108214485A - 机器人控制装置、以及机器人控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有使学习容易化的功能的机器人控制装置、以及机器人控制方法。机器人控制装置具有：学习部，其进行对表示由指令值生成的机器人的位置的指令轨迹与表示机器人进行了动作的实际位置的动作轨迹的偏差进行检测，并通过调整指令轨迹来生成已校正的程序的学习；保存部，其保存已校正的程序；以及再学习部，其针对操作员指定的动作轨迹的一部分即再学习部位执行再学习。

Description

机器人控制装置、以及机器人控制方法
技术领域
本发明涉及具有使学习容易化的功能的机器人控制装置、以及机器人控制方法。
背景技术
一般情况下，在被动作程序控制的机器人中，按照该动作程序所包含的指令值来控制电动机，以描绘该动作程序所示教的指令轨迹的方式进行动作。此时，有时由于机器人各关节的齿隙或摩擦等主要原因，使得电动机无法追随指令值，从而包含实际机器人的位置(实际轨迹)相对于指令轨迹的误差。
为了消除该误差，已知一种检测指令轨迹与实际轨迹的偏差，并重复调整指令值来进行学习的技术。例如在日本特开2015-221491号公报中记载了一种机器人的控制方法，其包含：启动用户程序使机器人沿着第一连续的被编程路径运动，由此生成表示实际的工具中心点的位置的第一轨迹的步骤；对所述第一连续的被编程路径与所述第一轨迹之间的路径的偏差进行运算的步骤；仅对所述用户程序调节运算出的路径的偏差量，由此生成校正完成的用户程序的步骤；将表示实际的工具中心点的位置的所述第一轨迹保存于存储器装置的步骤；启动所述校正完成的用户程序使所述机器人沿着第二连续的被编程路径运动，由此生成表示实际的工具中心点的位置的第二轨迹的步骤；以及显示所述第一轨迹以及所述第二轨迹的步骤。
此外，在日本特开2015-168053号公报中记载了一种机器人控制装置，其在预先设定的作业区域中对校正自身的位置姿势并进行动作的机器人进行控制的机器人控制装置，所述机器人控制装置具有：存储部，其存储所述机器人的基准动作样式；输入部，其指定作业开始区域以及作业结束区域中的至少一个，所述作业开始区域是开始基于所述基准动作样式的所述机器人的动作的区域，所述作业结束区域是结束基于所述基准动作样式的所述机器人的动作的区域；自动生成部，其基于以预定的解析度来对由所述输入部指定的作业区域分割而成的分割区域、以及存储于所述存储部的基准动作样式，来自动生成所述机器人的多个动作样式；以及学习控制部，其对于由所述自动生成部自动生成的各个动作样式，学习用于变更速度或者加速度来使所述机器人的动作高速化的动作高速化率。
进一步地，在日本特开2003-044102号公报中记载了一种学习控制方法，其在具有存储学习控制所需的数据的存储器、将该存储器分割成几个区域并进行利用的单元、对由动作程序所指定的区域的数据进行改写的单元、以及控制部，且重复使该控制部动作来使控制对象的输出追随目标指令的试行并进行学习的学习控制系统中，判定指令是否输入到所述控制部，将该判定结果与所述学习控制系统受理的学习开始命令一致的时刻设为学习开始时刻。
通常情况下，由于学习的结果被应用于轨迹整体，因此存在以下问题：即使是学习后的轨迹的一部分并非操作员所希望的轨迹时，也难以通过只修正轨迹的一部分的方式来执行学习。此外，虽然也存在自动切换进行学习的区间和不进行学习的区间这样的技术，但是由此的算法或运算处理可能变得复杂。
发明内容
本公开的一方式机器人控制装置，其按照程序的指令值进行机器人的动作控制，其特征在于，具有：学习部，其进行对表示由所述指令值生成的机器人的位置的指令轨迹与表示机器人进行了动作的实际位置的动作轨迹的偏差进行检测，并通过调整所述指令轨迹来生成已校正的程序的学习；保存部，其保存所述已校正的程序；以及再学习部，其针对操作员指定的动作轨迹的一部分即再学习部位执行再学习。
本公开的其他方式是一种机器人控制方法，其按照程序的指令值进行机器人的动作控制，其特征在于，该机器人控制方法包括：进行对表示由所述指令值生成的机器人的位置的指令轨迹与表示机器人进行了动作的实际位置的动作轨迹的偏差，并通过调整所述指令轨迹来生成已校正的程序的学习；保存所述已校正的程序；以及针对操作员指定的动作轨迹的一部分即再学习部位执行再学习。
附图说明
通过参照附图对以下的最佳实施方式进行说明，可以进一步明确本发明的上述或者其他目的、特征以及所长。
图1是说明由本发明的一实施方式所涉及的机器人控制装置进行的学习控制的一例的图。
图2是包含图1的机器人控制装置的功能框图。
图3是表示由图1的机器人控制装置进行的处理的一例的流程图。
具体实施方式
图1表示本发明的一实施方式所涉及的机器人控制装置10、由机器人控制装置10控制的机器人(机构部)12、操作员14进行机器人12的示教等时使用的示教操作盘(示教挂件)16，并且是说明由机器人控制装置10进行的学习控制的一例的图。在本实施方式中，构成为机器人12执行伴随激光照射的圆弧动作，由此在被加工物(工件)上进行圆形的开孔加工。此外，机器人控制装置10具有学习功能，该学习功能是对机器人12的动作轨迹20(实线)相对于虚线所示的指令轨迹(圆弧)18的偏差进行检测，并根据检测出的偏差来调整指令轨迹。
图2是包含机器人控制装置10、机器人12以及示教挂件16在内的功能框图。机器人控制装置10例如是可编程控制器，构成为按照程序的指令值进行机器人12的动作控制，并具有：存储器等的存储装置(保存部)22、具有与机器人12的动作控制或学习控制相关的功能(相当于后述的学习部或再学习部)的处理器或者CPU等运算处理装置24、用于与内部网或因特网等网络26进行通信的接口模块28、以及在接口模块28与存储装置22之间进行数据转换的数据转换模块30。此外，存储装置22可以对各种变量、用于示教操作盘的程序(TP程序)或包含控制机器人的动作的指令值在内的程序、与图1的机器人系统相关的设定(系统设定)、与错误相关的记录(错误日志)等进行存储。
机器人12例如是具有多个轴的多关节机器人，并具有用于测定/取得执行上述圆弧动作时其自身的(例如工具前端点的)动作轨迹的传感器32，传感器32例如具有设置于机器人12各轴的脉冲编码器或者编码器。
示教操作盘16例如如图1所示是由操作员搬运而能够进行操作的可搬运式操作盘，以有线或者无线的方式与机器人控制装置10相连接。此外，示教操作盘16具有：触摸面板等操作面板(显示器)34，其能够一边由操作员目视一边进行示教或后述的学习部位的指定。
可以将个人计算机等远程计算机36与网络26相连接，远程计算机36具有操作员能够进行输入等操作的键盘等用户接口38、以及用于与网络26进行数据通信或者数据交换的通信模块40。
接下来，参照图3的流程图对机器人控制装置10的学习功能进行说明。首先，执行针对机器人12进行的图1所示的圆弧动作的学习(步骤S1)。更具体来说，对表示由程序的指令值生成的机器人12的位置的指令轨迹与表示机器人12进行动作的实际位置的动作轨迹的偏差进行检测，并通过调整该指令轨迹来校正程序。另外，这里作为学习指令轨迹(调整动作轨迹)的学习控制方法的具体示例，可以进行监督学习、无监督学习、半监督学习、强化学习、转导(transduction)、多任务处理学习等各种机械学习，此外还可以由操作员指定使用任一的学习方法。这里作为用于操作员进行指定的指定部，例如列举出了示教操作盘16的操作面板34、远程计算机的用户接口38、机器人控制装置10的输入部24等，但是还可以使用其他单元。
在执行学习时，修正示教位置数据，通过基于已修正的位置数据(程序)的动作控制，来校正动作轨迹相对于指令轨迹的偏差(步骤S2)。接下来，在步骤S3中，如图1所示，将根据已校正的程序而进行了修正的动作轨迹优先与指令轨迹一并显示于操作面板34等。
操作员根据显示的学习结果，判断动作轨迹(实际轨迹)是否为所希望的形状(步骤S4)。在动作轨迹为所希望的形状时，或者认为是能够允许与理想的形状存在些许偏差的形状时，通过操作员操作示教操作盘16而采用(选择)现状的学习结果。受理这些，机器人控制装置10将所采用的学习结果(已校正的程序)作为学习数据保存于存储装置22等(步骤S5)。另外，在步骤S4中，也可以自动计算动作轨迹与指令轨迹的误差是否处于预定的目标值以内并进行输出(显示)。
另一方面，如图1所例示那样，在动作轨迹20具有误差大的部分、远离指令轨迹18的部分时等，在成为与操作员的意图不同的轨迹的情况下，操作员指定应该再学习的动作轨迹的一部分(步骤S6)。在图1的示例中，在圆弧中的右上部分，动作轨迹20远离正圆(指令轨迹)较大，而其他部分可以判断为没有问题，因此操作员从操作面板34等的操作画面通过触摸操作等指定/输入围绕右上部分的区域44。另外，作为操作画面，除了示教操作盘16的操作面板34之外，还可以使用远程计算机的用户接口38或机器人控制装置10的输入部42等其他适当的单元，但是示教操作盘16的操作面板34适合于现场的操作。
若指定了应该再学习的区域44，则机器人控制装置10只对包含所指定的区域44内的轨迹(再学习部位)执行再学习(步骤S7)，并重复步骤S2以后的处理。如果这样，则可以不进行轨迹整体的学习，而只学习想要学习的部分，可以在短时间内学习操作员所希望的理想的轨迹。另外在本实施方式中，作为指令轨迹的例子对圆弧进行了说明，但是可以明确在指令轨迹是其他形状的情况下也可以同样地应用本发明。
在通过学习来实现机器人的动作轨迹的高精度化时，在对于动作轨迹整体进行学习时，即使只想修正动作轨迹的一部分的情况下，有时轨迹整体发生变化，仍难以得到理想的轨迹。此外，在自动进行仅针对动作轨迹的一部分的学习时，必须构筑用于确定该一部分的条件或算法，有时运算处理需要时间。因此在本实施方式中，由操作员确定应该修正的部位，对该部位进行局部的学习，由此可以作为整体进行高效的学习。即，即使在执行了学习之后，操作员进一步指定想要学习的部位，并将这些反馈给机器人来进行再学习，由此可以得到操作员理想的轨迹。进而，操作员还可以针对各学习结果来判断是否合格(OK或者NG)，笔盖将蓄积/统计的判断结果反馈给机器人。
此外，通过将执行学习后的轨迹显示于示教操作盘的操作面板等的操作画面上，并且能够从该操作画面进行应该进行再学习的轨迹部位的指定或者输入，由此操作员可以在视觉上且容易地进行操作。
根据本公开的方式，可以实现学习调整作业的时间缩短化与简易化。

Claims (4)

1.一种机器人控制装置，其按照程序的指令值进行机器人的动作控制，其特征在于，
该机器人控制装置具有：学习部，该学习部进行对表示由所述指令值生成的机器人的位置的指令轨迹与表示机器人进行了动作的实际位置的动作轨迹的偏差进行检测，并通过调整所述指令轨迹来生成已校正的程序的学习；
保存部，其保存所述已校正的程序；以及
再学习部，其针对操作员指定的动作轨迹的一部分即再学习部位执行再学习。
2.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，
所述机器人控制装置具有使操作员能够指定所述学习的方法的指定部。
3.根据权利要求1或2所述的机器人控制装置，其特征在于，
所述机器人控制装置具有：显示学习后的指令轨迹，并且使操作员能够指定所述再学习部位的操作画面。
4.一种机器人控制方法，其按照程序的指令值进行机器人的动作控制，其特征在于，
该机器人控制方法包括：
进行对表示由所述指令值生成的机器人的位置的指令轨迹与表示机器人进行了动作的实际位置的动作轨迹的偏差进行检测，并通过调整所述指令轨迹来生成已校正的程序的学习；
保存所述已校正的程序；以及
针对操作员指定的动作轨迹的一部分即再学习部位执行再学习。
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