CN109414820A - 机器人的运转方法、计算机程序、及机器人系统 - Google Patents

Abstract

此机器人（2）的运转方法，取得规定指定的模型作业的第一条件、用来从关于模型作业中的机器人（2）的第一暂定动作信息获得第一修正动作信息的转换信息、以及规定指定的对象作业的第二条件（步骤S1、步骤S4、步骤S5），并使用第一条件、第二条件及转换信息，取得显示对象作业中的机器人（2）的修正动作的第二修正动作信息（步骤S6）。

Description

机器人的运转方法、计算机程序、及机器人系统

技术领域

本发明关于进行包含多个工序的一连串作业的机器人的运转方法、计算机程序、及机器人系统。

背景技术

以往，在制造现场藉由产业用机器人自动进行焊接、涂装、零件组装、密封剂涂布等的重复性作业。为了使机器人进行作业，必须要有将作业所需的动作信息、以及将此动作信息进一步修正并优化后的修正信息，指示给机器人并使之储存的「示教」。作为机器人的示教方式，例如，有操作者直接接触机器人以使机器人动作方式进行的直接示教、使用教导装置的远程操纵的方式进行的示教、由程序进行的示教、以主从方式进行的示教等。例如在专利文献1中，揭示有藉由直接示教使机器人手臂储存作业轨道的示教作业例。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2013-71231号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

机器人如前所言的承担各种作业，若焊接或涂装等所承担的作业种类不同的话，必须针对各个作业进行示教。另外，即使是相同种类的作业，只要作业内容不同，即必须对应各个内容进行示教。例如，即使是密封剂的涂布作业，只要制品的对象部位不同，就必须进行对应各对象部位的动作的示教。此外，也有将已示教的动作调整为更适当的情形。然而，上述各状况的作业可能需要熟练者的技术，且需要甚多的时间与劳力，因此操作者的负担并不轻松。

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可容易取得与作业相应的机器人的动作的信息、且可减轻操作者负担的机器人的运转方法、计算机程序、及机器人系统。

解决问题的手段：

本发明的机器人的运转方法，是进行包含多个工序的一连串作业的机器人的运转方法，

取得

第一条件，其规定指定的模型作业；

转换信息，其在前述模型作业中，从显示满足前述第一条件的前述机器人的暂定动作的第一暂定动作信息，获得显示将前述暂定动作修正后的修正动作的第一修正动作信息；以及

第二条件，其规定指定的对象作业；

使用前述第一条件、前述第二条件、及前述转换信息，取得显示前述对象作业中的前述机器人的修正动作的第二修正动作信息。

藉此，关于对象作业中的机器人的动作，即使不实际修正，也可取得相当于修正后的动作的修正动作信息。亦即，藉由将关于模型作业从暂定动作获得修正动作的修正逻辑对其他对象作业自动反映，可容易取得关于该对象作业的修正动作信息。

本发明的计算机程序，是在具备进行包含多个工序的一连串作业的机器人、及控制该机器人的动作的计算机的机器人系统中，使前述计算机执行的计算机程序，

使前述计算机作为下述单元动作：

取得规定指定的模型作业的第一条件的单元；

取得转换信息的单元，该转换信息用来在所述模型作业中，从显示满足所述第一条件的所述机器人的暂定动作的第一暂定动作信息，获得显示将所述暂定动作修正后的修正动作的第一修正动作信息；

取得规定指定的对象作业的第二条件的单元；以及

取得第二修正动作信息的单元，使用所述第一条件、所述第二条件、及所述转换信息，取得显示所述对象作业中的所述机器人的修正动作的第二修正动作信息。

本发明的机器人系统，是进行包含多个工序的一连串作业的机器人系统，具备：

机器人；

储存部，其储存规定指定的模型作业的第一条件，以及转换信息，该转换信息用来在所述模型作业中从显示满足所述第一条件的所述机器人的暂定动作的第一暂定动作信息来获得显示将所述暂定动作修正后的修正动作的第一修正动作信息；以及

运算部，其从所述第一条件、所述转换信息、及规定指定的对象作业的第二条件，取得显示所述对象作业中的所述机器人的修正动作的第二修正动作信息。

发明效果：

本发明，可提供容易取得与作业相应的机器人的动作的信息、且可减轻修正机器人动作的负担的机器人的运转方法、计算机程序、及机器人系统。

附图说明

图1是显示本实施形态的机器人系统的构成例的示意图；

图2是显示控制装置的功能性构成的方块图；

图3是说明机器人的运转方法的流程图；

图4是显示与图3的处理A相关的机器人动作的控制例的示意图；

图5是显示与图3的处理B相关的机器人动作的控制例的示意图。

具体实施方式

以下，针对本发明的实施形态的机器人的运转方法、计算机程序、及机器人系统，参照附图进行说明。

首先，针对第一实施形态进行说明。图1是显示本实施形态的机器人系统的构成例的示意图。如此图1所示，机器人系统1，具备机器人2、控制装置3、操作装置4、及修正装置5，这些通过信号线及电线以有线方式连接，或者，以无线方式连接。另外，机器人系统1，涵盖规定作业空间的内外构成，例如，机器人2配置于作业空间内，其他的控制装置3、操作装置4、及修正装置5配置于作业空间外。

机器人2，是具有多个关节的多关节机器人手臂，藉由驱动各部的马达，可使手臂的梢端移动至规定范围内的任意位置。在手臂梢端设置有转接器，可装设对应作业的各种末端执行器。例如，作为末端执行器装设吸附夹具的话，即能吸引并把持结束某一工序的零件，经过适当的路径搬运至进行下一工序的场所，载置于规定位置。

此外，机器人2，适当具备执行作业所需的各种传感器类。例如，为掌握本身的姿势而检测各部马达的旋转角度的编码器、或为掌握在作业空间的障碍物的红外线传感器等。

控制装置3，具备例如由MPU或PLC等构成的运算部（计算机）31、具有ROM及RAM等的内部存储器亦即储存部32，并进一步具备用来在机器人2、操作装置4及修正装置5之间可通信地连接的接口33。此外，这些吸附部31、储存部32及界面33，通过总线34互相连接。

在储存部32，储存有本发明的计算机程序32a。此外，藉由运算部31读出并执行此计算机程序32a，运算部31成为本发明的计算机，发挥取得第一条件的单元、取得转换信息的单元、及取得第二修正动作信息的单元的各功能。这些单元的细节将在后述。

操作装置4，是受理来自操作者的操作指示，将该操作指示输入控制装置3的装置。操作装置4，具备模式选择部（未图示），可将控制装置3的动作模式从自动模式、修正模式及学习模式中择一选择。其中，自动模式，是依照规定程序使机器人2自动执行规定作业的模式。修正模式，是依照来自修正装置5的输入修正规定作业中的机器人2的动作的模式。学习模式，简言的，是进行将关于某一作业的机器人2的动作逻辑适用于于其他作业中的机器人2的动作的处理模式。另外，关于学习模式的细节将在后述。

如上述的操作装置4，构成为可由操作者操作，例如，可以是具有开关、调整握柄、操作杆、触摸面板等的构成。或者，也可使用平板型的便携通讯终端作为操作装置4。

修正装置5，是在作成或修正某一作业中的机器人2的动作时，由操作者操作的组件，操作的信息输入控制装置3。修正装置5，例如可以教导装置构成，可与操作装置4同样地，使用开关、调整握柄、操作杆、触摸面板等构成，或采用平板型的携带通讯终端。

另外，控制装置3成为修正模式的时机，并不限于以操作装置4的模式选择部选择修正模式的情形。例如，可在从非连接状态将修正装置5连接在控制装置3时，自动切换为修正模式。

图2是显示控制装置3的功能性构成的方块图。控制装置3，在学习模式中，进行将从某一作业（模型作业）中关于机器人2的动作的事前修正获得的逻辑，适用于另一作业（对象作业）中的机器人2的动作的处理。因此，控制装置3，藉由运算部31执行计算机程序32a，以发挥作为条件取得部11、转换信息取得部12、及修正动作信息取得部13的功能。

条件取得部11，取得规定指定的模型作业的条件（第一条件）、及规定指定的对象作业的条件（第二条件），储存在储存部32。其中，「模型作业」是成为逻辑的取得来源的作业，「对象作业」是成为逻辑的适用对象的作业。另外，各条件，可通过操作者操作的操作装置4来取得，也可藉由将储存有各条件的USB（Universal Serial Bus）等外部内存连接在控制装置3的界面33来取得。

转换信息取得部12，取得关于模型作业的转换信息，储存在储存部32。在此，所谓「转换信息」，是指用来获得在前述模型作业中，从显示满足第一条件的机器人2的暂定动作的第一暂定动作信息，获得显示将暂定动作修正后的修正动作的第一修正动作信息的信息。换言之，将关于在指定的模型作业中的机器人2的动作，从由操作者进行的修正前的动作（暂定动作）获得修正后的动作（修正动作）的逻辑，称为转换信息。

修正动作信息取得部13，使用前述第一条件、前述第二条件及前述转换信息，取得显示前述对象作业中的前述机器人2的修正动作的信息（第二修正动作信息）。另外，所谓「在对象作业中的机器人2的修正动作」，是指相当于于模型作业中的机器人2的修正后动作的动作。亦即，修正动作信息取得部13，在没有由操作者进行实际修正的状态下，取得相当于修正后动作的修正动作信息。另外，取得的修正动作信息，储存在储存部32。

接着，针对通过以上述机器人系统1运转机器人的方法进行说明。图3是说明机器人2的运转方法的流程图。图4是显示图3的处理A的机器人2的动作控制例的示意图。图5是显示图3的处理B的机器人2的动作控制例的示意图。

如图3所示，机器人系统1，针对指定的模型作业，执行步骤S1～步骤S4的处理（处理A），接着，针对指定的对象作业执行步骤S5～步骤S6的处理（处理B）。控制装置3，在处理A中主要是以修正模式动作，在处理B中主要是以学习模式动作。另外，此处，作为模型作业，是以藉由机器人2将工件从地点P1经过地点P2搬运至地点P3的作业为例。

在处理A中，首先，机器人系统1取得指定模型作业的第一条件（步骤S1）。例如，作为搬运工件时的机器人2的手臂梢端位置经由的各地点P1～地点P3的三维坐标，藉由操作者通过操作装置4输入P1（x1，y1，z1）、P2（x2，y2，z2）、P3（x3，y3，z3），控制装置3即取得上述P1（x1，y1，z1）、P2（x2，y2，z2）、P3（x3，y3，z3）的三维坐标（也参照图4）。

在此，模型作业的第一条件并不限于上述三维坐标，可适当设定。例如，在上述三维坐标外，可设定各地点间的移动速度的上限值，也可设定搬运的工件的重量，或设定机器人2的消耗电力的上限值也可。此外，将机器人2的可作业区域包含在第一条件也可。除此之外，可将其他对于指定模型作业有意义的任意条件适当设定为第一条件。又，在步骤S1取得的第一条件，被储存在控制装置3的储存部32。

接着，机器人系统1，取得显示满足前述第一条件的前述机器人2的暂定动作的第一暂定动作信息（步骤S2）。亦即，由于执行模型作业的机器人2的动作并不限于一种，故从其中暂时性地决定一个动作例，以该动作例作为暂定动作。接着，取得定义此暂定动作的第一暂定动作信息。暂定动作的决定方式可选择各种方式，在本实施形态，是以沿着将地点P1～地点P3依序连结为直线的轨迹的动作作为暂定动作。亦即，取得如图4所示的关于地点P1～地点P2间的轨迹R1’的信息、关于地点P2～地点P3间的轨迹R2’的信息，作为第一暂定动作信息。此种第一暂定动作信息，可基于第一条件以指定的程序自动算出、也可由操作者操作操作装置4输入。

机器人系统1，取得显示修正前述暂定动作后的修正动作的第一修正动作信息（步骤S3）。亦即，上述暂定动作，虽是可执行模型作业的机器人2的一个动作，但也有从作业效率或其他观点来看不见得是最佳动作的情形。针对上述问题，以暂定动作为基础，由操作者进行修正等方式，来修正暂定动作，以作成修正动作。机器人系统1，藉由将显示经上述流程作成的修正动作的第一修正动作信息储存在储存部32以取得第一修正动作信息。

本实施形态（第一实施形态），在图4中，作为暂定动作的修正例，显示了修正机器人2在地点P2转向时的轨迹后的情形。具体而言，藉由变更精确度的设定，来进行转向轨迹的修正。此处所谓的「精确度」，是指以转向地点（地点P2）为中心的半径Φ的值，在控制对象（机器人2的手臂的梢端）是否到达转向地点的判断中，此半径Φ的圆内区域被视为与转向地点相同。

在如图4所示的修正动作中，精确度设定为半径Φ1。此外，精确度的圆，与连结地点P1、地点P2的线段在地点12交叉、与连结地点P2、地点P3的线段在地点23交叉。此时，从地点P1前往地点P3的机器人2，首先，从地点P1朝向地点P2沿着轨迹R1直线地移动。接着，在到达精确度的圆周上的地点P12后，机器人2被视为与到达地点P2相同，开始朝向地点P3的转向。

机器人2，藉由沿着圆弧上的轨迹R12从地点P12至地点P23，在地点P23转向为与轨迹R2一致。亦即，轨迹R12，在其始点亦即地点P12的切线与轨迹R1一致，在终点亦即地点P23的切线与轨迹R2一致。因此，机器人2，在离开地点P1后，从轨迹R1经过轨迹R12沿着轨迹R2，连续平顺地移动至地点P3。又，图4的例中，上述轨迹R1位于连结地点P1、地点P2的线段上，轨迹R2位于连结地点P2、地点P3的线段上。

根据如上述运作而作成的修正动作，机器人系统1，作为显示修正动作的第一修正动作信息，取得关于轨迹R1、轨迹R12、轨迹R2的各信息（步骤S3），储存在储存部32。

之后，机器人系统1，取得用来从先前已取得的第一暂定动作信息（R1’、R2’）获得第一修正动作信息（R1、R12、R2）的转换信息（步骤S4）。本实施形态中，作为转换信息，取得关于在修正后的地点P2的转向轨迹的信息。具体而言，取得精确度的值半径Φ1作为转换信息，储存在储存部32。

接着，机器人系统1，如图3所示，针对指定的对象作业执行步骤S5～步骤S6的处理（处理B）。此处，作为对象作业，例示与上述模型作业为同种、以机器人2将工件从地点P4经过地点P5搬运至地点P6的作业。又，模型作业与对象作业中，地点P1～地点P3的配置与地点P4～地点P6的配置不同。亦即，在模型作业中单纯以直线连结地点P1～地点P3时的在经由地点P2的转向角度A1，与在对象作业中的单纯以直线连结地点P4～地点P6时的在经由地点P5的转向角度A2不同（参照图4、图5）。

机器人系统1，取得规定此对象作业的第二条件（步骤S5）。此处，作为搬运工件时的机器人2的手臂的梢端位置经由的各地点P4～地点P6的三维坐标，P4（x4，y4，z4）、P5（x5，y5，z5）、P6（x6，y6，z6）藉由由操作者通过操作装置4输入，控制装置3取得此三维坐标（也参照图5）。接着，根据针对模型作业取得的第一条件及转换信息、与上述第二条件，取得显示前述对象作业中的前述机器人2的修正动作的第二修正动作信息（步骤S6）。

例如，根据从第一条件（地点P1～地点P3的三维坐标）求得的在经由地点P2的转向角度A1与转换信息、亦即精确度半径Φ1，事先设定显示转向角度A与精确度半径Φ的关系的一般式Φ=f（A），储存在储存部32。设定此一般式的处理，只要在例如图3的处理A中在步骤S4之后执行即可。接着，由从关于对象作业的第二条件（地点P4～地点P6的三维坐标）求得的在经由地点P5的转向角度A2与上述一般式，求出应适用于对象作业的地点P5的精确度半径Φ2。之后，由此精确度半径Φ2，取得在对象作业中的机器人2的动作轨迹亦即轨迹R4、轨迹R45、轨迹R5（参照图5），作为第二修正动作信息。

其结果，依照第二修正动作信息动作的机器人2，在离开地点P4后，沿着直线的轨迹R4前往地点P5，在即将到达地点P5的地点P45开始转向，沿着圆弧状的轨迹R45前进。之后，从地点56沿着直线的轨迹移动，到达地点P6。在上述期间，机器人2的手臂的梢端，连续平顺地移动。

根据以上说明的本实施形态（第一实施形态）的机器人系统1，针对对象作业，可容易取得相当于模型作业中的第一修正动作信息的动作信息（第二修正动作信息）。亦即，藉由适用针对模型作业取得第一修正动作信息时的逻辑，可在没有操作者的示教等状态下容易取得对象作业的第二修正动作信息。以上，说明了第一实施形态。

接着，针对将上述第一实施形态变形后的第二实施形态进行说明。第二实施形态与第一实施形态不同之处在于，从第一暂定动作信息（R1’、R2’）取得多个第一修正动作信息，并且，取得多个转换信息。使用第一条件、第二条件及该多个转换信息，取得第二修正动作信息。第二实施形态中的其他部分，与第一实施形态相同。

针对第二实施形态与第一实施形态不同之处，亦即，从第一暂定动作信息（R1’、R2’）取得多个第一修正动作信息，并且，取得多个转换信息，使用第一条件、第二条件、及多个转换信息，取得第二修正动作信息的部分，具体详细说明如下。

此处，针对取得两个转换信息的情形进行说明。又，此处，操作修正装置5等的操作者为两名。将此两名操作者定义为操作者a与操作者b。

根据第一条件（P1、P2、P3）给予第一暂定动作信息（R1’、R2’）后，首先，操作者a对该动作（根据第一暂定动作信息的机器人的动作）施予修正，作成第一修正动作信息a。在如上述操作而获得第一修正动作信息a后，可取得为了从第一暂定动作信息（R1’、R2’）获得第一修正动作信息a的信息（逻辑），亦即转换信息a。此处，作为转换信息a，假设获得了精确度的半径Φ1a。

接着，对于基于第一条件（P1、P2、P3）给予的第一暂定动作信息（R1’、R2’），本次由操作者b施予修正。亦即，操作者b修正根据第一暂定动作信息的机器人的动作，作成第一修正动作信息b。在如上述操作而获得第一修正动作信息b后，可取得为了从第一暂定动作信息（R1’、R2’）获得第一修正动作信息b的信息（逻辑），亦即转换信息b。此处，作为转换信息b，假设获得了精确度的半径Φ1b。

其次，算出半径Φ1a与半径Φ1b的平均值半径Φ1m。具体而言，以「Φ1m=（Φ1a+Φ1b）/2」的算式算出。之后，设定显示从第一条件（地点P1～地点P3的三维坐标）求得的在经由地点P2的转向角度A1与半径Φ1m的关系的一般式Φ=f（A），将该一般式储存在储存部32。如上所述，取得多个第一修正动作信息，并取得多个转换信息，设定一般式Φ=f（A）的部分，是第二实施形态与第一实施形态不同的部分。

关于其后的由从第二条件（地点P4～地点P6的三维坐标）求得的在经由地点P5的转向角度A2与上述一般式Φ=f（A），求出应适用于对象作业的地点P5的精确度半径Φ2，由此精确度半径Φ2，取得在对象作业中的机器人2的动作轨迹亦即轨迹R4、轨迹R45、轨迹R5（参照图5），作为第二修正动作信息的部分，与第一实施形态相同。

在第二实施形态中，由于第二修正动作信息使用多个转换信息作成，故可期待例如排除各操作者的个性，获得更妥当的第二修正动作信息。以上，说明了第二实施形态。

另外，上述说明（第一实施形态与第二实施形态的说明）中，虽作为第一条件与第二条件例示了各地点的三维坐标，但也可将以上述三维坐标为基础进行加工后的信息作为第一条件及第二条件。例如，也可作为第一条件采用模型作业的转向角度A1，作为第二条件采用对象作业的转向角度A2。或者，也可将第一条件与第二条件整合，采用转向角度的差分（=A2-A1）。如上所述，在步骤S6中的「使用第一条件、第二条件及转换信息，取得第二修正动作信息的处理」并不限于直接使用第一条件、第二条件及转换信息的情形，也包含使用可从第一条件、第二条件及转换信息的一部分或全部取得的其他的信息取得第二修正动作信息的形态。

又，上述说明中，虽仅例示了作为转换信息取得关于转向轨迹的修正信息的情形，但也可针对机器人2的各种动作，事先设定模型作业以取得转换信息。藉此，在对象作业包含多个工序的一连串作业的情形，藉由针对各工序执行步骤S5～步骤S6的处理，可针对对象作业的全体取得机器人2的修正动作信息。

符号说明：

1 机器人系统

2 机器人

3 控制装置

4 操作装置

5 修正装置

11 条件取得部

12 转换信息取得部

13 修正动作信息取得部

31 运算部

32 储存部

32a 计算机程序。

Claims (6)

1.一种机器人的运转方法，此机器人进行包含多个工序的一连串作业，其特征在于，

取得

第一条件，其规定指定的模型作业；

转换信息，其用来在所述模型作业中，从显示满足所述第一条件的所述机器人的暂定动作的第一暂定动作信息，获得显示将所述暂定动作修正后的修正动作的第一修正动作信息；以及

第二条件，其规定指定的对象作业；

使用所述第一条件、所述第二条件、及所述转换信息，取得显示所述对象作业中的所述机器人的修正动作的第二修正动作信息。

2.根据权利要求1所述的机器人的运转方法，其特征在于，

所述转换信息由多个转换信息构成，

所述第一修正动作信息由分别对应所述多个转换信息的多个第一修正动作信息构成。

3.一种计算机程序，是在具备进行包含多个工序的一连串作业的机器人、及控制该机器人的动作的计算机的机器人系统中，使所述计算机执行的计算机程序，其特征在于，

使所述计算机作为下述单元动作：

取得规定指定的模型作业的第一条件的单元；

取得转换信息的单元，该转换信息用来在所述模型作业中，从显示满足所述第一条件的所述机器人的暂定动作的第一暂定动作信息，获得显示将所述暂定动作修正后的修正动作的第一修正动作信息；

取得规定指定的对象作业的第二条件的单元；以及

取得第二修正动作信息的单元，使用所述第一条件、所述第二条件、及所述转换信息，取得显示所述对象作业中的所述机器人的修正动作的第二修正动作信息。

4.根据权利要求3所述的计算机程序，其特征在于，

所述转换信息由多个转换信息构成，

所述第一修正动作信息由分别对应所述多个转换信息的多个第一修正动作信息构成。

5.一种机器人系统，进行包含多个工序的一连串作业，其特征在于，具备：

机器人；

储存部，其储存规定指定的模型作业的第一条件，以及转换信息，该转换信息用来在所述模型作业中从显示满足所述第一条件的所述机器人的暂定动作的第一暂定动作信息来获得显示将所述暂定动作修正后的修正动作的第一修正动作信息；以及

运算部，其从所述第一条件、所述转换信息、及规定指定的对象作业的第二条件，取得显示所述对象作业中的所述机器人的修正动作的第二修正动作信息。

6.根据权利要求5所述的机器人系统，其特征在于，

所述转换信息由多个转换信息构成，

所述第一修正动作信息由分别对应所述多个转换信息的多个第一修正动作信息构成。