CN109531538A

CN109531538A - 机器人控制装置、机器人以及机器人系统

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Publication number: CN109531538A
Application number: CN201811092220.6A
Authority: CN
Inventors: 年光俊介
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2019-03-29
Anticipated expiration: 2038-09-19
Also published as: US20190091853A1; JP2019055466A; CN109531538B; JP7013766B2; EP3459686A3; US11130227B2; EP3459686A2

Abstract

一种机器人控制装置、机器人以及机器人系统，能够抑制在C臂安装有某种物体时、伴随着C臂的转动的该物体与机器人的干涉。机器人控制装置是对机器人进行控制的控制装置，所述机器人具备：A臂，能够绕A转动轴转动；B臂，设置为能够相对于所述A臂而绕B转动轴转动，并能够成为从所述B转动轴的轴向观察时与所述A臂重叠的第一状态；以及C臂，设置为能够相对于所述B臂而绕C转动轴转动，所述C转动轴的轴向与所述B转动轴的轴向交叉，所述机器人控制装置具备控制部，当在所述C臂安装有物体时，所述控制部通过限制所述C臂的转动范围，抑制所述物体与所述B臂的干涉。

Description

机器人控制装置、机器人以及机器人系统

技术领域

本发明涉及机器人控制装置、机器人以及机器人系统。

背景技术

使机器人进行预定作业的技术的研究、开发正在进行。

有关于此，已知如下的机器人：具备机器人臂，该机器人臂包括基座、设置于所述基座并能够绕第一转动轴转动的第一臂以及设置于所述第一臂并能够绕与所述第一转动轴轴向不同的第二转动轴转动的第二臂，从所述第二转动轴的轴向观察时，所述第一臂和所述第二臂能够重叠，由于所述机器人臂或设置于所述机器人臂的末端执行器，能够载置对象物的载置部的高度方向的长度为所述载置部与所述第一转动轴的距离的3.2倍以上(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-87299号公报

然而，在这种机器人中，在机器人臂安装有控制末端执行器的控制装置等其他物体的情况下，伴随机器人臂的工作有时会存在该物体与机器人臂干涉的情况。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的一方式为，机器人控制装置，是对机器人进行控制的控制装置，所述机器人具备：A臂，能够绕A转动轴转动；B臂，设置为能够相对于所述A臂而绕B转动轴转动，并能够成为从所述B转动轴的轴向观察时与所述A臂重叠的第一状态；以及C臂，设置为能够相对于所述B臂而绕C转动轴转动，所述C转动轴的轴向与所述B转动轴的轴向交叉，所述机器人控制装置具备控制部，当在所述C臂安装有物体时，所述控制部通过限制所述C臂的转动范围，抑制所述物体与所述B臂的干涉。

由此，机器人控制装置能够抑制在C臂安装有某种物体时、伴随着C臂的转动的该物体与机器人的干涉。

另外，本发明的其他方式可以采用如下结构：在机器人控制装置中，所述控制部能够在包括所述第一状态的工作中，限制所述C臂的转动范围，并且在不包括所述第一状态的工作中，不限制所述C臂的转动范围。

由此，机器人控制装置能够抑制在包含第一状态的工作中且在C臂安装有某种物体时、伴随着C臂的转动的该物体和与机器人的干涉。

另外，本发明的其他方式可以采用如下结构：在机器人控制装置中，所述控制部，能够使包括所述第一状态的工作中的所述C臂的转动范围与不包括所述第一状态的工作中的所述C臂的转动范围为不同的转动范围。

由此，机器人控制装置通过使包括所述第一状态的工作中的C臂的转动范围为与不包含第一状态的工作中的C臂的转动范围不同的转动范围，能够抑制在C臂安装有某种物体时、伴随着C臂的转动的该物体与机器人的干涉。

另外，本发明的其他方式为，被上述记载的机器人控制装置控制的机器人。

从而，机器人能够抑制伴随着在C臂安装有某种物体时、伴随着C臂的转动的该物体与机器人的干涉。

此外，本发明的其他方式为，具备上述记载的机器人控制装置和被上述机器人控制装置控制的机器人的机器人系统。

由此，机器人系统能够抑制在C臂安装有某种物体时、伴随着C臂的转动的该物体与机器人的干涉。

此外，本发明的其他方式为，机器人控制装置，是对机器人进行控制的控制装置，所述机器人具备：A臂，能够绕A转动轴转动；B臂，设置为能够相对于所述A臂而绕B转动轴转动，并能够成为从所述B转动轴的轴向观察时与所述A臂重叠的第一状态；以及C臂，设置为能够相对于所述B臂而绕C转动轴转动，所述C转动轴的轴向与所述B转动轴的轴向交叉，所述机器人控制装置还具备处理器，所述处理器构成为执行用于限制所述C臂的转动范围的指令。

从而，机器人控制装置能够抑制伴在C臂安装有某种物体时、伴随着C臂的转动的该物体与机器人的干涉。

附图说明

图1为实施方式的机器人系统1的结构的一例的图。

图2为示出机器人20的结构的一例的图。

图3为示出在第二转动轴AX2与机器人坐标系RC的X轴平行且关节J2相比关节J1位于该X轴负方向侧的情况下，朝向机器人坐标系RC的Y轴负方向观察的机器人20的一例的图。

图4为示出朝向机器人坐标系RC的X轴负方向观察图3所示的机器人20时的机器人20的一例的图。

图5中的(a)、(b)分别为示出机器人20使关节J3分别向正方向或负方向转动时的、机械手M与基座B的干涉发生容易度的差异的图。

图6为示出机器人20能够进行的工作中的、经过第一状态的工作的一例的图。

图7为示出在第四臂L4所具有的面中机器人坐标系RC的X轴正方向侧的面安装有物体EC时的机器人20且为图3所示的机器人20的一例的图。

图8为示出机器人控制装置30执行的工作程序中所包含的命令C的一例的图。

图9为示出机器人控制装置30的功能结构的一例的图。

图10为示出机器人控制装置30所进行的处理的流程的一例的流程图。

图11为由多个信息处理装置构成机器人控制装置30的情况下的、机器人控制装置30的硬件结构的一例。

附图标记说明：

1…机器人系统；20…机器人；30…机器人控制装置；31、41、51…处理器；32、42、52…存储器；34、44、54…通信部；35…显示部；36…控制部；321、322…指令；361…机器人控制部；AX1…第一转动轴；AX2…第二转动轴；AX3…第三转动轴；AX4…第四转动轴；AX5…第五转动轴；AX6…第六转动轴；B…基座；E…末端执行器；J1～J6…关节；L1…第一臂；L2…第二臂；L3…第三臂；L4…第四臂；L5…第五臂；L6…第六臂；M…机械手；PC1、PC2、PC3…信息处理装置。

具体实施方式

<实施方式>

以下参照附图对于本发明的实施方式进行说明。

<机器人系统的结构>

首先，参照图1～图6，对机器人系统1的结构进行说明。图1为示出实施方式的机器人系统1的结构的一例的图。机器人系统1例如具备机器人20。此外，机器人系统1除了机器人20之外，也可以具备拍摄部(例如，与机器人20分开的照相机、向机器人20示教希望机器人20进行期望的工作的示教装置)等其他装置。另外，图2为示出机器人20的结构的一例的图。

以下，为了方便说明，将重力方向(铅垂下方向)称为下方向或者下、并将与下方向相反的方向称为上方向或者上而进行说明。另外，以下，作为一例，对下方向与机器人20的机器人坐标系RC的Z轴负方向一致的情况进行说明。此外，也可以是下方向与该负方向不一致的结构。

机器人20为具备基座B、被基座B支承的可动部A以及机器人控制装置30的单臂机器人。单臂机器人是具备该例中的可动部A那样的一个臂的机器人。此外，机器人20也可以不是单臂机器人而是多臂机器人。多臂机器人是具备两个臂(例如，两个以上的可动部A)的机器人。此外，多臂机器人中的、具备两个臂的机器人也被称为双臂机器人。也就是说，机器人20既可以是具备两个臂的双臂机器人，也可以是具备三个以上的臂(例如，三个以上的可动部A)的多臂机器人。

基座B的形状例如为长边方向沿着上下方向的大致长方体形状。基座B成为中空。在基座B所具有的面中的一个设置有凸缘BF。另外，可动部A设置于凸缘BF。即，基座B通过凸缘BF支承可动部A。此外，取代该形状，基座B的形状只要是能够支承可动部A的形状，也可以是立方体形状、圆柱形状、多面体形状等其他形状。另外，基座B也可以是不设置凸缘BF的结构。

以下，为了方便说明，将基座B所具有的面中的设置有凸缘BF的面称为上表面、将基座B所具有的面中的与设置有凸缘BF的面相反一侧的面称为下表面而进行说明。基座B例如设置于设置面BS。设置面BS只要为能够设置基座B的面，则可以是任何的面，例如为地面、壁面、顶面、夹具的上面等。以下，作为一例，对设置面BS与XY平面平行的情况进行说明，XY平面是由机器人坐标系RC的X轴及Y轴构成的平面。此外，设置面BS也可以与该XY平面不平行。

在此，在设置面BS形成有在上下方向上贯通并将基座B插入设置面BS之下的空间(例如，地下的空间)的未图示的开口部。该开口部比凸缘BF小。用户利用多根螺栓将凸缘BF与设置面BS固定，从而能够将基座B设置(安装)于设置面BS。也就是说，分别在凸缘BF和设置面BS形成有供多个螺栓分别插入的多个贯通孔。此外，凸缘BF和设置面BS的固定方法也可以是其他方法。这种情况下，也可以是在设置面BS上不形成该开口部的结构。

可动部A具备机械手M和末端执行器E。

机械手M具备：作为六个臂(连杆)的第一臂L1～第六臂L6、作为六个关节的关节J1～关节J6。基座B和第一臂L1通过关节J1连结。第一臂L1和第二臂L2通过关节J2连结。第二臂L2和第三臂L3通过关节J3连结。第三臂L3和第四臂L4通过关节J4连结。第四臂L4和第五臂L5通过关节J5连结。第五臂L5和第六臂L6通过关节J6连结。也就是说，具备机械手M的可动部A为6轴垂直多关节型的臂。此外，可动部A可以是以5轴以下的自由度进行工作的结构，也可以是以7轴以上的自由度进行工作的结构。另外，第二臂L2为A臂的一例。这种情况下，第三臂L3为B臂的一例，第四臂L4为C臂的一例。

关节J1为以向下观察关节J1的情况下的逆时针方向为正、该情况下的顺时针方向为负、并能够从作为关节J1的转动基准的位置分别向正负方向转动360°以上的关节。以下，作为一例，对关节J1为分别能够向该正负方向转动360°的关节的情况进行说明。此外，取代于此，关节J1也可以是能够转动不足360°的关节。

关节J2为以从沿着第二转动轴AX2的两个方向中的、从第三臂L3朝向第二臂L2的方向观察关节J2的情况下的逆时针方向为正、该情况下的顺时针方向为负、并能够从作为关节J2的转动基准的位置分别向正负方向转动360°以上的关节。以下，作为一例，对关节J2为分别能够向该正负方向转动360°的关节的情况进行说明。此外，取代于此，关节J2也可以是能够转动不足360°的关节。

关节J3为以从沿着第三转动轴AX3的两个方向中的、从第三臂L3朝向第二臂L2的方向观察关节J3的情况下的逆时针方向为正、该情况下的顺时针方向为负、并能够从作为关节J3的转动基准的位置分别向正负方向转动360°以上的关节。以下，作为一例，对关节J3为分别能够向该正负方向转动360°的关节的情况进行说明。此外，取代于此，关节J3也可以是能够转动不足360°的关节。

关节J4为以从沿着第四转动轴AX4的两个方向中的、从第四臂L4朝向第三臂L3的方向观察关节J4的情况下的逆时针方向为正、该情况下的顺时针方向为负、并能够从作为关节J4的转动基准的位置分别向正负方向转动360°以上的关节。以下，作为一例，对关节J4为分别能够向该正负方向转动360°的关节的情况进行说明。此外，取代于此，关节J4也可以是能够转动不足360°的关节。

关节J5为以从沿着第三转动轴AX3的两个方向中的、从第三臂L3朝向第二臂L2的方向观察关节J5的情况下的逆时针方向为正、该情况下的顺时针方向为负、并能够从作为关节J5的转动基准的位置分别向正负方向转动125°的关节。此外，关节J5也可以是能够向该正负的各个方向以小于125°的角度转动的关节，还可以是能够向该正负的各个方向以大于125°的角度转动的关节。

关节J6为以从沿着第六转动轴AX6的两个方向中的、从末端执行器E朝向第六臂L6的方向观察关节J6的情况下的逆时针方向为正、该情况下的顺时针方向为负、并能够从作为关节J6的转动基准的位置分别向正负方向转动360°以上的关节。以下，作为一例，对于关节J6为分别能够向该正负方向转动360°的关节的情况进行说明。此外，取代于此，关节J6也可以是能够转动不足360°的关节。

此外，在图1及图2的各个中，为了使图简略化，省略了关节J1～关节J6中的每个所具备的致动器、编码器、减速机、制动器等的结构。该制动器既可以是电磁制动器、也可以是机械制动器。另外，关节J1～关节J6中的一部分或者全部可以是不具备减速机的结构。另外，关节J1～关节J6中的一部分或者全部可以是不具备制动器的结构。

第一臂L1能够相对于基座B绕作为关节J1的转动轴的第一转动轴AX1(例如，参照图3)转动。第二臂L2能够相对于第一臂L1绕作为关节J2的转动轴的第二转动轴AX2(例如，参照图3)转动。第三臂L3能够相对于第二臂L2绕作为关节J3的转动轴的第三转动轴AX3(例如，参照图3)转动。第四臂L4能够相对于第三臂L3绕作为关节J4的转动轴的第四转动轴AX4(例如，参照图3)转动。第五臂L5能够相对于第四臂L4绕作为关节J5的转动轴的第五转动轴AX5(例如，参照图3)转动。第六臂L6能够相对于第五臂L5绕作为关节J6的转动轴的第六转动轴AX6(例如，参照图3)转动。

在此，参照图3～图6，对机械手M进行详细说明。图3为示出在第二转动轴AX2与机器人坐标系RC的X轴平行且关节J2相比关节J1位于该X轴负方向侧的情况下，朝向机器人坐标系RC的Y轴负方向观察机器人20的一例的图。图4为示出朝向机器人坐标系RC的X轴负方向观察图3所示的机器人20时的机器人20的一例的图。

如图3及图4所示，由于从基座B的上表面朝向基座B的下表面的方向与下方向一致，因此，关节J2相比关节J1位于上侧。

另外，关节J2不位于第一转动轴AX1的延长线上。这是因为，如图3所示，当朝向机器人坐标系RC的Y轴负方向观察机器人20时，第一臂L1的形状为弯曲的形状。在该例中，当朝向机器人坐标系RC的Y轴负方向观察机器人20时，第一臂L1的形状为弯曲成带圆角的大致L字形的形状。具体而言，第一臂L1由作为四个部位的部位L11～部位L14构成。在图3中，部位L11为构成第一臂L1的四个部位中的、从基座B沿着第一转动轴AX1向上方向延伸的部位。部位L12为该四个部位中的、从部位L11的上端向机器人坐标系RC的X轴负方向延伸的部位。部位L13为该四个部位中的、从部位L12的端部中的与部位L11相反一侧的端部向上方向延伸的部位。部位L14为该四个部位中的、从部位L13的端部中的与部位L12相反一侧的端部向该X轴正方向延伸的部位。在此，部位L11～部位L14既可以一体地构成第一臂L1，也可以分开地构成第一臂L1。另外，在图3中，当朝向机器人坐标系RC的Y轴负方向观察机器人20时，部位L12和部位L13大致正交。

另外，第二转动轴AX2与第一转动轴AX1不交叉。这是因为，如图4所示，当朝向机器人坐标系RC的X轴负方向观察机器人20时，第一臂L1的形状具有朝向该Y轴负方向延伸的部分。在图4所示的示例中，这是因为第一臂L1的形状在该情况下为带圆角的大致直角三角形的形状。并且，关节J2设置于该部分。因此，在图4所示的示例中，在该情况下，第二转动轴AX2朝向机器人坐标系RC的Y轴负方向从第一转动轴AX1离开距离OF。由此，机器人20在使关节J3向上述的关节J3的正方向转动而使第三臂L3绕第三转动轴AX3转动时，能够抑制机械手M与基座B发生干涉。其结果，机器人20在使关节J3向上述的关节J3的负方向转动而使第三臂L3绕第三转动轴AX3转动时，机械手M与基座B容易发生干涉。图5中的(a)、(b)为示出机器人20使关节J3分别向正或负方向转动时的、机械手M与基座B的干涉发生容易度的差异的图。如图5中的(a)所示，机器人20在使关节J3向关节J3的正方向转动而使第三臂L3绕第三转动轴AX3转动时，能够使关节J6的重心的位置相比基座B位于下侧。即，可知该情况下，在该左图中，机器人20能够抑制机械手M与基座B发生干涉。另一方面，如图5的(b)所示，机器人20在使关节J3向关节J3的负方向转动而使第三臂L3绕第三转动轴AX3转动时，不能使关节J6的重心的位置相比基座B位于下侧。即，可知该情况下，在该右图中，在机器人20中，机械手M与基座B易于发生干涉。

返回图3及图4。第二臂L2的形状为长条形状。第二臂L2连接于第一臂L1的前端部、即部位L14的端部中的与部位L13相反一侧的端部。

第三臂L3的形状为长条形状。第三臂L3连接于第二臂L2的端部中的与连接于第一臂L1的端部相反一侧的端部。

第四臂L4连接于第三臂L3的前端部，即第三臂L3的端部中的与连接有第二臂L2的端部相反一侧的端部。在第四臂L4形成有作为相互对置的一对支承部的支承部L41以及支承部L42。支承部L41以及支承部L42用于第四臂L4与第五臂L5的连接。即，第四臂L4使第五臂L5位于支承部L41和支承部L42之间，并通过支承部L41及支承部L42而连接于第五臂L5。此外，第四臂L4不限于此，也可以是通过一个支承部支承第五臂L5的结构(悬臂)，还可以是通过三个以上的支承部支承第五臂L5的结构。

如上所述，第五臂L5位于支承部L41和支承部L42之间，并与支承部L41及支承部L42连接。

第六臂L6的形状为平板形状。即，第六臂L6为凸缘。第六臂L6连接于第五臂L5的端部中的与第四臂L4相反一侧的端部。另外，末端执行器E在该端部连接于第六臂L6。

在该例中，第二转动轴AX2与第三转动轴AX3平行。另外，第三转动轴AX3与第四转动轴AX4交叉。在图3及图4的所示的例子中，第三转动轴AX3与第四转动轴AX4正交。另外，第四转动轴AX4与第五转动轴AX5交叉。在该示例中，第四转动轴AX4与第五转动轴AX5正交。另外，第五转动轴AX5与第六转动轴AX6交叉。在该示例中，第五转动轴AX5与第六转动轴AX6正交。

在此，在机械手M中，从第二转动轴AX2的轴向观察时，第一臂L1和第二臂L2能够重叠。此外，在本实施方式中，在从某一方向观察某两个臂时，该两个臂重叠表示该两个臂中的一个臂与另一个臂重叠的面积的比例为预定比例以上。预定比例例如为90％，但不限于此，可以是其他比例。

另外，在机械手M中，从第二转动轴AX2的轴向观察时，第二臂L2和第三臂L3能够重叠。即，机械手M通过使关节J2转动，能够使机械手M的状态成为第二臂L2与第三臂L3重叠的状态即第一状态。图3及图4所示的机械手M的状态为第一状态的一例。

能够使机械手M的状态成为第一状态的理由在于，第三臂L3形成为不会由于关节J2的转动而与第二臂L2干涉的形状及大小。例如，在机械手M的状态为第一状态且第四转动轴AX4与第一转动轴AX1平行的情况下，在沿着第一转动轴AX1的方向上，第二臂L2的长度比第三臂L3的长度长。

另外，由于能够使机械手M的状态成为第一状态，因此，机器人20能够进行经过第一状态的工作。图6为示出机器人20能够进行的工作中的、经过第一状态的工作的一例的图。图6所示的点P1表示第一位置。第一位置可以是，从与第一转动轴AX1正交的方向观察时，比设置有基座B的设置面BS靠下的位置，且只要为末端执行器E能够到达的位置，则可以是任何位置。另外，图6所示的点P2表示第二位置。第二位置可以是，从与第一转动轴AX1正交的方向观察时，比第二转动轴AX2靠上的位置，且只要为末端执行器E能够到达的位置，则可以是任何位置。在图6所示的示例中，第一位置在机器人坐标系RC中的X轴坐标及Y轴坐标与第二位置在机器人坐标系RC中的X轴坐标及Y轴坐标一致。即，在图6所示的工作中，机器人20通过经过第一状态，能够使末端执行器E的位置(例如，由末端执行器E的重心位置进行表示)大致沿着直线地从第一位置向第二位置(在该例中，从下向上)移动。其结果，在机器人20中，能够减小为了使机器人20的一部分不与其他物体发生干涉而设置的空间。也就是说，机器人20能够缩窄与周围的物体的空间。

返回图2。机械手M具备的关节J1～关节J6中的每个所具备的致动器通过线缆而与机器人控制装置30能够通信地连接。由此，该致动器基于从机器人控制装置30获取的控制信号使机械手M工作。此外，经由线缆的有线通信例如根据以太网(注册商标)或USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)等的标准进行。并且，该致动器中的一部分或全部也可以是通过利用Wi-Fi(注册商标)等通信标准而进行的无线通信与机器人控制装置30连接的结构。

末端执行器E为保持物体的末端执行器。在该例中，末端执行器E具备指部，并利用该指部夹持物体来保持该物体。此外，取代于此，末端执行器E也可以是通过空气的吸引、磁力、其他夹具等拾起物体从而保持该物体的结构。此外，在该例中，保持是指，能够成为拾起物体的状态。

末端执行器E通过线缆与机器人控制装置30能够通信地连接。由此，末端执行器E进行基于从机器人控制装置30获取的控制信号的工作。此外，经由线缆的有线通信例如利用以太网(注册商标)或USB等的标准进行。另外，末端执行器E也可以是通过利用Wi-Fi(注册商标)等的通信标准而进行的无线通信与机器人控制装置30连接的结构。

机器人控制装置30由至少一个处理器、至少一个存储器构成。在机器人控制装置30中，该至少一个处理器既可以是设置于一个信息处理装置的结构，也可以是分散地设置于多个信息处理装置的结构。另外，在机器人控制装置30中，该至少一个存储器既可以是设置于一个信息处理装置的结构，也可以是分散地设置于多个信息处理装置的结构。

在图11所示的示例中，机器人控制装置30由信息处理装置PC1所具备的一个处理器即处理器31、信息处理装置PC1所具备的一个存储器即存储器32构成。此外，信息处理装置PC1可以是除了处理器31之外还具备其他处理器的结构，也可以是除了存储器32之外还具备其他处理器的结构。

信息处理装置PC1例如为工作站、台式PC(Personal Computer：个人计算机)、笔记本PC、平板PC、多功能移动电话终端(智能手机)、带通信功能的电子书阅读器、PDA(Personal Digital Assistant：掌上电脑)等。

处理器31例如为CPU(Central Processing Unit：中央处理器)。此外，处理器31也可以是FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等其他处理器。处理器31执行存储于机器人控制装置30所具备的存储器的各种指令。另外，处理器31执行存储于其他装置的存储器的各种指令。

存储器32例如包含HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid StateDrive：固态驱动器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory：电可擦除可编程只读存储器)、ROM(Read-Only Memory：只读存储器)，RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)等。即，存储器32包括临时性存储装置、非临时性存储装置。此外，存储器32可以不是内置于信息处理装置PC1的存储器，而是通过USB等的数字输入输出端口等而连接的外接型的存储装置。存储器32存储处理器31或其他装置的处理器所处理的各种信息、指令321、322等的能够由计算机执行的各种指令(例如，程序、代码等)、各种图像等。

指令321以及指令322分别为，处理器31为了构成机器人控制装置30而由处理器31执行的多个指令(即，能够通过计算机执行的多个指令)中的一部分。

另外，机器人控制装置30为了与其他装置进行通信而具备作为硬件功能部的通信部34。

通信部34包含USB等的数字输入输出端口、以太网(注册商标)端口等。

在该例中，机器人控制装置30设置(内置)于基座B的内侧。此外，取代于此，机器人控制装置30也可以与机器人20分开。这种情况下，机器人系统1至少具备：机器人20、与机器人20分开的机器人控制装置30。

在此，机器人控制装置30对机器人20进行控制。更具体而言，机器人控制装置30例如基于由用户预先存储于存储器32的工作程序，使机器人20执行由工作程序指定的工作。

<使机器人工作时机器人控制装置进行的处理的概要>

以下，说明使机器人工作时机器人控制装置30进行的处理的概要。

如上所述，机器人控制装置30基于预先存储于存储器32的工作程序，使机器人20执行由工作程序指定的工作。此时，机器人控制装置30按照预先确定的顺序确定通过工作程序指定的多个示教点，并基于逆运动学算出机器人20的控制点与所确定的示教点一致的情况下的关节J1～关节J6各自的转动角。

在此，机器人20的控制点是与机器人20的可动部A一起移动的假想的点，例如为TCP(Tool Center Point：工具中心点)。以下，作为一例，对该控制点设定于关节J6的重心位置的情况进行说明。此外，该控制点可以是设定于可动部A的其他位置的结构。该控制点的位置可以由控制点坐标系的原点位置来表示，控制点坐标系是与该重心位置建立有关联的三维局部坐标系。即，该原点位置与该重心位置一致。另外，该原点与该重心一起移动。另外，该控制点的姿势由控制点坐标系中的各坐标轴在机器人坐标系RC中的方向来表示。此外，也可以是该控制点的位置及姿势由与可动部A相关联的其他位置及姿势来表示的结构。

通过工作程序指定的多个示教点分别为成为机器人20使机器人20的控制点一致的目标的假想点。在各示教点，位置与姿势建立关联。在使该控制点与某示教点一致时，该控制点的位置及姿势与该示教点的位置及姿势一致。

在此，机器人20能够使机械手M的状态为上述的第一状态。换言之，机器人20能够进行包含第一状态的工作。在包含第一状态的工作中，如图7所示，机器人20在将其他物体EC安装于第四臂L4(更具体而言，第四臂L4的外侧)的情况下，伴随着关节J4的转动(即，第四臂L4的转动)，物体EC与第二臂L2有时会发生干涉。物体EC可以是任何物体，例如为控制末端执行器E的控制装置等的其他装置、夹具、各种配线、各种传感器等。图7为示出在第四臂L4所具有的面中的、机器人坐标系RC的X轴正方向侧的面安装有物体EC时的机器人20且为图3所示的机器人20的一例的图。

为了抑制这种物体EC与机器人20(更具体而言，第二臂L2)的干涉，机器人控制装置30可以限制关节J4的转动范围(即，第四臂L4的转动范围)。由此，机器人控制装置30能够抑制在某些物体(在该例中为物体EC)安装于第四臂L4时、伴随着第四臂L4的转动的物体EC与机器人20的干涉。

在使机器人控制装置30限制关节J4的转动范围时，用户通过工作程序在机器人控制装置30中设定禁止关节J4的转动的范围即转动禁止范围、或设定允许关节J4的转动的范围即转动允许范围。以下，作为一例，对用户通过工作程序在机器人控制装置30中设定(指定)转动禁止范围的情况进行说明。

在设定了转动禁止范围时，机器人控制装置30在包含第一状态的工作中，限制关节J4的转动范围，并且在不包含第一状态的工作中，不限制关节J4的转动范围。也就是说，该情况下，包含第一状态的工作中的关节J4的转动范围(即，第四臂L4的转动范围)与不包含第一状态的工作中的关节J4的转动范围(即，第四臂L4的转动范围)为不同的转动范围。由此，机器人控制装置30在使机器人20进行包含第一状态的工作时，能够抑制在第四臂L4安装有物体EC时、物体EC与机器人20发生干涉。此外，在该情况下，机器人控制装置30可以是，在包含第一状态的工作和不包含第一状态的工作的双方中，限制关节J4的转动范围的结构。此外，在该情况下，机器人控制装置30也可以是如下结构：在与包含第一状态的工作不同的工作中，限制关节J4的转动范围，并且在该工作以外的工作中，不限制关节J4的转动范围。

在该例中，用户通过在工作程序中记载图8所示的命令C，从而能够对机器人控制装置30设定(指定)命令C所表示的1以上的转动禁止范围。图8为示出机器人控制装置30所执行的工作程序中所包含的命令C的一例的图。图8所示的命令C为对机器人控制装置30设定转动禁止范围的命令的一例。在图8所示的示例中，命令C对机器人控制装置30设定两个转动禁止范围。由命令C所包含的部分中的“commandname”表示的部分C1为示出命令C的名称。另外，由命令C的部分中的“xxx1”表示的部分C2为，机器人控制装置30指定成为限制关节J4的转动范围的对象的机器人的部分，在该例中，表示识别机器人20的识别信息(例如，表示机器人20的ID)。另外，由命令C的部分中的“A_min”表示的部分C3是对机器人控制装置30指定第一个转动禁止范围的最小值的部分。在命令C中，例如，该最小值通过上述正方向或负方向上的关节J4的转动角(即，±360°的任一个)指定。此外，在命令C中，该最小值可以是由与正方向或负方向上的关节J4的转动角对应的其他信息指定的结构。另外，由命令C的部分中的“A_max”表示的部分C4为对机器人控制装置30指定第一个转动禁止范围的最大值的部分。在命令C中，例如，该最大值由正方向或负方向上的关节J4的转动角(即，±360°的任一个)指定。此外，由“A_max”指定的转动角比由“A_min”表示的转动角大。此外，在命令C中，该最大值可以是由与正方向或负方向上的关节J4的转动角对应的其他信息指定的结构。另外，由命令C的部分中的“B_min”表示的部分C5为对机器人控制装置30指定第二个转动禁止范围的最小值的部分。在命令C中，例如，该最小值由正方向或负方向上的关节J4的转动角(即，±360°的任一个)指定。此外，在命令C中，该最小值可以是由与正方向或负方向上的关节J4的转动角对应的其他信息指定的结构。另外，由命令C的部分中的“B_max”表示的部分C6为对机器人控制装置30指定第二个转动禁止范围的最大值的部分。在命令C中，例如，该最大值由正方向或负方向上的关节J4的转动角(即，±360°的任一个)指定。此外，由“B_max”指定的转动角比由“B_min”表示的转动角大。此外，在命令C中，该最大值可以是由与正方向或负方向上的关节J4的转动角对应的其他信息指定的结构。在此，机器人控制装置30可以是通过工作程序以第一个转动禁止范围和第二个转动禁止范围重叠的方式设定两个转动禁止范围的结构，也可以是不能以第一个转动禁止范围和第二个转动禁止范围重叠的方式对机器人控制装置30设定两个转动禁止范围的结构。

此外，机器人控制装置30可以是如下结构：在执行工作程序所包含的多个命令中的、被开头命令和末尾命令包围的范围内所包含的命令时，使通过命令C设定的转动禁止范围有效。开头命令为使该转动禁止范围有效的命令。另外，末尾命令为使该转动禁止范围无效的命令。由此，机器人控制装置30在执行工作程序所包含的命令中的、表示机器人20的工作中用户所期望的工作的命令时，能够使该转动禁止范围有效，并且在执行工作程序所包含的命令中的、表示机器人20的工作中用户不期望的工作的命令的情况下，能够使该转动禁止范围无效。当该转动禁止范围有效时，机器人控制装置30在使机器人20工作时，限制关节J4的转动范围，以关节J4的转动角与该转动禁止范围所包含的转动角不一致的方式使机器人20工作。另一方面，当该转动禁止范围无效时，机器人控制装置30在使机器人20工作时，不限制关节J4的转动范围，例如以机器人20的工作量最小的方式使机器人20工作。在该例中，该工作量由关节J1～关节J6的各个转动角的大小(绝对值)的合计值表示。此外，取代于此，该工作量也可以是有与机器人20对应的其他量表示的结构。

另外，机器人控制装置30可以是如下结构：使用命令C、开头命令、末尾命令的每个，能够对工作程序所包含的命令中的、表示机器人20的工作的命令中的每个分别改变所设定的转动禁止范围的有效和无效。这种情况下，机器人控制装置30可以是能够对该命令中的每个分别设定相互不同的转动禁止范围的结构。由此，用户能够针对机器人20的各个工作对机器人控制装置30设定相互不同的转动禁止范围。

<机器人控制装置的功能结构>

以下，参照图9，对机器人系统30的功能结构进行说明。图9为示出机器人控制装置30的功能结构的一例的图。

机器人控制装置30具备存储器32和控制部36。

控制部36对机器人控制装置30的整体进行控制。控制部36具备机器人控制部361。控制部36所具备的机器人控制部361例如通过由处理器31执行存储于存储器32的指令321、322等各种指令而实现。并且，该功能部中的一部分或全部也可以是LSI(Large ScaleIntegration：大规模集成)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)等硬件功能部。

机器人控制部361从存储器32读取预先存储于存储器32的工作程序。机器人控制部361基于读取的工作程序使机器人20工作。关于机器人控制部361进行的具体处理，在图10中进行说明。

<机器人控制装置进行的处理>

以下，参照图10，对机器人控制装置30进行的处理的流程进行说明。图10为示出机器人控制装置30所进行的处理的流程的一例的流程图。

机器人控制部361从存储器32读取预先存储于存储器32的工作程序(步骤S110)。此外，在该例中，为了使说明简略化，对工作程序中仅包含上述的命令C和指定示教点的命令即示教点指定命令这两种命令的情况进行说明。

接着，机器人控制部361基于在步骤S110中从存储器32读取的工作程序，从上按顺序逐个选地择工作程序中所包含的命令，并关于选择的命令重复进行步骤S130～步骤S170的处理(步骤S120)。

在步骤S120中选择了命令之后，机器人控制部361判断在步骤S120中选择的命令是否为命令C(步骤S130)。

当在步骤S120中选择的命令为命令C时(步骤S130—“是”)，机器人控制部361对机器人控制装置30设定在步骤S120中选择的命令C所表示的转动禁止范围(步骤S140)。例如，机器人控制部361通过使表示该转动禁止范围的信息存储于存储器32，从而对机器人控制装置30设定该转动禁止范围。

在进行了步骤S140的处理之后，机器人控制部361跳转至步骤S120，选择下一个命令。此外，当在步骤S120追踪不存在未选择的命令时，机器人控制部361结束处理。

另一方面，当在步骤S120中选择的命令不为命令C时(步骤S130—“否”)，机器人控制部361判断该命令为示教点指定命令，并将该命令所表示的示教点确定为作为使机器人20的控制点一致的目标的示教点(步骤S150)。

接着，机器人控制部361基于在步骤S150中确定的示教点和逆运动学，算出机器人20的控制点与该示教点一致时的关节J1～关节J6的各自的转动角(步骤S160)。

接着，机器人控制部361判断是否在机器人控制装置30中设定了转动禁止范围。机器人控制部361基于该判断结果和在步骤S160中算出的转动角，使机器人20工作，使机器人20的控制点和在步骤S150中确定的示教点一致(步骤S170)。

具体而言，当在存储器32存储有表示转动禁止范围的信息时，机器人控制部361判断为对机器人控制装置30设定了转动禁止范围。这种情况下，例如在通过以机器人20的工作量为最小的方式使机器人20工作从而使机器人20的控制点与在步骤S150中确定的示教点一致时，机器人控制部361判断机器人20的工作是否为包含第一状态的工作。在判断为机器人20的工作为包含第一状态的工作时，机器人控制部361以该信息所表示的转动禁止范围中所包含的转动角与关节J4的转动角不一致的方式使机器人20工作，并使机器人20的控制点与在步骤S150中确定的示教点一致。另一方面，在判断为机器人20的工作不为包含第一状态的工作时，机器人控制部361以机器人20的工作量为最小的方式使机器人20工作，使机器人20的控制点与该示教点一致。

另一方面，当在存储器32没有存储表示转动禁止范围的信息时，机器人控制部361判断未对机器人控制装置30设定转动禁止范围。这种情况下，机器人控制部361通过以机器人20的工作量为最小的方式使机器人20工作，使机器人20的控制点与在步骤S150中确定的示教点一致。

在进行了步骤S170的处理之后，机器人控制部361跳转至步骤S120，选择下一个命令。此外，当在步骤S120中不存在未选择的命令时，机器人控制部361结束处理。

此外，上述说明的机器人控制装置30可以不是具备一个处理器31、一个存储器32的信息处理装置PC1，而如图11所示那样，由多个信息处理装置中的一部分或全部构成。图11为由多个信息处理装置构成机器人控制装置30的情况下的、机器人控制装置30的硬件结构的一例。

由于图11所示的信息处理装置PC2以及信息处理装置PC3与信息处理装置PC1为同样的结构，因此省略说明。

在图11所示的示例中，信息处理装置PC1和信息处理装置PC2以通过无线或有线而彼此能够通信地连接。另外，在该示例中，信息处理装置PC1和信息处理装置PC3以经由LAN(Local Area Network：局域网)并通过无线或有线而彼此能够通信地连接。另外，在该示例中，信息处理装置PC2和信息处理装置PC3以经由LAN并通过无线或有线而彼此能够通信地连接。

另外，在图11所示的示例中，机器人控制装置30由处理器31、处理器41、处理器51中的至少一个、以及存储器32、存储器42、存储器52中的至少一个构成。在由处理器31、处理器41、处理器51中的两个以上构成机器人控制装置30的情况下，构成机器人控制装置30的该两个以上的处理器通过进行基于通信部的通信而协同地实现机器人控制装置30的功能。另外，在该情况下，该两个以上的处理器基于在存储器32、存储器42、存储器52中的至少一个中存储的指令，执行机器人控制装置30的功能的处理。

如图11所示示例那样，在机器人控制装置30由多个信息处理装置构成的情况下，机器人控制装置30与该多个信息处理装置的至少一个能够通信地连接。

另外，机械手M可以以如下方式构成：从第三转动轴AX3的轴向观察时，第三臂L3与第四臂L4能够重叠。另外，机械手M可以以如下方式构成：从第五转动轴AX5的轴向观察时，第五臂L5与第六臂L6能够重叠。

另外，第二转动轴AX2与第三转动轴AX3也可以不平行。另外，第三转动轴AX3和第四转动轴AX4既可以是非直接地交叉的结构，也可以是不交叉的结构。另外，第四转动轴AX4和第五转动轴AX5既可以是非直接地交叉的结构，也可以是不交叉的结构。另外，第五转动轴AX5和第六转动轴AX6既可以是非直接地交叉的结构，也可以是不交叉的结构。

如上所述，机器人控制装置30能够限制C臂(在该例中为第四臂L4)的转动范围(在该例中为关节J4的转动范围)。从而，机器人控制装置30能够抑制在C臂安装有某种物体(在该例中为物体EC)时、伴随着C臂的转动的该物体与机器人(在该例中为机器人20)的干涉。

另外，机器人控制装置30在包含第一状态的工作中，能够限制C臂的转动范围，并且在不包含第一状态的工作中，能够不限制C臂的转动范围。由此，机器人控制装置30能够抑制在包含第一状态的工作的转动中且在C臂安装有某种物体时的、伴随着C臂的转动的该物体与机器人的干涉。

另外，机器人控制装置30能够使包含第一状态的工作中的C臂的转动范围与不包含第一状态的工作中的C臂的转动范围为不同的转动范围。由此，机器人控制装置30通过使包含第一状态的工作中的C臂的转动范围为与不包含第一状态的工作中的C臂的转动范围不同的转动范围，能够抑制在C臂安装有某种物体时伴随着C臂的转动的、该物体与机器人的干涉。

以上参照附图详述了本发明的实施方式，具体的结构不限于该实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行变更、置换、删除等。

另外，可以将用于实现以上说明的装置(例如，机器人控制装置30)中的任一的结构部的功能的程序记录于计算机能够读取的记录介质，使计算机系统读入该程序而执行。此外，这里所说的“计算机系统”包括OS(Operating System：操作系统)、周边设备等的硬件。另外，“计算机能够读取的记录介质”是指，软盘、磁光盘、ROM、CD(Compact Disk：光盘)—ROM等便携式介质、内置于计算机系统的硬盘等存储介质。进一步地，“计算机能够读取的记录介质”还包括：在程序经由互联网等的网络、电话线路等的通信线路而发送的情况下，成为服务器、客户端的计算机系统内部的易失性存储器(RAM)等、将程序保持一定时间的介质。

另外，上述的程序可以从将该程序存储于存储装置等的计算机系统、经由传送介质或通过传送介质中的传送波、从而传送至其他计算机系统。在此，传送程序的“传送介质”是指，具有像互联网等网络(通信网)、电话线路等的通信线路(通信线)那样传送信息的功能的介质。

另外，上述的程序可以用于实现前述的功能的一部分。进一步地，上述程序也可以是通过与已经记录于计算机系统的程序的组合而能够实现前述的功能的程序，即所谓的差分文件(差分程序)。

Claims

1.一种机器人控制装置，对机器人进行控制，所述机器人具备：

A臂，能够绕A转动轴转动；

B臂，设置为能够相对于所述A臂而绕B转动轴转动，并能够成为从所述B转动轴的轴向观察时与所述A臂重叠的第一状态；以及

C臂，设置为能够相对于所述B臂而绕C转动轴转动，所述C转动轴的轴向与所述B转动轴的轴向交叉，

所述机器人控制装置具备控制部，当在所述C臂安装有物体时，所述控制部通过限制所述C臂的转动范围，抑制所述物体与所述B臂的干涉。

2.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其中，

所述控制部能够进行如下控制：在包含所述第一状态的工作中，限制所述C臂的转动范围，并且在不包含所述第一状态的工作中，不限制所述C臂的转动范围。

3.根据权利要求1或2所述的机器人控制装置，其中，

所述控制部能够使包含所述第一状态的工作下的所述C臂的转动范围与不包含所述第一状态的工作下的所述C臂的转动范围不同。

4.一种机器人，被权利要求1至3中任一项所述的机器人控制装置控制。

5.一种机器人系统，具备：

权利要求1至3中任一项所述的机器人控制装置；以及

机器人，被所述机器人控制装置控制。

6.一种机器人控制装置，对机器人进行控制，所述机器人具备：

A臂，能够绕A转动轴转动；

所述机器人控制装置还具备处理器，

所述处理器构成为执行用于限制所述C臂的转动范围的指令。