CN112643682B - 示教方法 - Google Patents

Abstract

提供能够简单且稳定地进行示教的示教方法。该示教方法的特征在于，是基于力检测部的检测结果，驱动部使机器人臂驱动，并在存储部存储被驱动的机器人臂的位置和姿势的示教方法，判定机器人臂的姿势是否在特异姿势的附近，在判定为机器人臂的姿势在特异姿势的附近时，根据力检测部检测到的外力，从脱离特异姿势的附近的多个候选脱离姿势中选择并执行一个脱离姿势。

Description

示教方法

技术领域

本发明涉及示教方法。

背景技术

近年来，由于工厂中人工费的高涨、人才不足，通过各种机器人、该机器人周边设备而加速了由人工所进行的作业的自动化。例如，该各种机器人如专利文献1所示，具有台座、支承于台座的臂和测力部。在这样的机器人中，基于测力部的检测结果来控制臂的工作。

在机器人中，在进行作业之前，进行存储作业中的机器人臂的位置和姿势的示教。作为该示教，如专利文献1所示，已知有操作者对机器人臂施加力而使其移动，存储其移动时的位置和姿势的直接教学。

另外，机器人存在特异姿势。特异姿势是指基于作为控制的基准的控制点的坐标而无法唯一地确定各臂的姿势的姿势、成为存在无法变更控制点的位置和姿势的方向的状态的姿势。

在直接教学中，当机器人的姿势为特异姿势的附近时，难以改变姿势或者存在以较快的速度运动的臂，动作容易变得不稳定。在专利文献1中，在直接教学中，当机器人的姿势为特异姿势的附近时，通过进行模式不同的力控制来减轻上述那样的问题。

专利文献1：日本特开2015-202536号公报

然而，在专利文献1中，在特异姿势的附近，操作者为了使臂运动而需要进行对臂直接施加力的操作。由于在准确地进行该操作时需要熟练度，因此在专利文献1那样的结构中，难以在特异姿势的附近进行示教。

发明内容

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而提出，能够通过以下来实现。

本发明的示教方法其特征在于，是对于具备机器人臂、驱动部、力检测部以及存储部的机器人系统，基于所述力检测部的检测结果，所述驱动部使所述机器人臂驱动，在所述存储部存储所驱动的所述机器人臂的位置和姿势的示教方法，其中，该机器人臂具有至少一个能够旋转的臂，该驱动部驱动所述机器人臂，该力检测部检测施加于所述机器人臂的外力，该存储部存储所述机器人臂的位置和姿势，判定所述机器人臂的姿势是否在特异姿势的附近，在判定为所述机器人臂的姿势在所述特异姿势的附近时，根据所述力检测部检测到的外力，从脱离所述特异姿势的附近的多个候选脱离姿势中选择并执行一个脱离姿势。

附图说明

图1是示出执行本发明的示教方法的机器人系统的整体图。

图2是图1所示的机器人系统的框图。

图3是图1所示的机器人系统所具备的力检测部的纵截面图。

图4是图3中A-A线截面图。

图5是示出图1所示的机器人所特有的特异姿势的侧视图。

图6是示出图1所示的机器人所特有的特异姿势的侧视图。

图7是示出图1所示的机器人所特有的特异姿势的侧视图。

图8是用于说明图1所示的机器人的特异姿势的附近的机器人臂的动作的侧视图。

图9是用于说明图1所示的机器人的特异姿势的附近的机器人臂的动作的侧视图。

图10是用于说明图1所示的机器人的特异姿势的附近的机器人臂的动作的侧视图。

图11是用于说明图1所示的机器人系统具备的控制装置进行的控制动作的流程图。

图12是示出变形例的机器人所特有的特异姿势的侧视图。

图13是示出变形例的机器人所特有的特异姿势的侧视图。

图14是示出变形例的机器人所特有的特异姿势的侧视图。

图15是示出变形例的机器人所特有的特异姿势的侧视图。

图16是示出变形例的机器人所特有的特异姿势的侧视图。

图17是示出变形例的机器人所特有的特异姿势的侧视图。

附图标记说明：

1…机器人系统、2…机器人、2A…机器人、2B…机器人、5…力传感器、8…控制装置、20…基座、20A…基座、20B…基座、21…机器人臂、21A…机器人臂、21B…臂、22…末端执行器、22B…臂、23…力传感器、23B…臂、41…显示装置、42…输入装置、51…第一板、52…第二板、53…筒状部、54…元件、81…处理器、82…存储部、83…受理部、200…控制点、211…臂、211A…臂、212…臂、212A…臂、213…臂、213A…臂、214…臂、214A…臂、215…臂、215A…臂、216…臂、216A…臂、251…驱动装置、252…驱动装置、253…驱动装置、254…驱动装置、255…驱动装置、256…驱动装置、B1…电磁制动器、B2…电磁制动器、B3…电磁制动器、B4…电磁制动器、B5…电磁制动器、B6…电磁制动器、E1…编码器、E2…编码器、E3…编码器、E4…编码器、E5…编码器、E6…编码器、Fu…力、Fz…力、M1…电机、M2…电机、M3…电机、M4…电机、M5…电机、M6…电机、O…原点、O1…第一轴、O1A…第一轴、O1B…第一轴、O2…第二轴、O2A…第二轴、O2B…第二轴、O3…第三轴、O3A…第三轴、O3B…第三轴、O4…第四轴、O4A…第四轴、O5…第五轴、O5A…第五轴、O6…第六轴、O6A…第六轴、OA…原点。

具体实施方式

下面，基于附图所示的优选的实施方式来详细说明本发明的示教方法。

第一实施方式

图1是示出执行本发明的示教方法的机器人系统的整体图。图2是图1所示的机器人系统的框图。图3是图1所示的机器人系统具备的力检测部的纵截面图。图4是图3中A-A线截面图。图5～图7是示出图1所示的机器人所特有的特异姿势的侧视图。图8～图10是用于说明图1所示的机器人的特异姿势的附近的机器人臂的动作的侧视图。图11是用于说明对图1所示的机器人系统所具备的控制装置进行的控制动作的流程图。图12～图17是示出变形例的机器人所特有的特异姿势的侧视图。

图1所示的机器人系统1能够进行精密设备、构成精密设备的部件的供料、卸料、搬运及组装等作业。机器人系统1具有：机器人2，执行规定的作业；以及控制装置8，控制机器人2的驱动。

机器人2是六轴机器人。这样的机器人2具有：基座20，固定于地板、墙壁、天花板等；机器人臂21；末端执行器22，安装于机器人臂21的前端；以及作为传感器的力传感器23，安装于机器人臂21与末端执行器22之间。

此外，机器人臂21具有旋转自如地连结于基座20的臂211、旋转自如地连结于臂211的臂212、旋转自如地连结于臂212的臂213、旋转自如地连结于臂213的臂214、旋转自如地连结于臂214的臂215和旋转自如地连结于臂215的臂216。

臂211绕第一轴O1旋转，臂212绕第二轴O2旋转，臂213绕第三轴O3旋转，臂214绕第四轴O4旋转，臂215绕第五轴O5旋转，臂216绕第六轴O6旋转。在本实施方式中，第一轴O1与z轴平行。

此外，在本实施方式中，在臂216的前端且在与第六轴O6交叉的位置设定有控制点200。此外，在本实施方式中，在基座20设定有机器人坐标系的原点O。原点O设定于与第一轴O1重合的位置。

此外，在臂216经由力传感器23而安装有末端执行器22。这样，通过将力传感器23安装于机器人臂21，从而能够基于力传感器23的输出来检测与对象物的接触。另外，作为力传感器23的结构，不作特别限定，例如，能够使用水晶，使用利用了水晶的压电效应的构成的传感器。此外，作为传感器，能够检测与对象物的接触即可，而不作特别限定，例如，也可以使用非接触传感器、超声波传感器、红外线传感器、距离传感器、视觉传感器等。

此外，机器人2具有：驱动装置251，使臂211相对于基座20旋转；驱动装置252，使臂212相对于臂211旋转；驱动装置253，使臂213相对于臂212旋转；驱动装置254，使臂214相对于臂213旋转；驱动装置255，使臂215相对于臂214旋转；以及驱动装置256，使臂216相对于臂215旋转。

驱动装置251具有：电机M1，作为驱动源；编码器E1，作为检测电机M1的旋转量即臂211的旋转角度的角度检测部；电磁制动器B1，停止电机M1的工作；以及未图示的减速机。

驱动装置252具有：电机M2，作为驱动源；编码器E2，作为检测电机M2的旋转量即臂212的旋转角度的角度检测部；电磁制动器B2，停止电机M2的工作；以及未图示的减速机。

驱动装置253具有：电机M3，作为驱动源；编码器E3，作为检测电机M3的旋转量即臂213的旋转角度的角度检测部；电磁制动器B3，停止电机M3的工作；以及未图示的减速机。

驱动装置254具有：电机M4，作为驱动源；编码器E4，作为检测电机M4的旋转量即臂214的旋转角度的角度检测部；电磁制动器B4，停止电机M4的工作；以及未图示的减速机。

驱动装置255具有：电机M5，作为驱动源；编码器E5，作为检测电机M5的旋转量即臂215的旋转角度的角度检测部；电磁制动器B5，停止电机M5的工作；以及未图示的减速机。

驱动装置256具有：电机M6，作为驱动源；编码器E6，作为检测电机M6的旋转量即臂216的旋转角度的角度检测部；电磁制动器B6，停止电机M6的工作；以及未图示的减速机。

这些驱动装置251～驱动装置256以及电磁制动器B1～电磁制动器B6分别由控制装置8独立地控制。

不过，机器人2的结构不作特别限定，例如，臂的数量既可以是一个以上、五个以下，也可以是七个以上。此外，例如，机器人2也可以是SCARA(Selective ComplianceAssembly Robot Arm选择顺应性装配机器手臂)机器人、双臂机器人等。

接下来，对力传感器5进行说明。

如图1和图3所示，力传感器5检测施加于机器人2的力即施加于机器人臂21和基座20的力。力传感器5设置于基座20的下方即-z轴一侧，并从下方支承基座20，也被称为底部力传感器。

此外，如图3和图4所示，力传感器5具有：第一板51、第二板52、配置于第一板51与第二板52之间的筒状部53和多个元件，并为外形形状呈圆柱状的构件，其中，多个元件在本实施方式中为四个元件54。此外，四个元件54被夹持在第一板51与第二板52之间。此外，元件54的数量并不限定于此，既可以是三个以下，也可以是五个以上。

第一板51和第二板52呈圆板状，从+z轴一侧依次隔开配置。另外，第一板51和第二板52的俯视观察时的形状并不限定为圆形，也可以为任何形状。

筒状部53在本实施方式中呈圆筒状，具有对元件54进行保护的功能。

各元件54以构成圆形的方式等间隔地配置。由此，施加于各元件54的力能够尽可能地变得均匀，而准确地检测力。

各元件54例如由水晶等的压电体构成，能够使用当受到外力时会输出电荷的压电体。此外，控制装置8根据该电荷量而能够转换为机器人臂21所受到的外力。此外，若为这样的压电体，则根据设置的朝向能够调整在受到外力时可产生电荷的朝向。

在本实施方式中，如图4所示，各元件54能够检测铅垂方向的成分的力Fz和绕z轴即u轴方向的力Fu。由此，能够准确地检测施加于机器人臂21的外力。

接下来，对控制装置8进行说明。

如图2所示，控制装置8具有控制机器人2的驱动的功能，并与机器人2可通信地连接。另外，机器人2与控制装置8的通信分别可以是有线连接，也可以是无线连接。此外，在图示的结构中，控制装置8配置于与机器人2不同的位置即分离的位置，但也可以内置于机器人2。

如图2所示，控制装置8包括：处理器81、存储部82和受理部83，该受理部83具备外部接口(I/F)。控制装置8的各结构要素经由各种总线而能够相互通信地连接。

处理器81控制机器人2的驱动即机器人臂21等的驱动。处理器81执行存储于存储部82的各种程序。

具体地，例如，处理器81基于力传感器5的各元件54检测到的力的大小和方向以及机器人坐标的原点O与控制点200的位置关系，而能够推定力施加于机器人臂21的位置和力的大小。该推定时所使用的标定线、运算式被存储在存储部82。

此外，处理器81具有使显示装置41显示窗口等各种画面、文字等的功能。

此外，处理器81执行与后述的示教相关的程序。这时，处理器81作为进行机器人臂21的姿势是否在后述的特异姿势的附近的判定的判定部发挥功能。

存储部82存储有能够由处理器81执行的各种程序、控制动作中所使用的基准数据、阈值、标定线等。另外，各种程序包括用于执行本发明的示教方法的程序。此外，存储部82能够存储由受理部83受理的各种数据。存储部82例如包含RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等易失性存储器、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等非易失性存储器等而构成。另外，存储部82并不限于非拆装式，也可以是具有拆装式的外部存储装置的结构。此外，存储部82也可以经由LAN(Local Area Network：局域网)等网络而设置于其它场所。

此外，存储部82如后文所述存储有：特异姿势的编码器值、特异姿势的附近的编码器值的范围、候选脱离姿势的编码器值的范围，另外还存储有特异姿势的控制点200的机器人坐标系的坐标、特异姿势的附近的控制点200的机器人坐标系的坐标、候选脱离姿势的控制点200的机器人坐标系的坐标等。

受理部83具备外部接口(I/F)，为了机器人2、显示装置41以及输入装置42等的各连接而使用。该受理部83作为接收即获取来自输入装置42的示教信号的获取部发挥功能。在此，“示教信号”是在操作了输入装置42时从输入装置42发送的信号即定时(Timing)信号。示教者在任意的定时操作输入装置42，将受理部83获取到来自输入装置42的信号时的机器人臂21的位置和姿势作为示教信息而存储在存储部82，从而进行示教。

另外，“机器人臂21的位置和姿势”中的“位置”是指机器人臂21的控制点200的机器人坐标系中的坐标，“姿势”是指臂211～臂216的姿势即机器人臂21的姿势。控制装置8基于来自编码器E1～编码器E6的输出结果即编码器值，而能够识别机器人臂21的姿势。此外，能够从机器人臂21的姿势确定机器人臂21的控制点200的机器人坐标系中的坐标。存储部82存储有示出它们的关系性的标定线。

当受理部83获取示教信号时，处理器81基于编码器E1～编码器E6的检测结果和上述标定线，确定此时的控制点200的位置，并将该位置即坐标确定为示教点。该示教点的信息被存储在存储部82，用于由机器人进行的作业。

另外，控制装置8除了上述的结构之外，还可以进一步附加其他结构。此外，保存于存储部82的各种程序、数据等，可以预先存储在存储部82，也可以例如储存于CD-ROM等记录介质并由该记录介质提供，还可以经由网络等提供。

显示装置41例如具备由液晶显示器、有机EL显示器等构成的未图示的监视器，例如，具有显示包含窗口等各种画面等的各种图像、文字等的功能。此外，如后述那样，显示装置41也作为通知机器人臂21的姿势在上述特异姿势的附近的意思的通知部发挥功能。

输入装置42例如由鼠标、键盘、移动终端、教学器等构成。因此，用户通过操作输入装置42而能够对控制装置8进行各种处理等的指示。此外，虽然未进行图示，但输入装置42具有示教开始按钮和示教结束按钮等。

另外，在本实施方式中，也可以设置兼备显示装置41和输入装置42的显示输入装置来代替显示装置41和输入装置42。作为显示输入装置，例如能够使用静电式触摸面板、感压式触摸面板等触摸面板。此外，输入装置42也可以是识别语音等声音的结构。

此外，也可以将显示装置41和输入装置42的至少一方设置于机器人2例如基座20。

上面，对机器人系统1的结构进行了说明。

在这样的机器人系统1中，在机器人2进行作业之前，进行将机器人臂21的位置和姿势存储于存储部82的教学，即示教。本发明的示教方法的方式是操作者实际上按压或者牵拉机器人臂21而进行示教的直接示教，即直接教学。在直接教学中，操作者实际上对机器人臂21施加力而在路径上移动，并且存储部82存储该路径，其中，路径是在欲使机器人臂21进行的作业中移动的路径。

具体地，例如，当操作者按压机器人臂21的规定部位时，对机器人2施加外力，而对力传感器5间接地施加力。基于该力，处理器81推定施加于机器人臂21的力的大小和方向。然后，基于该推定结果，处理器81对驱动装置251～驱动装置256进行驱动，机器人臂21在操作者欲使机器人臂21动作的方向上移动、移位，而变更机器人臂21的位置和姿势。进行该动作直到控制点200移动到目的位置为止，并且在规定的定时将位置和姿势依次存储在存储部82。

考虑到在执行这样的直接教学时机器人臂21会位于特异姿势的附近。特异姿势是指基于作为控制的基准的控制点200的坐标无法唯一确定各臂211～臂216的姿势的姿势、成为存在无法变更控制点200的位置和姿势的方向的状态的姿势。

在直接教学中，当机器人的姿势变为特异姿势的附近时，难以改变姿势或者存在以比较快的速度动作的臂，而动作容易变得不稳定。在机器人系统1中，能够通过以下的方式防止或抑制这样的问题。

处理器81根据机器人臂21的位置和姿势来切换通常示教模式和特异姿势附近模式。在通常示教模式中，执行上述那样的直接教学，并且判定机器人臂21的姿势是否为特异姿势的附近。

机器人臂21的特异姿势是机器人2即机器人臂21所特有的姿势，在图示的结构中，存在图5～图7所示的三种方式。图5所示的特异姿势是第四轴O4与第六轴O6位于同一直线上的姿势。图6所示的特异姿势是第五轴O5与第六轴O6的交点位于第一轴O1的直线上的姿势。图7所示的特异姿势是与第二轴O2和第三轴O3正交的直线、以及与第三轴O3和第五轴O5正交的直线位于同一直线上的姿势。

这些特异姿势被存储在存储部82。具体地，图5所示的特异姿势作为编码器E5的编码器值即(E5α)存储在存储部82。

图6所示的特异姿势作为控制点200的机器人坐标系中的坐标(X1β，Y1β)存储在存储部82。

图7所示的特异姿势作为编码器E3的编码器值即(E3γ)存储在存储部82。

处理器81在通常示教模式下检测各编码器E1～E6的编码器值，并判定机器人臂21的姿势是否为特异姿势的附近。特异姿势的附近分别设定为上述各特异姿势，并如下文所述。

图5所示的特异姿势的附近是第四轴O4与第六轴O6所成的角度为±2度以内的姿势。图6所示的特异姿势的附近是指第五轴O5与第六轴O6的交点位于以第一轴O1为中心的半径10mm的圆筒内的姿势。图7所示的特异姿势的附近是指与第二轴O2和第三轴O3正交的直线、以及与第三轴O3和第五轴O5正交的直线所成的角度为±2度以内的姿势。

此外，图5所示的特异姿势的附近是指对编码器值设定有规定的数值范围的编码器值的范围，预先存储在存储部82。具体地，作为编码器值的范围即(E5α±k)而存储在存储部82。

此外，图6所示的特异姿势的附近是指对控制点的机器人坐标系中的坐标设定有规定的数值范围的控制点的机器人坐标系中的坐标的范围，预先存储在存储部82。具体地，作为控制点200的机器人坐标系中的坐标的范围即(X1β±k，Y1β±k)而存储在存储部82。

此外，图7所示的特异姿势的附近是指对编码器值设定有规定的数值范围的编码器值的范围，预先存储在存储部82。具体地，作为编码器值的范围即(E3γ±k)而存储在存储部82。

另外，上述k可以是彼此不同的数值。

处理器81在通常示教模式下，判定是否对应于编码器E5的编码器值为(E5α±k)、控制点200的机器人坐标系中的坐标为((X1β，Y1β)±k)、编码器E3的编码器值为(E3γ±k)的任一个。

这样，机器人系统1具备编码器E1～E6，该编码器E1～E6作为检测臂211～臂216的旋转角度的角度传感器。此外，基于编码器E5或编码器E3的检测结果是否在规定的范围内、或从各编码器E1～E6的检测结果求出的控制点200的位置是否在规定的范围内，进行是否是特异姿势的附近的姿势的判定。由此，能够更准确地进行上述判定。

然后，在对应于编码器E5的编码器值为(E5α±k)、控制点200的机器人坐标系中的坐标为(X1β±k，Y1β±k)、编码器E3的编码器值为(E3γ±k)的任一个时，处理器81从通常示教模式切换至特异姿势附近模式。

处理器81在特异姿势附近模式下，从多个候选脱离姿势中选择一个候选脱离姿势。

例如，在判定为在图5所示的那样的特异姿势的附近时，即在检测到的编码器E5的编码器值在(E5α±k)的范围内时，从多个候选脱离姿势中选择一个脱离姿势。

脱离姿势是指偏离特异姿势的附近的姿势。关于脱离姿势，在存储部82预先存储多个从(E5α±k)的范围内偏离的编码器值。此外，各个被存储的候选编码器值是候选脱离姿势。

此外，在图6所示的特异姿势中也设定有多个脱离姿势。具体地，在存储部82预先存储多个从(X1β±k，Y1β±k)的范围内偏离的控制点的机器人坐标。

此外，在图7所示的特异姿势中也设定有多个脱离姿势。具体地，在存储部82预先存储多个从(E3γ±k)的范围内偏离的编码器值。

这样，在存储部82存储有机器人2所特有的至少一个特异姿势、和与特异姿势相对应的多个脱离姿势。由此，在进行后述的判定时，能够省略计算脱离姿势的步骤，能够更简单地进行后述的判定。

此外，处理器81根据力传感器5的检测结果，从候选脱离姿势中选择一个脱离姿势。下面，如图8所示，列举使机器人臂21从箭头A方向移动过来而变为特异姿势的附近的情况为例进行说明。此外，在图8～图10中，第六轴O6位于由虚线所示的范围内的姿势为特异姿势的附近。

此外，脱离姿势是指机器人臂21可采取的姿势中除特异姿势的附近以外的姿势。

如图8所示，在机器人臂的姿势为特异姿势的附近时，处理器81使机器人臂21停止。然后，在该状态下，使力传感器5检测外力。

例如，当操作者从图8中箭头B方向对臂216施加力时，处理器81基于力传感器5的检测结果而确定施加于机器人臂21的外力的方向。然后，如图9所示，处理器81从多个脱离姿势中选择控制点200位于箭头B方向的前方的脱离姿势。

此外，当操作者从图8中箭头C方向对臂216施加力时，处理器81基于力传感器5的检测结果而确定施加于机器人臂21的外力的方向。如图10所示，处理器81从多个脱离姿势中选择控制点200位于箭头C方向的前方的脱离姿势。

这样，处理器81选择位于操作者所施加的外力的方向前方的脱离姿势。即，处理器81将操作者所施加的外力作为触发进行选择。另外，在选择脱离姿势时，在外力的方向的前方存在多个候选脱离姿势的情况下，处理器81选择控制点200的移动距离为最小的姿势、臂211～臂216的总计旋转量为最小的姿势，而选择一个脱离姿势。

然后，处理器81执行选择出的脱离姿势。即，处理器81以规定速度对驱动装置251～驱动装置256进行驱动而使臂211～臂216旋转，以使机器人臂21的姿势成为选择出的脱离姿势。

这样，在机器人系统1中，操作者通过进行指示脱离姿势的触发操作这样简单的操作，从而能够将机器人臂21设为脱离姿势。即，在从特异姿势的附近脱离时，操作者不需要对机器人臂21继续施加力而进行示教。由此，能够通过简单的方法且稳定地设为脱离姿势。

另外，操作者所进行的触发操作并不限定于上述那样的两个方式。具体地，在从第六轴O6方向观察机器人臂21时，并不限定于箭头B方向和箭头C方向，例如，也可以从与箭头B方向和箭头C方向交叉的方向施加外力。即使在该情况下，也能够确定所施加的外力的方向，并选择控制点200位于该方向的前方的脱离姿势。即，触发操作也可以是三维的。

此外，也可以检测触发操作中的外力的大小，并基于检测到的外力的大小来决定向脱离姿势移动时的速度。

接下来，基于图11所示的流程图来说明本发明的示教方法。此外，下面从如下状态起进行说明：操作者例如操作输入装置42，开始通常示教模式，操作者按压或者牵拉机器人臂21的规定部位，将外力施加于机器人臂21。

首先，在步骤S100中，判定是否完成示教。例如，基于操作者是否操作了输入装置42的结束按钮来进行该判定。另外，在步骤S100中，在判定为未完成示教的情况下，转移到步骤S101。

接着，在步骤S101中，判定作为力检测部的力传感器5的检测结果即输出是否超过了阈值A。阈值A是示出力的大小的值，是判定操作者是否对机器人臂21施加有外力的判定基准。该阈值A是预先设定的值，并存储在存储部82。

在步骤S101中，在判定为力传感器5的检测结果超过了阈值A的情况下，在步骤S102中进行直接教学动作。即，根据力传感器5的检测结果，使驱动装置251～驱动装置256驱动而使机器人臂21移动。

接着，在步骤S103中，判定作为力检测部的力传感器5的检测结果即输出是否小于阈值B。另外，阈值B是示出力的大小的值，是判定操作者是否停下对机器人臂21施加外力的判定基准。该阈值B是预先设定的值，并存储在存储部82。

在步骤S103中，在判定为力传感器5的检测结果小于阈值B的情况下，在步骤S104中停止机器人臂21，返回到上述步骤S101。

在步骤S103中，在判定为力传感器5的检测结果在阈值B以上的情况下，转移到步骤S105。在步骤S105中，判定当前的机器人臂21的姿势是否在图5所示的特异姿势的附近。即，判定在当前的机器人臂21的姿势中检测到的编码器值是否对应于(E5α±k)。

在步骤S105中，在判定为是图5所示的特异姿势的情况下，转移到后述的步骤S108。在步骤S105中，在判定为不是图5所示的特异姿势的情况下，转移到步骤S106。

在步骤S106中，判定当前的机器人臂21的姿势是否在图6所示的特异姿势的附近。即，判定当前的机器人臂21的姿势中的控制点的机器人坐标是否对应于(X1β±k，Y1β±k)。

在步骤S106中，在判定为是图6所示的特异姿势的情况下，转移到后述的步骤S108。在步骤S106中，在判定为不是图6所示的特异姿势的情况下，转移到步骤S107。

在步骤S107中，判定当前的机器人臂21的姿势是否在图7所示的特异姿势的附近。即，判定在当前的机器人臂21的姿势中检测到的各编码器值是否对应于(E3γ±k)。

在步骤S107中，在判定为不是图7所示的特异姿势的情况下，转移到上述的步骤S102。在步骤S107中，在判定为是图7所示的特异姿势的情况下，转移到步骤S108。

在步骤S108中，使机器人臂21停止。即，通过使控制点200的目标位置处于停止位置，从而成为使机器人臂21不动作的状态。

此外，在步骤S108中，使用显示装置41来通知机器人臂21的姿势成为特异姿势的附近的意思。例如，通过在显示装置41显示为“特异姿势的附近”，从而进行该通知。另外，通知并不限定于显示，可以是通过语音、振动进行的通知，也可以单纯地是通过灯的闪烁方式进行的通知，还可以将其中的两种以上进行组合。

这样，机器人系统1具备作为通知部的显示装置41。然后，处理器81在判定为机器人臂21的姿势在特异姿势的附近的情况下，在使机器人臂21向脱离姿势移位之前，使显示装置41工作来通知机器人臂21的姿势在特异姿势的附近的意思。由此，能够防止或抑制操作者未注意到已成为特异姿势的附近却强行操作机器人臂21。

接着，在步骤S109中，判定作为力检测部的力传感器5的检测结果即输出是否变为了小于阈值B。在输出小于阈值B的情况下，在步骤S110中，基于当前的机器人臂21的姿势来确定多个候选脱离姿势。在步骤S110中，如上所述基于图5～图7所示的特异姿势中的对应的特异姿势的附近的编码器值的范围、或控制点200的机器人坐标系中的坐标的范围的组合，计算并确定多个偏离该编码器值的范围的组合的编码器值的组合。即，机器人保持停止状态，待机直到操作者放开手为止。由此，操作者能够准确且放心地进行触发操作。此外，能够提高触发操作中的力的检测精度。

接着，在步骤S111中，基于作为力检测部的力传感器5的检测结果和当前的编码器E1～编码器E6的检测结果，计算操作者所施加的外力的大小、方向。

接着，在步骤S112中，判定在步骤S111中计算出的外力的大小是否大于阈值C。阈值C是作为判定操作者是否进行了触发操作的判定基准的值。阈值C是预先设定的值，被存储在存储部82。

在步骤S112中，在判定通过步骤S111计算出的外力的大小在阈值C以下时，返回到步骤S111。此外，在步骤S112中，在判定为通过步骤S111计算出的外力的大小大于阈值C时，转移到步骤S113。

在步骤S113中，基于通过步骤S111计算出的外力的方向，从多个脱离姿势中选择一个脱离姿势。即，如上所述在选择脱离姿势时，根据力检测部即力传感器5检测到的力的方向来确定施加于机器人臂21的外力的朝向，选择控制点200向所确定的方向的前方移动的那样的脱离姿势。由此，操作者通过在欲使机器人臂21移动的方向上施加外力这样简单的方法，从而能够准确地进行脱离姿势的选择。

接着，在步骤S114中，以成为通过步骤S113选择出的脱离姿势的方式进行执行。即，以成为脱离姿势的方式，对驱动装置251～驱动装置256进行驱动以使臂211～臂216以规定速度移动而成为脱离姿势。然后，返回到步骤S110，依次重复以后的步骤。

如上面说明的那样，本发明的示教方法是如下示教方法：针对具备机器人臂21、驱动装置251～256、作为力检测部的力传感器5以及存储部82的机器人系统1，基于力检测部5的检测结果，驱动装置251～256使机器人臂21驱动，并将所驱动的机器人臂21的位置和姿势存储在存储部82，其中，机器人臂21具有至少一个能够旋转的臂即臂211～臂216，驱动装置251～256驱动机器人臂21，作为力检测部的力传感器5检测施加于机器人臂21的外力，存储部82存储机器人臂21的位置和姿势。此外，本发明的示教方法判定机器人臂21的姿势是否在特异姿势的附近，在判定为机器人臂21的姿势在特异姿势的附近时，根据力传感器5所检测到的外力而从特异姿势的附近脱离的多个候选脱离姿势中选择并执行一个脱离姿势。

根据这样的本发明，在机器人臂21的姿势为特异姿势的附近时，若操作者例如对机器人臂21进行触发操作，则基于此而能够从多个候选脱离姿势中选择并执行一个脱离姿势。即，在使从特异姿势的附近脱离时，操作者不需要对机器人臂21继续施加力而进行示教。由此，能够通过简单的方法且稳定地设为脱离姿势。

此外，如上述那样，在判定为机器人臂21的姿势在特异姿势的附近的情况下，在使机器人臂21向脱离姿势移位之前，停止机器人臂21的动作，并使作为力检测部的力传感器5检测外力。由此，在机器人臂21停止的状态下，操作者能够准确且放心地进行触发操作。此外，能够提高触发操作中的力的检测精度。

以上，基于图示的优选的实施方式对本发明的示教方法进行了说明，但本发明并不限定于此，能够将各部分的结构置换为具有同样的功能的任意结构。此外，还可以附加其他任意的结构物。

另外，在上述实施方式中，列举图1所示的那样的六轴机器人为例进行了说明，但也能够将本发明应用于图12～图15所示的那样的机器人2A、图16和图17所示的那样的变形例中的机器人2B。

变形例1

图12～图15所示的机器人2A是吊挂型的垂直多关节机器人。该机器人2A具有设置于天花板的基座20A和连接于基座20A的机器人臂21A。此外，机器人臂21A具有：臂211A，旋转自如地连结于基座20A；臂212A，旋转自如地连结于臂211A；臂213A，旋转自如地连结于臂212A；臂214A，旋转自如地连结于臂213A；臂215A，旋转自如地连结于臂214A；以及臂216A，旋转自如地连结于臂215A。

臂211A绕第一轴O1A旋转，臂212A绕第二轴O2A旋转，臂213A绕第三轴O3A旋转，臂214A绕第四轴O4A旋转，臂215A绕第五轴O5A旋转，臂216A绕第六轴O6A旋转。在本实施方式中，第一轴O1A与铅垂方向平行。

这样的机器人2A所特有的特异姿势，可列举如下所述的四种。

图12所示的特异姿势是第四轴O4A与第六轴O6A位于同一直线上的姿势。此外，该特异姿势的附近是指第四轴O4A与第六轴O6A所成的角度为±2度以内的姿势。

图13所示的特异姿势是第五轴O5A与第六轴O6A的交点位于第一轴O1A的直线上的姿势。此外，该特异姿势的附近是指第五轴O5A与第六轴O6A的交点位于第一轴O1A的原点OA的半径10mm的圆内的姿势。

图14和图15所示的特异姿势是指与第二轴O2A和第三轴O3A正交的直线、以及与第三轴O3A和第五轴O5A正交的直线位于同一直线上的姿势。此外，该特异姿势的附近是指与第二轴O2A和第三轴O3A正交的直线、以及与第三轴O3A和第五轴O5A正交的直线所成的角度为±2度以内的姿势。

变形例2

图16和图17所示的机器人2B是吊挂型的水平多关节机器人。该机器人2B具有：基座20B，设置于天花板；臂21B，绕第一轴O1B旋转；臂22B，连接于臂21B，绕与第一轴O1B平行的第二轴O2B旋转；以及臂23B，支承于臂22B，绕与第一轴O1B以及第二轴O2B平行的第三轴O3B旋转，并沿第三轴O3B移动。

这样的机器人2B所特有的特异姿势，可列举如下所述的两种。

图16和图17所示的特异姿势是指与第一轴O1B和第二轴O2B正交的直线、以及与第二轴O2B和第三轴O3B正交的直线位于同一直线上的姿势。此外，该特异姿势的附近是指与第一轴O1B和第二轴O2B正交的直线、以及与第二轴O2B和第三轴O3B正交的直线所成的角度为±2度以内的姿势。

在这样的变形例1和变形例2所示的机器人2A、2B中也能够应用本发明。

Claims (10)

1.一种示教方法，其特征在于，对于具备机器人臂、驱动部、力检测部以及存储部的机器人系统，基于所述力检测部的检测结果，所述驱动部使所述机器人臂驱动，在所述存储部存储被驱动的所述机器人臂的位置和姿势，其中，所述机器人臂具有至少一个能够旋转的臂，所述驱动部驱动所述机器人臂，所述力检测部检测施加于所述机器人臂的外力，所述存储部存储所述机器人臂的位置和姿势，

判定所述机器人臂的姿势是否在特异姿势的附近，

在判定为所述机器人臂的姿势在所述特异姿势的附近时，根据所述力检测部检测到的外力，从脱离所述特异姿势的附近的多个候选脱离姿势中选择并执行一个脱离姿势。

2.根据权利要求1所述的示教方法，其特征在于，

所述机器人系统具备检测所述臂的旋转角度的角度检测部，

基于所述角度检测部的检测结果是否在规定的范围内、或从所述检测结果求出的控制点的位置是否在规定的范围内，进行所述判定。

3.根据权利要求1所述的示教方法，其特征在于，

在选择所述脱离姿势时，根据所述力检测部检测到的力的方向来确定施加于所述机器人臂的外力的朝向，并选择控制点向所确定的方向的前方移动的所述脱离姿势。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的示教方法，其特征在于，

在判定为所述机器人臂的姿势在所述特异姿势的附近时，在使所述机器人臂向所述脱离姿势移位之前，停止所述机器人臂的动作，使所述力检测部检测外力。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的示教方法，其特征在于，

在所述存储部存储有所述机器人臂所特有的至少一个所述特异姿势、以及与所述特异姿势对应的多个所述脱离姿势。

6.根据权利要求4所述的示教方法，其特征在于，

在所述存储部存储有所述机器人臂所特有的至少一个所述特异姿势、以及与所述特异姿势对应的多个所述脱离姿势。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的示教方法，其特征在于，

所述机器人系统具备通知部，

在判定为所述机器人臂的姿势在所述特异姿势的附近时，在使所述机器人臂向所述脱离姿势移位之前，使所述通知部工作来通知所述机器人臂的姿势在所述特异姿势的附近的意思。

8.根据权利要求4所述的示教方法，其特征在于，

所述机器人系统具备通知部，

在判定为所述机器人臂的姿势在所述特异姿势的附近时，在使所述机器人臂向所述脱离姿势移位之前，使所述通知部工作来通知所述机器人臂的姿势在所述特异姿势的附近的意思。

9.根据权利要求5所述的示教方法，其特征在于，

所述机器人系统具备通知部，

在判定为所述机器人臂的姿势在所述特异姿势的附近时，在使所述机器人臂向所述脱离姿势移位之前，使所述通知部工作来通知所述机器人臂的姿势在所述特异姿势的附近的意思。

10.根据权利要求6所述的示教方法，其特征在于，

所述机器人系统具备通知部，

在判定为所述机器人臂的姿势在所述特异姿势的附近时，在使所述机器人臂向所述脱离姿势移位之前，使所述通知部工作来通知所述机器人臂的姿势在所述特异姿势的附近的意思。

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