CN112643683B - 示教方法 - Google Patents

Abstract

一种示教方法，在示教时能够通过简单的操作来切换第一状态和第二状态。示教方法的特征在于，其是对机器人示教机器人臂的位置和姿势的示教方法，从沿着第一轴的方向观察机器人臂，设定有通过第一轴及第二轴的直线即第一假想线时，能够切换第三轴位于第一假想线的一侧的第一状态和第三轴位于第一假想线的另一侧的第二状态，根据力检测部的检测结果，进行切换第一状态和第二状态的切换动作。

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，在工厂中因人员费用高涨、人才不足，利用各种机器人、该机器人周边设备使由人手进行的工作的自动化不断加速。该各种机器人例如如专利文献1所示具有：基台、被支承于基台的臂和力传感器。在这样的机器人中，基于力传感器的检测结果来控制臂。

在机器人中，在进行工作之前进行存储工作中的机器人臂(机械臂)的位置和姿势的示教。专利文献1所记载的示教以如下方法进行：操作者向机器人臂施加力而使其移动、存储该移动中的位置和姿势。专利文献1所记载那样的示教方法也能够应用于水平多关节型机器人。

水平多关节型机器人的机器人臂一般以关节部分弯曲的状态进行示教、工作。作为弯折的形态，在沿着关节的转动轴观察时，具有如人的手臂例如右臂那样弯曲的状态以及如左臂那样弯曲的状态。通过适当地切换这样的状态来进行示教、工作，从而在机器人臂进行工作时能够抑制无用的动作。

专利文献1：日本特开昭59-157715号公报

然而，在示教中进行前述那样的状态的切换时，操作者需要操作指示切换的装置。因此，操作者在示教中需要一边向机器人臂施加力使其移动，一边进行所述装置的操作。其结果是示教中的操作会变得复杂。

发明内容

本发明是为了解决前述课题的至少一部分而提出，能够通过下文所述来实现。

本应用例的示教方法其特征在于，所述示教方法是对机器人示教机器人臂的位置和姿势的示教方法，所述机器人具备：基台、机器人臂以及检测对所述机器人臂施加的力的力检测部，

所述机器人臂具有：第一臂，连接于所述基台，并绕第一轴旋转；第二臂，连接于所述第一臂，并绕与所述第一轴平行的第二轴旋转；以及第三臂，连接于所述第二臂，并绕与所述第一轴和所述第二轴平行的第三轴旋转或沿着所述第三轴移动，

从沿着所述第一轴的方向观察所述机器人臂，设定有通过所述第一轴和所述第二轴的直线即第一假想线时，能够切换所述第三轴位于所述第一假想线的一侧的第一状态和所述第三轴位于所述第一假想线的另一侧的第二状态，

根据所述力检测部的检测结果，进行切换所述第一状态和所述第二状态的切换动作。

附图说明

图1是表示执行本发明的示教方法的机器人系统的第一实施方式的侧视图。

图2是图1所示的机器人系统的框图。

图3是图1所示的力检测部的侧视图。

图4是图3中A-A线剖视图。

图5是用于说明相对于图1所示的机器人进行示教的样子的图，且是从铅直方向上方观察的图。

图6是用于说明相对于图1所示的机器人进行示教的样子的图，且是从铅直方向上方观察的图。

图7是用于说明相对于图1所示的机器人进行示教的样子的图，是从铅直方向上方观察的图。

图8是用于说明图2所示的控制装置的控制动作的图。

附图标记说明：

1：控制装置，2：机器人，3：螺丝用极限规，5：力检测部，7：末端执行器，11：机器人控制部，12：末端执行器控制部，13：显示控制部，14：存储部，15：受理部，20：机器人臂，21：基台，22：第一臂，23：第二臂，24：第三臂，25：驱动单元，26：驱动单元，27：u驱动单元，28：z驱动单元，29：角速度传感器，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，71：安装部，72：电机，100：机器人系统，200：控制点，220：壳体，230：壳体，241：轴，251：电机，252：减速机，253：位置传感器，261：电机，262：减速机，263：位置传感器，271：电机，272：减速机，273：位置传感器，281：电机，282：减速机，283：位置传感器，300：线缆，Fu：力，Fz：力，轴：原点，轴1：第一轴，轴2：第二轴，轴3：第三轴，V1：第一假想线，V2：第二假想线，θ：角度，θ1：角度，P1：位置，P2：位置。

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是表示执行本发明的示教方法的机器人系统的第一实施方式的侧视图。图2是图1所示的机器人系统的框图。图3是图1所示的力检测部的侧视图。图4是图3中A-A线剖视图。图5至图7是用于说明对于图1所示的机器人进行示教的样子的图，且是从铅直方向上方观察的图。图8是用于说明图2所示的控制装置的控制动作的图。

另外，在图1、图3至图7中，为了方便说明，图示出x轴、y轴及z轴作为互相正交的3轴。另外，下面也将与x轴平行的方向称为“x轴方向”，将与y轴平行的方向称为“y轴方向”，将与z轴平行的方向称为“z轴方向”。另外，下面将图示的各箭头的前端侧称为“+(正)”，将基端侧称为“-(负)”，将与+x轴方向平行的方向称为“+x轴方向”，将与-x轴方向平行的方向称为“-x轴方向”，将与+y轴方向平行的方向称为“+y轴方向”，将与-y轴方向平行的方向称为“-y轴方向”，将与+z轴方向平行的方向称为“+z轴方向”，将与-z轴方向平行的方向称为“-z轴方向”。另外，也将z轴和与z轴平行的轴的绕轴的方向称为“u轴方向”。

另外，下面为了方便说明，将图1中的+z轴方向即上侧称为“上”或“上方”，将-z轴方向即下侧称为“下”或“下方”。另外，对于机器人臂20，将图1中的基台21一侧称为“基端”，将其相反一侧即末端执行器7侧称为“前端”。另外，将图1中的z轴方向即上下方向称为“铅直方向”，将x轴方向及y轴方向即左右方向称为“水平方向”。

图1和图2所示的机器人系统100例如是在电子部件和电子设备等工件的保持、搬运、组装及检查等工作中使用的装置。机器人系统100具备控制装置1、机器人2和末端执行器7。另外，机器人系统100具备显示装置41、输入装置42等。

控制装置1配置在与机器人2不同的位置即机器人2的外侧。另外，在图示的构成中，机器人2与控制装置1通过线缆300电连接(下面，也简称为“连接”)，但不限定于此，也可以省略线缆300而通过无线方式进行通信。即，机器人2与控制装置1可以通过有线通信连接，还可以通过无线通信连接。另外，控制装置1也可以内置于机器人2所具有的基台21。

机器人2在图示的构成中为水平多关节机器人，即SCARA机器人。如图1所示，机器人2具备基台21、第一臂22、第二臂23、作为工作头的第三臂24和力检测部5。由第一臂22、第二臂23及第三臂24构成机器人臂20。

另外，机器人2具备：作为第一驱动部的驱动单元25，使第一臂22相对于基台21旋转；作为第二驱动部的驱动单元26，使第二臂23相对于第一臂22旋转；u驱动单元27，使第三臂24的轴241相对于第二臂23旋转；z驱动单元28，使轴241相对于第二臂23在z轴方向上移动；以及角速度传感器29。

另外，在基台21设定有机器人坐标系的原点。在本实施方式中，从后述的第一轴O1方向观察，机器人坐标系的原点轴设定于与第一轴O1重叠的位置。

如图1及图2所示，驱动单元25内置于第一臂22的壳体220内，具有：电机251，产生驱动力；减速机252，使电机251的驱动力减速；以及位置传感器253，检测电机251或减速机252的旋转轴的旋转角度。

驱动单元26内置于第二臂23的壳体230，具有：电机261产生驱动力；减速机262，使电机261的驱动力减速；以及位置传感器263，检测电机261或减速机262的旋转轴的旋转角度。

u驱动单元27内置于第二臂23的壳体230，具有：电机271，产生驱动力；减速机272，使电机271的驱动力减速；以及位置传感器273，检测电机271或减速机272的旋转轴的旋转角度。

z驱动单元28内置于第二臂23的壳体230，具有：电机281，产生驱动力；减速机282，使电机281的驱动力减速；以及位置传感器283，检测电机281或减速机282的旋转轴的旋转角度。

作为电机251、电机261、电机271及电机281，例如能够使用AC伺服电机、DC伺服电机等伺服电机。

另外，作为减速机252、减速机262、减速机272及减速机282，例如能够使用行星齿轮型的减速机、波动齿轮装置等。另外，位置传感器253、位置传感器263、位置传感器273及位置传感器283例如能够设为角度传感器。

驱动单元25、驱动单元26、u驱动单元27及z驱动单元28分别连接于对应的、未图示的电机驱动器，经由电机驱动器而由控制装置1的机器人控制部11来控制。

另外，如图1所示，角速度传感器29内置于第二臂23。因此，能够检测第二臂23的角速度。控制装置1基于该检测出的角速度的信息进行机器人2的控制。

基台21通过螺栓等固定于例如未图示的地面。在基台21的上端部连结有第一臂22。第一臂22能够相对于基台21绕沿着铅直方向的第一轴O1旋转。在使第一臂22旋转的驱动单元25进行驱动时，第一臂22相对于基台21绕第一轴O1在水平面内旋转。另外，通过位置传感器253，能够检测第一臂22的相对于基台21的旋转量。

另外，在第一臂22的前端部连结有第二臂23。第二臂23能够相对于第一臂22绕沿着铅直方向的第二轴O2旋转。第一轴O1的轴方向于第二轴O2的轴方向相同。即，第二轴O2与第一轴O1平行。在使第二臂2旋转的驱动单元26进行驱动时，第二臂23相对于第一臂22绕第二轴O2在水平面内旋转。另外，通过位置传感器263，能够检测第二臂23的相对于第一臂22的驱动量，具体说是旋转量。

另外，在第二臂23的前端部设置并支承有第三臂24。第三臂24具有轴241。轴241能够相对于第二臂23绕沿着铅直方向的第三轴O3旋转，且能够沿着第三轴O3移动。该轴241是机器人臂20的最前端的臂。

在使轴241旋转的u驱动单元27进行驱动时，轴241绕z轴旋转。另外，通过位置传感器273，能够检测轴241的相对于第二臂23的旋转量。

另外，在使轴241在z轴方向上移动的z驱动单元28驱动时，轴241在上下方向上即z轴方向上移动。另外，通过位置传感器283，能够轴241的相对于第二臂23的z轴方向的移动量。

这样，机器人臂20具有：第一臂22；第二臂23，被连接与第一臂22的与基台21相反侧，绕与第一轴O1平行的第二轴O2转动；以及第三臂24，被支承于第二臂23，在与第二轴O2不同的位置且沿着与第二轴O2平行的第三轴O3的轴方向移动。通过第一臂22及第二臂23，能够充分确保xy平面上的可动范围，并且通过第三臂24，在z轴方向上也能够动作。

另外，在机器人2中，将轴241的前端设为控制点200，并设定将该控制点200设为原点的前端坐标系。该前端坐标系与前述的机器人坐标系完成校准，为能够计算根据从在机器人坐标系的坐标求出在前端坐标系的坐标的状态。

此外，控制点200也可以设定在末端执行器7的前端。

另外，在轴241的前端部，可拆装地连结有各种末端执行器。作为末端执行器，没有特别限定，例如可列举：把持被搬运物的执行器、对被加工物进行加工的执行器、在检查时使用的执行器等。在本实施方式中，末端执行器7被可拆装地连结。对于末端执行器7，在后面进行记述。

此外，末端执行器7在本实施方式中未成为机器人2的构成要素，但末端执行器7的一部分或全部也可以成为机器人2的构成要素。另外，末端执行器7在本实施方式中未成为机器人臂20的构成要素，但末端执行器7的一部分或全部也可以成为机器人臂20的构成要素。

如图1所示，末端执行器7具有：安装部71，安装于轴241；电机72，设置于安装部71；以及螺丝用极限规3，可拆装地、同心地安装于电机72的旋转轴。该末端执行器7被可拆装地连结在轴241的前端部。

另外，作为电机72，没有特别限定，例如能够使用AC伺服电机、DC伺服电机等伺服电机、步进电机等。

另外，末端执行器7具有检测电机72的旋转轴的旋转角度的未图示的角度传感器，利用该角度传感器，能够检测电机72的旋转轴的旋转角度。

在该末端执行器7中，相比于在电机72的旋转轴和螺丝用极限规3之间存在齿轮、螺栓等动力传递机构的情况，能够抑制反冲(backlash)引起的旋转精度的下降。

另外，在本实施方式中，末端执行器7相对于机器人臂20能够拆装，但并不限定于此，例如，末端执行器7也可以形成为不能从机器人臂20脱离。

接下来，对力检测部5进行说明。

如图1及图3所示，力检测部5检测向机器人2施加的力即向机器人臂20及基台21施加的力。力检测部5设置于基台21的下方即-z轴一侧，并从下方支承基台21。

另外，如图3所示，力检测部5具有第一板51、第二板52、筒状部53、多个元件54，其中，筒状部53配置在第一板51与第二板52之间，元件54在本实施方式中为四个，力检测部5是外形形状呈圆柱状的构件。另外，四个元件54被夹持在第一板51与第二板52之间。另外，元件54的数量并不限定于此，也可以是三个以下或五个以上。

第一板51及第二板52呈圆板状，从+z轴一侧起按照该顺序分离配置。此外，第一板51及第二板52的俯视的形状并不限定于圆形，可以是任意的形状。

筒状部53在本实施方式中呈圆筒状，具有保护元件54的功能。

各元件54以呈圆形的方式等间隔地配置。由此，施加于各元件54的力变得尽可能均匀，能够正确地检测力。

各元件54能够使用例如由水晶等压电体构成、在受到外力时输出电荷的元件。另外，控制装置1能够根据该电荷量转换为末端执行器7受到的外力。另外，在是这样的压电体时，能够根据设置的朝向，而调整在受到外力时能够使电荷产生的朝向。

在本实施方式中，各元件54如图4所示，能够检测铅直方向的分量的力Fz和绕z轴即u轴方向的力Fu。即，力检测部5检测第三轴O3的轴方向的力Fz。由此，能够更正确地进行使轴241沿着z轴方向移动的工作。

这样的机器人2经由线缆300连接有控制装置1。

如图2所示，控制装置1具备执行本发明的示教方法的机器人控制部11、末端执行器控制部12、显示控制部13、存储部14和受理部15，分别控制机器人2、末端执行器7的电机72及显示装置41等机器人系统100的各部的驱动。

接下来，对控制装置1进行说明。

如图1所示，控制装置1具有控制机器人2的驱动的功能，相对于机器人2以能够通信的方式连接。此外，机器人2与控制装置1的通信分别可以为有线连接，也可以为无线连接。另外，在图示的构成中，控制装置1被配置于与机器人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1包括：机器人控制部11、末端执行器控制部12、显示控制部13、具备存储器等的存储部14和具备外部接口(I/F)的受理部15。控制装置1的各构成要素经由各种总线能够相互通信地连接。

机器人控制部11控制机器人2的驱动即机器人臂20等的驱动。机器人控制部11为安装有OS等程序的计算机。该机器人控制部11具有例如作为处理器的CPU、RAM和存储有程序的ROM。另外，机器人控制部11的功能例如能够通过由CPU执行各种程序而实现。

另外，机器人控制部11能够基于力检测部5的各元件54检测到的力的大小和方向、以及机器人坐标系的原点和控制点的位置关系，推定向机器人臂20施加力的位置及力的大小。在该推定时使用的校正线、运算式存储于存储部14。

末端执行器控制部12对电机72的驱动进行控制。末端执行器控制部12是安装有OS等程序的计算机。该末端执行器控制部12例如具有作为处理器的CPU、RAM和存储有程序的ROM。另外，末端执行器控制部12的功能例如能够通过由CPU执行各种程序而实现。

显示控制部13具有使窗口等各种画面、文字等显示于显示装置41的功能。即，显示控制部13对显示装置41的驱动进行控制。该显示控制部13的功能例如能够通过GPU等实现。

在存储部14存储有：能够由机器人控制部11、末端执行器控制部12及显示控制部13执行的各种程序，以及在控制动作中使用的基准数据、阈值、校正线等。此外，在各种程序中，包含用于执行本发明的示教方法的程序。另外，在存储部14中，能够存储由受理部15受理的各种数据。存储部14例如构成为包括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。此外，存储部14并不限定于非拆装式，也可以是构成为具有拆装式的外部存储装置。另外，存储部14也可以经由LAN(Local Area Network：局域网)等网络而设置于其它场所。

受理部15具备外部接口(I/F)，为了机器人2、显示装置41及输入装置42等的各连接而使用。该受理部15作为接收即获取来自输入装置42的示教信号的获取部而发挥功能。在这里，“示教信号”是在操作输入装置42时从输入装置42发送的信号，即定时信号。示教者在任意的定时操作输入装置42，受理部15获取来自输入装置42的信号时的机器人臂20的位置和姿势作为示教信息而存储于存储部14，由此进行示教。

此外，“机器人臂20的位置和姿势”中的“位置”是指机器人臂20的控制点200的机器人坐标系中的坐标，“姿势”是指第一臂22及第二臂23的姿势。能够基于来自位置传感器253及位置传感器263的输出结果，来识别第一臂22及第二臂23的姿势。另外，能够从第一臂22及第二臂23的姿势来确定机器人臂20的控制点200的机器人坐标系中的坐标。在存储部14存储有表示它们的关系性的校正线。

在受理部15获取示教信号时，机器人控制部11基于位置传感器253及位置传感器263的检测结果和校正线，确定此时的控制点的位置，并将该位置即坐标设为示教点。该示教点的信息存储于存储部14，用于由机器人2进行的工作。

此外，在控制装置1中，除了前述的构成之外，另外还可以附加有其他的构成。并且，保存于存储部14的各种程序、数据等可以预先存储于存储部14，也可以保存于例如CD-ROM等记录介质而从该记录介质来提供，也可以经由网络等来提供。

显示装置41例如具备由液晶显示器、EL显示器等构成的未图示的监视器，具有显示例如包括窗口等各种画面等的各种图像、文字等的功能。

输入装置42例如由鼠标、键盘、便携终端、示教板等构成。因此，用户能够通过操作输入装置42而对控制装置1进行各种处理等的指示。另外，输入装置42具有后面描述那样的示教按钮、切换按钮、示教开始按钮及示教结束按钮等。

此外，在本实施方式中，也可以设置兼具显示装置41及输入装置42的显示输入装置来代替显示装置41及输入装置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。另外，输入装置42也可以为识别声音等的构成。

另外，显示装置41及输入装置42中至少一方也可以设置于机器人2，例如第二臂23。

上面，对机器人系统100的构成进行了说明。

接下来，说明在机器人臂20进行工作之前，将机器人臂20的位置和姿势存储于存储部14的教学即示教。需要指出，本发明的示教方法的方式为操作者实际按压或者拉动机器人臂20而进行示教的直接示教，即直接教学。

例如，如图5所示，在机器人臂20进行从实线所示的位置和姿势移动为双点划线所示的位置和姿势那样工作时，即在进行控制点200从位置P1移动到位置P2那样工作时，操作者使机器人臂20实际地移动，并将其路径存储于存储部14。

具体地说，例如当操作者按压第二臂23的规定部位时，向力检测部5间接地施加力。基于该力，机器人控制部11推定施加于第二臂23的力的大小及方向。然后，基于该推定结果，机器人控制部11对驱动单元25及驱动单元26进行驱动，机器人臂20向操作者欲使机器人臂20移动的方向移动、位移，改变机器人臂20的位置和姿势。

一边进行这样的动作直到控制点200从位置P1移动到位置P2，一边在规定的定时将位置姿势依次存储于存储部14。由此，能够存储机器人臂20从实线所示的位置和姿势向双点划线所示的位置和姿势移动、位移的过程。

在这里，如图5～图7所示，机器人臂20除了后述的切换动作以外，基本上以关节弯折的状态进行工作。另外，在进行示教的工序中，也除了后述的切换动作以外，机器人臂20基本上以弯折的状态位移。此外，在后述的切换动作时，第一假想线V1及第二假想线V2短暂地位于一条直线上，但除此以外，机器人臂20为弯折的状态。

所谓弯折的状态，是指第一臂22与第二臂23不位于一条直线上的状态。即，是指在沿着第一轴O1的方向即在从铅直上方观察机器人2的俯视下，在设定有通过第一轴O1及第二轴O2的直线即第一假想线V1，并设定有通过第二轴O2及第三轴O3的直线即第二假想线V2时，第一假想线V1和第二假想线V2不位于一条直线上的状态。换而言之，是指在从铅直上方观察的俯视下，第三轴O3与第一假想线V1不重叠的状态。

另外，在机器人臂20弯折的状态中，具有如下的两个形态。

(i)在从铅直上方观察的俯视下，第三轴O3位于第一假想线V1的一侧。在本实施方式中，将一侧作为图5～图7中左侧进行说明。

(ii)在从铅直上方观察的俯视下，第三轴O3位于第一假想线V1的另一侧。在本实施方式中，将另一侧作为图5～图7中右侧进行说明。

下面，将上述(i)的状态称为第一状态，将上述(ii)的状态称为第二状态。此外，第一状态也称为右臂系，第二状态也称为左臂系。

那么，在对机器人2进行示教时，例如，在进行控制点200从位置P1移动到位置P2那样的示教时，操作者如图5所示保持第一状态进行示教，或如图6所示以在中途切换第一状态与第二状态的方式进行操作来进行示教。

在切换第一状态和第二状态的切换动作中，机器人控制部11对驱动单元26进行驱动，驱动第二臂23使其相对于第一臂22旋转。由此，能够从图7中实线所示的第一状态切换为图7中双点划线所示的第二状态。

这样，机器人2具备：作为第一驱动部的驱动单元25，使第一臂22相对于基台21旋转；以及作为第二驱动部的驱动单元26，使第二臂23相对于第一臂22旋转。另外，在切换动作中，驱动作为第二驱动部的驱动单元26。由此，在第一状态及第二状态的切换中能够减轻操作者的负担。

另外，通过在中途切换第一状态及第二状态，例如能够减小第一臂22的相对于基台21的旋转量。因此，能够减小将第一臂22的相对于基台21的旋转量与第二臂23的相对于第一臂22的旋转量合计的总的旋转量。特别是通过减小第一臂22的相对于基台21的旋转量，能够有效地抑制消耗电力。

在进行这样的切换时，以往是将操作者进行使机器人臂20活动的操作暂时停止，在期望的定时手持示教用的设备进行按压切换按钮等操作。然而，在这样的方法中，一系列的操作变得复杂，不能简单地进行切换动作。

与此相对，在机器人系统100中，构成为根据力检测部5的检测结果来切换第一状态及第二状态，即从现状的状态切换为另一状态。在本实施方式中，构成为将操作者进行向从基台21远离的方向拉动机器人臂20的操作作为触发而进行切换动作。由此，省略以往那样的手持示教用的设备按压切换按钮等操作，操作者能够通过一系列的流程进行使机器人臂20活动的动作和切换指示的操作。由此，能够容易地进行状态的切换。

具体地说，在力检测部5检测到的从第一轴O1朝向第三轴O3的方向即本实施方式中从原点轴朝向第三轴O3的力分量超过了阈值时，机器人2进行切换动作。需要指出，该阈值是预先存储于存储部14的设定值。这样，构成为设置阈值并在超过了阈值的情况下视为具有切换指示，因此例如能够区分要使弯折着的机器人臂20伸展的拉动操作和切换指示。由此，能够正确地进行切换动作。

另外，机器人控制部11在接受到切换指示时，在第一假想线V1与第二假想线V2所成的角度θ小于规定值时，允许切换动作，在角度θ为规定值以上时，禁止切换动作。由此，例如能够区分欲使弯折着的机器人臂20伸展的拉动的操作和切换指示。由此，能够正确地进行切换动作。

接下来，基于图8所示的流程图来说明机器人控制部11的控制动作即本发明的示教方法。需要指出，在下面的说明中，步骤S100～步骤S700是操作者进行的工序，步骤S1～步骤S20是机器人控制部11进行的工序。

首先，在步骤S100中，操作者按压输入装置42的示教开始按钮而开始示教模式。响应于此，机器人2转移到示教模式(步骤S1)。

然后，在步骤S2中，消除存储部14的存储区域中的前一次的示教信息。此外，本步骤也可以省略。即，也可以构成为预先存储有在过去的示教工序中存储的信息。

接下来，在步骤S3中，检测、确定并存储第一状态及第二状态中的当前的状态。在本步骤中，能够基于来自位置传感器253及位置传感器263的输出结果，识别第一臂22及第二臂23的姿势，确定是第一状态及第二状态中的哪一个。

这样的步骤S3是在执行后面的示教工序之前进行的存储工序。通过执行该存储工序，能够更正确地把握现状的状态。

在该时间点，能够受理来自操作者的示教的操作，接下来，转移到示教工序。步骤S5以后为示教工序。

接下来，在步骤S200中，操作者向机器人臂20施加力。在机器人系统100中，从力检测部5的检测结果算出向机器人臂20施加的力的大小、方向。需要指出，下面，为操作者向第二臂23施加力。

接下来，在步骤S4中，从力检测部5的检测结果，推定施加于机器人臂的外力的大小、方向。接下来，在步骤S5中，如下那样判断在步骤S4中算出的力的大小、方向。

情形1：检测出的力的大小小于第一阈值Fa。在该情况下，判断为来自操作者的力不充分，返回到步骤S4，再次推定力的大小、方向。

情形2：检测出的力在规定时间内为0。在该情况下，操作者在步骤S300中按压示教按钮，转移到步骤S17。

情形3：检测出的力的大小为第一阈值Fa以上。在该情况下，判断操作者向机器人臂20施加了力，转移到步骤S6。

接下来，在步骤S6中，比较在当前时间点的机器人臂的弯折的程度即第一假想线V1和第二假想线V2所成的角度θ与预先设定的阈值即规定角度θa，如下那样判断。

情形1：角度θ为规定角度θa以上。在该情况下，转移到步骤S9，根据施加外力的大小、方向，改变机器人臂20的位置和姿势，改变控制点200的位置。即，向机器人2发布机器人2的指尖位置沿着外力的方向移动那样的命令。此外，伴随着步骤S9中的机器人臂20的位移、移动，优选例如以规定时间间隔存储机器人臂20的位置和姿势。在该情况下，优选将设定于第三臂24的控制点200的位置与处于第一状态及所述第二状态中的哪一状态的信息相关联并存储。由此，能够正确地存储位置和姿势。

情形2：角度θ小于规定角度θa。在该情况下，转移到步骤S7。

在步骤S7中，算出从铅直上方观察时，连结机器人2的原点轴和第三轴O3的直线与外力的方向所成的角度θ1。

接下来，在步骤S8中，比较在步骤S7中算出的角度与预先设定的阈值即规定角度θb，如下那样判断。

情形1：在步骤S7中算出的角度为规定角度θb以上。在该情况下，判断为是通常的示教中的操作，转移到前述的步骤S9。

情形2：在步骤S7中算出的角度小于规定角度θb。在该情况下，判断为是拉动操作，转移到步骤S10。

在步骤S10中，对在步骤S4中检测出的力的大小与第二阈值Fb进行比较，如下那样判断。

情形1：检测出的力的大小小于第二阈值Fb。在该情况下，转移到步骤S12。在步骤S12中，向驱动单元25及驱动单元26发布消除外力而将机器人臂20的动作固定那样的指令。然后，再次返回到步骤S4。

情形2：检测出的力的大小为第二阈值Fb以上。在该情况下，转移到步骤S11。

在步骤S11中，向驱动单元26发布如下指令：将第一臂22设为当前的位置和姿势，且使第二臂23相对于第一臂22旋转，使得第一假想线V1及第二假想线V2位于一条直线。

接下来，在步骤S13中，调转并更新存储于存储部14的状态的信息。即，从第一状态及第二状态中的在步骤S3中存储着的状态的信息更新为另一种的状态的信息进行存储。

接下来，在步骤S14中，向驱动单元25及驱动单元26发布如下指令：将第一臂22设为当前的位置和姿势，且将第一假想线V1及第二假想线V2在位于一条直线的状态下固定。

接下来，在步骤S15中，比较在当前时间点的检测出的力的大小与第二阈值Fb，如下那样进行判断。

情形1：检测出的力的大小为第二阈值Fb以上。在该情况下，再次返回到步骤S14。

情形2：检测出的力的大小小于第二阈值Fb。在该情况下，判断为操作者进行的拉动操作结束，转移到步骤S16。

在步骤S16中，使第二臂23从第一假想线V1及第二假想线V2位于一条直线的状态进一步向与在步骤S14中旋转的方向相同的方向旋转。该旋转角度为例如2°以上20°以下左右。在该步骤S16中，完成第一状态及第二状态的切换动作。

然后，返回到步骤S4，按顺序重复进行后面的步骤。

另外，在步骤S300中，操作者按压示教按钮时，在机器人系统100中，转移到步骤S17。在步骤S17中，存储在当前时间点的位置和姿势。

接下来，操作者在步骤S400中，判断是否结束示教模式，在步骤S500中，按压示教模式结束按钮。响应于此，机器人系统100在步骤S18中，结束示教模式。

接下来，操作者在步骤S600中，按压设置于控制装置1的未图示的工作开始按钮。响应于此，机器人系统100在骤S19中，基于存储于存储部14的程序及示教信息来执行工作。

然后，操作者在步骤S700中，在按压工作停止按钮时，机器人系统100在步骤S20中，停止工作。

如以上说明那样，本发明的示教方法是对机器人示教机器人臂20的位置和姿势的示教方法，所述机器人具备：基台21、机器人臂20以及检测向机器人臂20施加的力的力检测部5，所述机器人臂20具有：第一臂22，连接于基台21，绕第一轴O1旋转；第二臂23，连接于第一臂22，并绕与第一轴O1平行的第二轴O2旋转；以及第三臂24，连接于第二臂23，并绕与第一轴O1及第二轴O2平行的第三轴O3旋转或沿着第三轴O3移动；在从沿着第一轴O1的方向观察机器人臂20，设定有通过第一轴O1及第二轴O2的直线即第一假想线V1时，能够切换第三轴O3位于第一假想线V1的一侧的第一状态和第三轴O3位于第一假想线V1的另一侧的第二状态。并且，根据力检测部5的检测结果，进行切换第一状态及第二状态的切换动作。由此，能够省略以往那样的手持示教用的设备并按压切换按钮等操作，操作者能够以一系列的流程进行使机器人臂20活动的动作和切换指示的操作。由此，能够使切换动作容易进行。

另外，从沿着第一轴O1的方向观察，连结第一轴O1和第三轴O3的直线与力检测部5检测出的力的方向所成的角度θ1小于规定角度且力检测部5检测出的力的大小小于阈值时，进行切换动作。这样，构成为对检测出的力的大小、方向设置阈值并在超过了阈值时视为具有切换指示，因此例如能够区分要使弯折着的机器人臂20伸展的拉动的操作和切换指示。由此，能够正确地进行切换动作。

另外，从沿着第一轴O1的方向观察，设定有通过第二轴O2和第三轴O3的直线即第二假想线V2时，在示教工序中，第一假想线V1与第二假想线V2所成的角度θ小于规定值时，允许切换动作。由此，例如能够区分欲使弯折的机器人臂20伸展的拉动的操作和切换指示。由此，能够正确地进行切换动作。

变形例

在本变形例的示教工序中，在进行切换动作时，存储开始切换动作时的机器人臂的位置和姿势以及切换动作完成时的机器人臂20的位置和姿势。由此，能够示教在哪个位置进行切换动作、使第二臂23旋转怎样的程度。由此，能够进一步提高工作中的示教的再现性。

上面，基于图示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，各工序的构成能够替换为具有相同功能的任意工序。另外，也可以附加其他任意工序。

另外，在所述实施方式中，构成为操作者进行拉动操作成为切换动作的触发，但在本发明中并不限定于此，例如，也可以构成为将操作者施加规定形态的振动来作为触发。

另外，在所述实施方式中，机器人臂的旋转轴的数量为三个，但在本发明中，并不限定于此，机器人臂的旋转轴的数量例如也可以为四个以上。即，在所述实施方式中臂的数量为三个，但在本发明中，并不限定于此，臂的数量也可以为四个以上。

Claims (7)

1.一种示教方法，其特征在于，所述示教方法是对机器人示教机器人臂的位置和姿势的示教方法，所述机器人具备：基台、所述机器人臂以及检测对所述机器人臂施加的力的力检测部，

所述机器人臂具有：第一臂，连接于所述基台，并绕第一轴旋转；第二臂，连接于所述第一臂，并绕与所述第一轴平行的第二轴旋转；以及第三臂，连接于所述第二臂，并绕与所述第一轴和所述第二轴平行的第三轴旋转或沿着所述第三轴移动，所述第三臂具有轴，所述轴的远端被限定为控制点，

从沿着所述第一轴的方向观察所述机器人臂，设定有通过所述第一轴和所述第二轴的直线即第一假想线时，所述机器人能够切换所述第三轴位于所述第一假想线的一侧的第一状态和所述第三轴位于所述第一假想线的另一侧的第二状态，

根据所述力检测部的检测结果，进行切换所述第一状态和所述第二状态的切换动作，

在所述示教中，第二假想线被设置为穿过第二轴和第三轴的直线时，当由所述第一假想线和第二假想线形成的角度小于预定值时，当从沿着第一轴的方向观察时，允许切换操作，并且当由第一假想线和第二假想线形成的角度等于或大于预定值时，根据所施加的力的大小和方向，机器人臂的位置和姿态改变，并且因此控制点的位置改变。

2.根据权利要求1所述的示教方法，其中，

从沿着所述第一轴的方向观察，连结所述第一轴和所述第三轴的直线与所述力检测部检测出的力的方向所成的角度小于规定角度，且所述力检测部检测出的力的大小小于阈值时，进行所述切换动作。

3.根据权利要求1或2所述的示教方法，其中，

所述机器人具备：第一驱动部，使所述第一臂相对于所述基台进行旋转；以及第二驱动部，使所述第二臂相对于所述第一臂进行旋转，

在所述切换动作中，驱动所述第二驱动部。

4.根据权利要求1或2所述的示教方法，其中，

在进行所述切换动作时，存储开始所述切换动作时的所述机器人臂的位置和姿势以及所述切换动作完成时的所述机器人臂的位置和姿势。

5.根据权利要求1或2所述的示教方法，其中，

将设定在所述第三臂的控制点的位置与处于所述第一状态和所述第二状态中的哪一状态的信息相关联并进行存储。

6.根据权利要求3所述的示教方法，其中，

将设定在所述第三臂的控制点的位置与处于所述第一状态和所述第二状态中的哪一状态的信息相关联并进行存储。

7.根据权利要求4所述的示教方法，其中，

将设定在所述第三臂的控制点的位置与处于所述第一状态和所述第二状态中的哪一状态的信息相关联并进行存储。

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