CN112659157A - 控制系统、控制装置以及机器人 - Google Patents

控制系统、控制装置以及机器人 Download PDF

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CN112659157A CN202011086330.9A CN202011086330A CN112659157A CN 112659157 A CN112659157 A CN 112659157A CN 202011086330 A CN202011086330 A CN 202011086330A CN 112659157 A CN112659157 A CN 112659157A
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Abstract

本发明提供控制系统、控制装置以及机器人。控制系统包含控制装置和机器人，控制装置具备操作部，其对机器人示教位置；变更姿势指示部，其在机器人移动时通过奇点或奇点附近时，指示变更姿势；奇点通过动作请求部，其向机器人指示变更姿势以通过异点或奇点附近；机器人驱动信息请求部，其取得机器人驱动信息及机器人用G代码生成部，其根据机器人驱动信息将机器人的G代码插入程序中，机器人具备驱动控制部，其驱动机器人；奇点判定部(213)，其判定奇点或奇点附近的通过；奇点通过模式生成部，其基于变更后的姿势生成通过奇点或奇点附近的动作计划，并驱动机器人及机器人驱动信息输出部，其向控制装置发送机器人驱动信息。

Description

控制系统、控制装置以及机器人
技术领域
本发明涉及控制系统、控制装置以及机器人。
背景技术
在使用机床的加工中，为了自动化，机器人被用于工件的装卸作业等。此时，需要向机器人示教预定的作业动作。然而，使用机器人的示教操作盘进行机器人的示教操作，但机床的用户不习惯操作机器人的示教操作盘，有时难以自行进行。
例如，公开了能够在机床的控制部操作机器人的机器人和机床的结合系统。例如，参照专利文献1。
专利文献
专利文献1：日本特开2001-154717号公报
发明内容
但是，在机器人的示教操作中，进行按下用于指定配置在示教操作盘上的机器人动作方向的键而使机器人移动到希望的位置的操作，即所谓的点动操作。该点动操作的操作方法有正交点动操作和各轴点动操作。正交点动操作是基于固定在机器人上的正交坐标系的X轴、Y轴及Z轴的方向将想要移动的位置示教给机器人的操作。在这种情况下，机器人为了使机器人的机械手指尖移动到所示教的位置，除了X轴、Y轴和Z轴方向的平移运动之外，还进行使机器人的机械手指尖围绕各个轴旋转的变更姿势动作。另一方面，各轴点动操作是对机器人的每个关节轴在围绕轴的方向移动机器人，由此将想要移动的位置示教给机器人的操作。正交点动操作是基于人们容易理解的正交坐标系的操作，因此用户大多通过正交点动操作进行机器人的示教操作。
并且，当通过正交点动操作指定机器人的机械手指尖的移动方向来生成目标位置时，根据目标位置，基于逆运动学计算来计算各关节轴的旋转角度。各关节轴被控制成基于计算出的旋转角度将机器人的机械手指尖移动到目标位置。然而，如果没有得到针对目标位置的逆运动学计算的解，则机器人的控制变得困难。例如，在成为两个以上关节轴的旋转轴排列在一条直线上的机器人姿势的目标位置，由于不能唯一地确定这些关节轴的旋转角度，所以被称为“奇点(singularity)”，不能使机器人移动到这样的奇点。特别是在机器人侵入机床内进行工件的安装/拆卸动作时，大多需要通过奇点的动作。此时，无法通过正交点动操作来操作机器人，需要在通过并跨过奇点时切换到不需要逆运动学计算的各轴点动操作。
然而，不习惯于机器人的机床的用户很难掌握奇点来使机器人动作。
因此，希望在不用意识到奇点就容易地生成机器人的动作程序。
(1)本公开的控制系统的一个方式是包含能够进行机器人的位置示教的控制装置和根据上述位置示教进行动作的机器人的控制系统，上述控制装置具备：操作部，其基于用户的操作对上述机器人示教位置；变更姿势指示部，其在从上述机器人接收到在上述机器人移动到所示教的上述位置时通过奇点或奇点附近的通知的情况下，指示上述机器人变更姿势；奇点通过动作请求部，其向上述机器人发送上述变更姿势的指示，使得以由上述变更姿势指示部指示的姿势通过上述奇点或奇点附近；机器人驱动信息请求部，其对上述机器人请求表示通过上述奇点或奇点附近时的上述机器人的驱动状况的机器人驱动信息，取得上述机器人驱动信息；以及机器人用G代码生成部，其基于由上述机器人驱动信息请求部取得的上述机器人驱动信息来生成与上述机器人的动作对应的G代码，并将所生成的上述G代码插入程序中，上述机器人具备：驱动控制部，其驱动上述机器人；奇点判定部，其判定向由上述控制装置示教的上述位置移动时是否通过上述奇点或奇点附近，在通过上述奇点或奇点附近的情况下，向上述控制装置发送通过上述奇点或奇点附近的通知；奇点通过模式生成部，其在从上述控制装置接收到上述机器人的变更姿势的指示的情况下，生成动作计划使得基于变更后的姿势通过上述奇点或奇点附近，基于所生成的上述动作计划使上述驱动控制部驱动上述机器人；以及机器人驱动信息输出部，其在从上述控制装置接收到上述机器人驱动信息的请求的情况下，向上述控制装置发送上述机器人驱动信息。
(2)本公开的控制装置的一个方式，具备：操作部，其基于用户的操作对控制对象的机器人示教位置；变更姿势指示部，其在从上述机器人接收到在上述机器人移动到所示教的上述位置时通过奇点或奇点附近的通知的情况下，指示上述机器人变更姿势；奇点通过动作请求部，其将上述变更姿势的指示发送给上述机器人，使得以由上述变更姿势指示部指示的姿势通过上述奇点或奇点附近；机器人驱动信息请求部，其向上述机器人请求表示通过上述奇点或奇点附近时的上述机器人的驱动状况的机器人驱动信息，取得上述机器人驱动信息；以及机器人用G代码生成部，其基于由上述机器人驱动信息请求部取得的上述机器人驱动信息来生成与上述机器人对应的G代码，并将所生成的上述G代码插入程序中。
(3)本公开的机器人的一个方式是按照能够进行机器人的位置示教的控制装置的上述位置示教进行动作的机器人，具备：驱动控制部，其驱动上述机器人；奇点判定部，其判定向由上述控制装置示教的位置移动时是否通过奇点或奇点附近，并且在通过上述奇点或奇点附近的情况下，将通过上述奇点或奇点附近的通知发送到上述控制装置；奇点通过模式生成部，其在从上述控制装置接收到上述机器人的变更姿势的指示的情况下，生成动作计划使得以变更后的姿势通过上述奇点或奇点附近，基于所生成的上述动作计划使上述驱动控制部驱动上述机器人；以及机器人驱动信息输出部，其在从上述控制装置接收到表示通过上述奇点或奇点附近时的上述机器人的驱动状况的机器人驱动信息的请求的情况下，将上述机器人驱动信息发送到上述控制装置。
根据一个方式，能够无需意识奇点而容易地生成机器人的动作程序。
附图说明
图1是表示一个实施方式的控制系统的功能结构例的功能框图。
图2表示插入了由机器人用G代码生成部生成的与机器人动作对应的G代码后的程序的一例。
图3表示机器人位置示教画面的一例。
图4表示机器人的一例。
图5是说明控制系统的示教处理的流程图。
图6是说明控制系统的示教处理的流程图。
附图标记的说明
1：控制系统、100：控制装置、110：手柄操作部、124：变更姿势指示部、125：奇点通过动作请求部、129：机器人驱动信息请求部、130：机器人用代码生成部、200：机器人、215：奇点通过模式生成部、219：机器人驱动信息输出部。
具体实施方式
＜实施方式一＞
首先，说明本实施方式的概略。在本实施方式中，控制系统包含控制装置和机器人。控制装置基于用户的操作对机器人示教位置，在从机器人接收到机器人移动到所示教的位置时通过奇点或奇点附近的通知的情况下，指示机器人变更姿势。控制装置请求机器人以所指示的姿势通过奇点或奇点附近。控制装置取得表示通过奇点或奇点附近时的机器人的驱动状况的机器人驱动信息，基于所取得的机器人驱动信息生成与机器人对应的G代码，将所生成的G代码插入程序中。
由此，根据本实施方式，能够解决“无需意识奇点而容易地生成机器人的动作程序”的课题。
以上是本实施方式的概略。
接着，使用附图详细说明本实施方式的结构。
另外，在以下说明中，只要没有特别说明，奇点或奇点附近也被称为“奇点附近”。
图1是表示一个实施方式的控制系统1的功能结构例的功能框图。
控制系统1具有控制装置100以及机器人200。控制装置100和机器人200可以经由未图示的连接接口相互直接连接。另外，控制装置100以及机器人200也可以通过LAN(LocalArea Network局域网)或因特网等未图示的网络相互连接。在这种情况下，控制装置100和机器人200具备通过上述连接相互进行通信的未图示的通信部。
<控制装置100>
控制装置100是能够进行机器人200的位置示教的数值控制装置，根据位置示教生成机器人200的动作程序。
如图1所示，控制装置100具有手柄操作部110、控制部120以及显示部140。进而，控制部120具有插值运算部121、目标位置发送部122、奇点信息取得部123、变更姿势指示部124、奇点通过动作请求部125、机器人坐标跟踪(follow up)请求部126、坐标接收部127、跟踪执行部128、机器人驱动信息请求部129以及机器人用G代码生成部130。
手柄操作部110例如是通过X轴、Y轴以及Z轴的正交坐标系来调整后述的机器人200中包含的多个关节轴各自的位置的手柄，具有用户手动操作的手柄。手柄操作部110例如输出与旋转式的手柄转速对应的脉冲列的信号。这样，通过使用手柄操作部110，机床的用户能够用习惯的正交坐标系操作机器人200。
另外，可以针对机器人200的多个关节轴设置一个手柄操作部110，也可以对多个关节轴分别设置一个手柄操作部110，即设置多个手柄操作部110。
控制部120具有CPU、ROM、RAM、CMOS存储器等，这些被构成为可经由总线相互通信，这对本领域技术人员来说是公知的。
CPU是对控制装置100进行整体控制的处理器。CPU经由总线读出存储在ROM中的系统程序和应用程序，并根据上述系统程序和应用程序控制整个控制装置100。由此，如图1所示，控制部120构成为实现插值运算部121、目标位置发送部122、奇点信息取得部123、变更姿势指示部124、奇点通过动作请求部125、机器人坐标跟踪请求部126、坐标接收部127、跟踪执行部128、机器人驱动信息请求部129以及机器人用G代码生成部130的功能。RAM中存储临时计算数据和显示数据等各种数据。CMOS存储器由未示出的电池进行备份，作为即使控制装置100的电源断开也保持存储状态的非易失性存储器而构成。
插值运算部121根据从手柄操作部110接收到的脉冲列的信号来计算机器人200的目标位置(示教位置)。
目标位置发送部122将由内插计算部121计算出的目标位置发送给机器人200。
奇点信息取得部123在机器人200移动到由目标位置发送部122发送的目标位置时，在由后述的机器人200的奇点判定部213判定为通过奇点附近时，接收通过奇点附近的通知。
另外，奇点附近是以奇点为中心的预先设定的预定范围。
姿态变更指示部124在通过奇点信息取得部123接收到机器人200通过奇点附近的通知的情况下，将上述通知的消息显示在后述的显示部140上。然后，变更姿势指示部124在显示部140上显示为了通过上述奇点附近而用于催促机器人200变更姿势的消息。姿态变更指示部124经由控制装置100中包含的触摸面板等输入装置(未图示)，通过用户的输入操作接受机器人200的变更姿势的指示。另外，将在后面叙述消息的显示以及机器人200的变更姿势的指示内容等。
奇点通过动作请求部125向机器人200发送变更姿势的指示，使得以变更姿势指示部124所指示的姿势通过奇点附近。并且，奇点通过动作请求部125在机器人200通过了奇点附近的情况下，从机器人200接收表示已经通过奇点的完成通知。
机器人坐标跟踪请求部126在奇点通过动作请求部125接收到完成通知的情况下，对机器人200发送跟踪请求。之后，机器人坐标跟踪请求部126从机器人200接收表示设置在机器人200上的与坐标系相关的坐标信息已发送完成的完成通知。
坐标接收部127从机器人200接收上述坐标信息。
当机器人坐标跟踪请求部126接收到完成通知时，跟踪执行部128基于由坐标接收部127接收到的坐标信息来更新机器人200的坐标值。
机器人驱动信息请求部129向机器人200请求表示通过奇点附近时的机器人200的驱动状况的机器人驱动信息，从机器人200取得机器人驱动信息。
机器人驱动信息包含表示机器人200的姿势的形态、与机器人200的手腕对应的关节轴的转速、所设定的坐标系以及表示机器人200的姿势的坐标值。
机器人用G代码生成部130基于由机器人驱动信息请求部129取得的机器人驱动信息，生成与机器人200的动作对应的G代码，将所生成的G代码插入程序中。
图2是表示插入了机器人用G代码生成部130所生成的与机器人200的动作对应的G代码的程序的一例的图。
如图2所示，第1行的“O0001”表示程序编号。
第2行的“G00”是用于定位起点的命令。通过“X100 Y100 Z100”指定移动到(X，Y，Z)＝(100，100，100)的坐标。
第3行的“G200”是用于机器人200通过奇点附近的命令。“J1 J2 J3 J4 J5J6”是在机器人200是6轴的垂直多关节机器人的情况下，设定机器人200移动到目标位置时的机器人驱动信息中的6轴的各个旋转角度的值。换言之，由机器人用G代码生成部130生成的用于通过奇点附近的G代码从第2行的正交模式变更为各轴模式。由此，即使在不能得到逆运动学计算的解的情况下，也能够使机器人200通过并跨过奇点附近。
最后的“i j k”是分别表示机器人驱动信息所表示的奇点通过后的机器人200的姿势的形态、与机器人200的手腕对应的关节轴的转速以及机器人200的机械手指尖的移动的曲率的参数。移动的曲率k例如设定了“1％”到“100％”之间的值，随着设定大的值，机器人200的机械手指尖以平滑的曲线移动。
第4行的“M99”是结束图2的程序的命令。
由此，控制装置100通过插入机器人200用的G代码，即使是不具备机器人专业知识的机床的用户也能够容易地生成机器人的动作程序。
另外，作为用于机器人200通过奇点附近的命令，设为“G200”，但不限于此，也可以分配任意的G代码。
另外，在移动到目标位置时没有通过奇点的情况下，机器人用G代码生成部130可以生成正交模式的G代码，并将所生成的G代码插入程序中。例如，机器人用G代码生成部130可以生成“G01 X100.0 Y0.0 Z200.0 A0.0 B-45.0C0.0”的正交模式的切削(直线)进给的G代码，并插入到程序中。这里，A、B、C表示围绕X轴、围绕Y轴、围绕Z轴的旋转角度。或者，机器人用G代码生成部130也可以生成“G01 J1 100.0J2 30.0J3 95.5J4 10.2J5 45.0J6 0.0”的各轴模式的切削(直线)进给的G代码。
显示部140是液晶显示器等，根据控制部120的控制显示各种信息。例如，显示部140显示机器人位置示教画面145。
图3是表示机器人位置示教画面145的一例的图。
如图3所示，机器人位置示教画面145具有用正交坐标系以及各轴坐标系显示机器人200的位置的坐标显示区域300、显示生成/编辑程序的程序编辑器的编辑器显示区域310。另外，机器人位置示教画面145具有显示被输入到程序编辑器中的G代码以及设定值等的输入显示区域320和显示变更机器人200的坐标系的坐标切换键的坐标切换键显示区域330。另外，机器人位置示教画面145具有基于用户的操作来显示用于接受机器人200的变更姿势的指示的变更姿势按键图标341-343的变更姿势显示区域340、显示用于选择通过手柄操作部110的手动操作(点动操作)的操作对象的轴的选择键的选择键显示区域350。另外，机器人位置示教画面145具有示教显示区域360，该示教显示区域360显示读取机器人200的位置(X、Y、Z)以及姿势(A、B、C)的位置示教键、移动速度的设定按钮、设置在机器人200的机械手指尖的机械手开合的设定键以及指定由程序编辑器生成/编辑的程序的行的行指定键。另外，机器人位置示教画面145具有显示多个软按键的软按键显示区域370。
另外，如上所述，变更姿势指示部124在通过奇点信息取得部123接收到机器人200通过奇点附近的通知的情况下，将“是奇点附近”等上述通知的消息与在图3的机器人位置示教画面145重叠显示在显示部140上。此时，变更姿势指示部124例如也可以将“为了通过奇点请选择机器人变更姿势”等消息与机器人位置示教画面145重叠显示在显示部140上。并且，变更姿势指示部124经由控制装置100的输入装置(未图示)，使用户选择在机器人位置示教画面145的变更姿势显示区域340中显示的变更姿势按键图标341-343中任意一个，接受机器人200的变更姿势的指示。
由此，在正交坐标系中在机器人200的位置示教中成为奇点附近时，控制装置100能够进行用户不试错而使机器人200通过并跨过奇点附近的动作，能够提高操作性，减轻用户的负担。
另外，变更姿势按键图标341是指示后述的机器人200的手腕关节轴从向上变更为向下或从向下变更为向上的图标。另外，变更姿势按键图标342是指示机器人200的肘部关节轴从向上变更为向下或从向下变更为向上的图标。另外，变更姿势按键图标343是指示机器人200的朝向从向前变更为向后或从向后变更为向前的图标。
另外，在坐标切换键显示区域330中显示将机器人200的坐标系变更为“各轴坐标系”、“世界坐标系”、“用户坐标系”、“工具坐标系1”以及“工具坐标系2”中任意一个的坐标切换键，因此机器人用G代码生成部130生成的G代码中可以预先准备变更机器人200的坐标系的代码。在这种情况下，例如“G201”可以将机器人200的坐标系指定为各轴坐标系。另外，“G202”也可以将机器人的坐标系指定为世界坐标系。另外，“G203”也可以将机器人200的坐标系指定为工具坐标系1。另外，“G204”也可以将机器人200的坐标系指定为工具坐标系2。进而，“G205”也可以将机器人200的坐标系指定为用户坐标系。
＜机器人200＞
图4是表示机器人200的一例的图。
如图4所示，机器人200例如是6轴的垂直多关节机器人，具有6个关节轴230(1)-230(6)和分别由关节轴230(1)-230(6)连接的臂部240。机器人200基于来自控制装置100的驱动指令，驱动分别配置在关节轴230(1)-230(6)上的伺服电机(未图示)，从而驱动臂部240等可动部件。另外，在机器人200的可动部件的前端部，例如关节轴230(6)的前端部例如安装握持手柄等终端执行器(end effector)250。
这里，关节轴230(1)是使机器人200的朝向旋转的关节。另外，关节轴230(3)是与机器人200的肘对应的关节。关节轴230(5)是与机器人200的手腕对应的关节。
另外，机器人200为6轴的垂直多关节机器人，但也可以是6轴以外的垂直多关节机器人，也可以是水平多关节机器人或并联机器人(parallel link robot)等。
另外，以下在不需要分别区别关节轴230(1)-230(6)的情况下，将这些统称为“关节轴230”。
此外，在图4中表示固定在空间上的X轴、Y轴以及Z轴的三维正交坐标系的世界坐标系；安装在机器人200的关节轴230(6)的前端的终端执行器250的Xt轴、Yt轴及Zt轴的三维正交坐标的工具坐标系和Xu轴、Yu轴以及Zu轴的三维正交坐标的用户坐标系。在本实施方式中，通过事先已知的校准来取得世界坐标系、工具坐标系和用户坐标系的位置的相关性。由此，上述控制装置100即使使用由世界坐标系、工具坐标系以及用户坐标系的任意一个坐标系来定义的位置，也能够控制安装有终端执行器250的机器人200的前端部的位置。
图4中所示的A、B、C表示围绕X轴、围绕Y轴、围绕Z轴的旋转角度。
如图1所示，机器人200具有控制部210。此外，控制部210具有目标位置接收部211、驱动控制部212、奇点判定部213、动力控制部214、奇点通过模式生成部215、坐标系控制部216、机器人坐标跟踪部217、坐标发送部218和机器人驱动信息输出部219。
本领域的技术人员已知控制部210具有CPU、ROM、RAM、CMOS存储器等，这些可构成为经由总线相互通信。
CPU是整体控制机器人200的处理器。CPU经由总线读取存储在ROM中的系统程序和应用程序，并根据上述系统程序和应用程序控制整个机器人200。因此，如图1所示，控制部210构成为实现目标位置接收部211、驱动控制部212、奇点判定部213、动力控制部214、奇点通过模式生成部215、坐标系控制部216、机器人坐标跟踪部217、坐标发送部218以及机器人驱动信息输出部219的功能。
目标位置接收部211接收由控制装置100的目标位置发送部122发送的目标位置。
驱动控制部212驱动机器人200的各关节轴230的伺服电动机(未图示)，使得移动到由目标位置接收部211接收到的目标位置。
奇点判定部213判定在向由控制装置100示教的目标位置移动时是否通过奇点附近，在通过奇点附近时，将表示是奇点附近的通知发送到控制装置100。
具体地，奇点判定部213例如在基于后述的动力控制部214的计算结果中包含的各关节轴230的旋转角度判定机器人200移动到目标位置移动时，机器人200是否为两个以上的关节轴230的旋转轴在一条直线上排列的姿势。并且，奇点判定部213在机器人200为两个以上的关节轴230的旋转轴排列在一条直线上的姿势的情况下，判定为通过奇点附近。奇点判定部213将表示是奇点附近的通知发送到控制装置100。
动力控制部214基于逆运动学计算根据接收到的目标位置来计算各关节轴230的旋转角度。动力控制部214将计算结果输出到奇点判定部213、奇点通过模式生成部215和机器人驱动信息输出部219。
奇点通过模式生成部215在从控制装置100接收到机器人200的变更姿势的指示的情况下，根据变更后的机器人200的姿势生成动作计划使得通过奇点附近，根据所生成的动作计划使驱动控制部212驱动机器人200。
具体地，奇点通过模式生成部215在接收到变更姿势的指示的情况下，从动力控制部214以及后述的坐标系控制部216取得包含设置在机器人200上的坐标系、表示机器人200的姿势的形式、与机器人200的手腕对应的各关节轴230(4)-230(6)的转速以及奇点的位置的信息。奇点通过模式生成部215使用所取得的信息，以基于变更后的机器人200的姿势通过奇点附近的方式，通过机器人200的插值动作以及各轴模式来生成动作计划。奇点通过模式生成部215基于所生成的动作计划使驱动控制部212驱动机器人200。奇点通过模式生成部215在通过机器人200的插值动作以及各轴模式使机器人200移动到目标位置的情况下，向控制装置100发送表示已经通过奇点的完成通知。
另外，变更后的机器人200的姿势也可以与控制装置100的用户所指示的姿势不同。例如，即使在用户按下机器人位置示教画面145的变更姿势按键图标341，并选择了将机器人200的手腕的关节轴230(5)从向上变更为向下或从向下变更为向上的指示的情况下，奇点通过模式生成部215也可以选择将机器人200的肘部的关节轴230(3)从向上变更为向下或从向下变更为向上的姿势。或者，奇点通过模式生成部215也可以选择使机器人200朝向的关节轴230(1)从向前变更为向后或者从向后变更为向前的姿势。
即，对于不习惯操作机器人的示教操作盘的机床的用户来说，难以判断通过将机器人200变更为哪个姿势而能够通过奇点。因此，奇点通过模式生成部215根据从动力控制部214和后述的坐标系控制部216取得的信息来决定最适合通过奇点的姿势。由此，能够减轻用户的负担。
坐标系控制部216控制设置在机器人200中的坐标系。
机器人坐标跟踪部217在从控制装置100接收到跟踪请求时，从坐标系控制部216取得与设置在机器人200中的坐标系相关的坐标信息，并将所取得的坐标信息设置在坐标发送部218中并通知控制装置100。机器人坐标跟踪部217向控制装置100发送表示坐标信息已发送完成的完成通知。
坐标发送部218将由机器人坐标跟踪部217设定的坐标信息发送给控制装置100。
机器人驱动信息输出部219在从控制装置100接收到机器人驱动信息的请求时，从动力控制部214和坐标系控制部216取得信息(形式、转速、坐标系)。机器人驱动信息输出部219将取得信息作为机器人驱动信息通知给控制装置100。
<控制系统1的示教处理>
接着，说明本实施方式的控制系统1的示教处理所涉及的动作。
图5和图6是说明控制系统1的示教处理的动作的流程图。每当控制装置100的用户向机器人200示教目标位置时，重复执行这里所示的流程。
在步骤S101中，控制装置100的插值运算部121通过用户对控制装置100的手柄操作部110的操作，基于从手柄操作部110接收到的脉冲列的信号来计算机器人200的目标位置。
在步骤S102中，目标位置发送部122将在步骤S101中计算出的目标位置发送给机器人200。
在步骤S201中，机器人200的驱动控制部212驱动机器人200的各关节轴230的伺服电动机(未图示)，使得移动到通过目标位置接收部211接收到的目标位置。
在步骤S202中，奇点判定部213基于移动到由动力控制部214通过逆运动学计算算出的目标位置时的各关节轴230的旋转角度，判定机器人200是否通过奇点附近。在通过奇点附近的情况下，处理进入步骤S203。在没有通过奇点附近的情况下，处理进入步骤S207。
在步骤S203中，奇点判定部213向控制装置100发送通过奇点附近的通知。
在步骤S103中，控制装置100的奇点信息取得部123判定是否从机器人200取得了机器人200通过奇点附近的通知。在取得了奇点信息的情况下，处理进入到步骤S104。在没有取得奇点信息的情况下，处理进入步骤S107。
在步骤S104中，变更姿势指示部124在步骤S103中取得了机器人200通过奇点附近的通知的情况下，将上述通知的消息显示在显示部140，从控制装置100的用户接受机器人200的变更姿势的指示。
在步骤S105中，奇点通过动作请求部125向机器人200发送变更姿势的指示，使得以在步骤S104中指示的机器人200的姿势通过奇点。
在步骤S204中，机器人200的奇点通过模式生成部215在从控制装置100接收到机器人200的变更姿势的指示的情况下，通过机器人200的插值动作以及各轴模式生成动作计划，使得基于变更后的机器人200的姿势通过奇点附近。
在步骤S205中，奇点通过模式生成部215基于在步骤S204中生成的动作计划，使驱动控制部212驱动机器人200。
在步骤S206中，奇点通过模式生成部215在通过机器人200的插值动作以及各轴模式使机器人200移动到目标位置的情况下，将表示已经通过奇点的完成通知发送到控制装置100。
在步骤S106中，控制装置100的奇点通过动作请求部125从机器人200接收表示已通过奇点的完成通知。
在步骤S107中，当机器人坐标跟踪请求部126在步骤S106接收到完成通知时，向机器人200发送跟踪请求。
在步骤S207中，机器人200的机器人坐标跟踪部217从控制装置100接收跟踪请求。机器人坐标跟踪部217从坐标系控制部216取得关于设置在机器人200上的坐标系的坐标信息，并将所取得的坐标信息设置在坐标发送部218中。
在步骤S208中，坐标发送部218将在步骤S207设置的坐标信息发送到控制装置100。
在步骤S108中，控制装置100的坐标接收部127从机器人200接收坐标信息。
在步骤S209中，机器人200的机器人坐标跟踪部217在步骤S208向控制装置100发送了坐标信息时，向控制装置100发送表示坐标信息发送完成的完成通知。
在步骤S109中，控制装置100的机器人坐标跟踪请求部126从机器人200接收表示坐标信息发送完成的完成通知。
在图6的步骤S110中，跟踪执行部128在步骤S109中接收到完成通知，从而基于在步骤S108中接收到的坐标信息来更新机器人200的坐标值。
在步骤S111中，机器人驱动信息请求部129向机器人200发送机器人驱动信息的请求。
在步骤S210中，机器人200的机器人驱动信息输出部219从控制装置100接收机器人驱动信息的请求，从而从动力控制部214和坐标系控制部216取得机器人驱动信息。
在步骤S211，机器人驱动信息输出部219将在步骤S210取得的机器人驱动信息发送到控制装置100。
在步骤S112，控制装置100的机器人驱动信息请求部129从机器人200接收机器人驱动信息。
在步骤S113中，机器人用G代码生成部130基于在步骤S112中取得的机器人驱动信息，生成与机器人200的动作对应的G代码，将生成的G代码插入程序中。
通过上述，一个实施方式的控制装置100将基于通过用户对控制装置100的手柄操作部110的操作而接收到的脉冲列的信号计算出的机器人200的目标位置发送给机器人200。控制装置100在从机器人200接收到针对发送来的目标位置通过奇点附近的通知的情况下，将上述通知的消息显示在显示部140，从控制装置100的用户接受机器人200的变更姿势的指示。控制装置100向机器人200发送变更姿势的指示，使得以所指示的姿势通过奇点。控制装置100取得表示通过奇点时的机器人200的驱动状况的机器人驱动信息。控制装置100基于所取得的机器人驱动信息生成与机器人200的动作对应的G代码，将所生成的G代码插入程序中。
由此，控制装置100无需意识奇点而能够容易地生成机器人的动作程序。
以上对一个实施方式进行了说明，控制系统1、控制装置100以及机器人200不限于上述实施方式，而包含能够达成目的范围内的变形、改良等。
在上述实施方式中，作为来自用户的变更姿势的指示，控制装置100接受将机器人200的手腕的关节轴230(5)从向上变更为向下或者从向下变更为向上，或者将机器人200的肘部的关节轴230(3)从向上变更为向下或者从向下变更为向上，或者将加工机器人200的朝向从向前变更为向后或者从向后变更为向前的指示，但不限于此。例如，控制装置100可以只简单地从用户接受变更姿势的指示。
如上所述，这是因为机器人200的奇点通过模式生成部215基于从动力控制部214和坐标系控制部216取得的信息来决定最适合于通过奇点的姿势。因此，变更后的机器人200的姿势可能与控制装置100所指示的姿势不同。另外，对于不习惯操作机器人的示教操作盘的机床用户来说，难以判断机器人200最适合于通过奇点的姿势。因此，通过用户进行只简单地变更姿势的指示，能够进一步减轻用户的负担。
另外，在一个实施方式中的控制系统1、控制装置100以及机器人200所包含的各个功能可以通过硬件、软件或它们的组合来分别实现。这里，软件实现意味着计算机通过读入程序并执行程序来实现。
可以使用各种类型的非临时计算机可读介质(Non-transtry computer readablemedium)来存储程序并提供给计算机。非临时计算机可读介质包括各种类型的实体记录介质(Tangible storage medium)。非临时计算机可读介质的示例包含磁记录介质(例如，软盘、磁带、硬盘驱动器)、光磁记录介质(例如，光磁盘)、CD-ROM(Read Only Memory只读存储器)、CD-R、CD-R/W、半导体存储器(例如，掩码ROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、快闪ROM、RAM)。还可以通过各种类型的临时计算机可读介质(Transitory computer readable medium)将程序提供给计算机。临时计算机可读介质的示例包括电信号、光信号和电磁波。临时计算机可读介质可以经由电线和光纤等有线通信路径或无线通信路径向计算机提供程序。
另外，描述记录在记录介质中的程序的步骤不仅包括按照该顺序按时间顺序执行的处理，还包括即使不一定按时间顺序处理，而是并行或单独执行的处理。
换言之，本公开的控制系统、控制装置和机器人可以采取具有以下结构的各种各样的实施方式。
(1)本公开的控制系统1是包含能够进行机器人的位置示教的控制装置100和根据位置示教进行动作的机器人200的控制系统，控制装置100具备：手柄操作部110，其基于用户的操作对机器人200示教位置；变更姿势指示部124，其在从机器人200接收到机器人200移动到所示教的位置时通过奇点或奇点附近的通知时，指示机器人200变更姿势；奇点通过动作请求部125，其向机器人200发送变更姿势的指示，使得以变更姿势指示部124所指示的姿势通过异点或奇点附近；机器人驱动信息请求部129，其向机器人200请求表示通过奇点或奇点附近时的机器人200的驱动状况的机器人驱动信息，取得机器人驱动信息；以及机器人用G代码生成部130，其基于通过机器人驱动信息请求部129取得的机器人驱动信息来生成与机器人200的动作对应的G代码，并将所生成的G代码插入程序中，机器人200具备：驱动控制部212，其驱动机器人200；奇点判定部213，其判定在向由控制装置100示教的位置移动时是否通过奇点或奇点附近，在通过奇点或奇点附近的情况下，将通过奇点附近的通知发送到控制装置100；奇点通过模式生成部215，其在从控制装置100接收到机器人200的变更姿势的指示的情况下，生成动作计划使得根据变更后的姿势通过奇点或奇点附近，并基于所生成的动作计划使驱动控制部212驱动机器人200；以及机器人驱动信息输出部219，其在从控制装置100接收到机器人驱动信息的请求时，将机器人驱动信息发送到控制装置100。
根据该控制系统1，能够无需意识奇点而容易地生成机器人的动作程序。
(2)在(1)记载的控制系统(1)中，奇点通过模式生成部215在使机器人200移动到所示教的位置时不通过奇点或奇点附近的情况下，以正交模式使驱动控制部212驱动机器人200，并在通过奇点或奇点附近的情况下，通过各轴模式使驱动控制部212驱动机器人200。
由此，控制系统(1)在正交坐标系中在机器人200的位置示教中成为奇点或奇点附近的情况下，通过切换为各轴坐标系能够使机器人200通过并跨过奇点或奇点附近。
(3)在(1)或(2)中记载的控制系统(1)中，机器人驱动信息包含表示机器人200的姿势的形式、与机器人200的手腕对应的关节轴230(4)-230(6)的转速、所设定的坐标系以及表示机器人200的位置和姿势的坐标值。
由此，关于控制系统(1)，即使是不具备机器人专业知识的机床的用户也能够容易地生成机器人的动作程序。
(4)在(1)至(3)中任一项所记载的控制系统(1)中，变更姿势指示部124所指示的变更姿势为使机器人200的手腕或肘部的朝向从向上变更为向下或从向下变更为向上，或使机器人200的朝向从向前变更为向后或者从向后变更为向前，或者使机器人200的朝向从向左变更为向右或者从向右变更为向左。
由此，控制系统(1)在正交坐标系中在机器人200的位置示教中成为奇点或奇点附近时，能够进行用户不试错而使机器人200通过并跨过奇点或奇点附近的动作，可以提高操作性并减轻用户的负担。
(5)本公开的控制装置100具备：手柄操作部110，其基于用户的操作对控制对象的机器人200示教位置；变更姿势指示部124，其在从机器人200接收到机器人200移动到所示教的位置时通过奇点或奇点附近的通知的情况下，指示机器人200变更姿势；奇点通过动作请求部125，其向机器人200发送变更姿势的指示，使得以变更姿势指示部124所指示的姿势通过奇点或奇点附近；机器人驱动信息请求部129，其对机器人200请求表示通过奇点或奇点附近时的机器人200的驱动状况的机器人驱动信息，取得机器人驱动信息；以及机器人用G代码生成部130，其基于通过机器人驱动信息请求部129取得的机器人驱动信息来生成与机器人200对应的G代码，将所生成的G代码插入程序中。
根据该控制装置100，能够达到与(1)相同的效果。
(6)本公开的机器人200是根据能够进行机器人的位置示教的控制装置100的位置示教进行动作的机器人，具备：驱动控制部212，其驱动机器人200；奇点判定部213，其判定在向控制装置100所示教的位置移动时是否通过奇点或奇点附近，在通过奇点或奇点附近时，将通过奇点或奇点附近的通知发送给控制装置100；奇点通过模式生成部215，其在从控制装置100接收到机器人200的变更姿势的指示时，生成动作计划使得以变更后的姿势通过奇点或奇点附近，并基于生成的上述动作计划使驱动控制部212驱动机器人200；以及机器人驱动信息输出部219，其从控制装置100接收到表示通过奇点或奇点附近时的机器人的驱动状况的机器人驱动信息的请求时，将机器人驱动信息发送给控制装置100。
根据该机器人200，可以达到与(1)相同的效果。

Claims (6)

1.一种控制系统，包含能够进行机器人的位置示教的控制装置和根据上述位置示教进行动作的机器人，其特征在于，
上述控制装置具备：
操作部，其基于用户的操作对上述机器人示教位置；
变更姿势指示部，其在从上述机器人接收到上述机器人移动到所示教的上述位置时通过奇点或奇点附近的通知的情况下，指示上述机器人变更姿势；
奇点通过动作请求部，其向上述机器人发送上述变更姿势的指示，使得以由上述变更姿势指示部指示的姿势通过上述奇点或奇点附近；
机器人驱动信息请求部，其对上述机器人请求表示通过上述奇点或奇点附近时的上述机器人的驱动状况的机器人驱动信息，取得上述机器人驱动信息；以及
机器人用G代码生成部，其基于通过上述机器人驱动信息请求部取得的上述机器人驱动信息来生成与上述机器人的动作对应的G代码，并将所生成的上述G代码插入程序中，
上述机器人具备：
驱动控制部，其驱动上述机器人；
奇点判定部，其判定向由上述控制装置示教的上述位置移动时是否通过上述奇点或奇点附近，在通过上述奇点或奇点附近的情况下，向上述控制装置发送通过上述奇点或奇点附近的通知；
奇点通过模式生成部，其在从上述控制装置接收到上述机器人的变更姿势的指示的情况下，生成动作计划使得基于变更后的姿势通过上述奇点或奇点附近，基于所生成的上述动作计划使上述驱动控制部驱动上述机器人；以及
机器人驱动信息输出部，其在从上述控制装置接收到上述机器人驱动信息的请求的情况下，向上述控制装置发送上述机器人驱动信息。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，
上述奇点通过模式生成部在使上述机器人移动到所示教的上述位置时没有通过上述奇点或奇点附近的情况下，以正交模式使上述驱动控制部驱动上述机器人，并在通过上述奇点或奇点附近的情况下，以各轴模式使上述驱动控制部驱动上述机器人。
3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，
上述机器人驱动信息包含表示上述机器人的姿势的形态、与上述机器人的手腕对应的关节轴的转速、所设定的坐标系以及表示上述机器人的位置和姿势的坐标值。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的控制系统，其特征在于，
上述变更姿势指示部指示的上述变更姿势使上述机器人的手腕或肘部的朝向从向上变为向下或从向下变为向上，或使上述机器人的朝向从向前变为向后或者从向后变为向前，或者使上述机器人的朝向从向左变为向右或者从向右变为向左。
5.一种控制装置，其特征在于，
该控制装置具备：
操作部，其基于用户的操作对控制对象的机器人示教位置；
变更姿势指示部，其在从上述机器人接收到上述机器人移动到所示教的上述位置时通过奇点或奇点附近的通知的情况下，指示上述机器人变更姿势；
奇点通过动作请求部，其将上述变更姿势的指示发送给上述机器人，使得以由上述变更姿势指示部指示的姿势通过上述奇点或奇点附近；
机器人驱动信息请求部，其向上述机器人请求表示通过上述奇点或奇点附近时的上述机器人的驱动状况的机器人驱动信息，取得上述机器人驱动信息；以及
机器人用G代码生成部，其基于通过上述机器人驱动信息请求部取得的上述机器人驱动信息来生成与上述机器人对应的G代码，并将所生成的上述G代码插入程序中。
6.一种机器人，根据能够进行机器人的位置示教的控制装置的上述位置示教进行动作，其特征在于，
该机器人具备：
驱动控制部，其驱动上述机器人；
奇点判定部，其判定向由上述控制装置示教的位置移动时是否通过奇点或奇点附近，并且在通过上述奇点或奇点附近的情况下，将通过上述奇点或奇点附近的通知发送到上述控制装置；
奇点通过模式生成部，其在从上述控制装置接收到上述机器人的变更姿势的指示的情况下，生成动作计划使得以变更后的姿势通过上述奇点或奇点附近，基于所生成的上述动作计划使上述驱动控制部驱动上述机器人；以及
机器人驱动信息输出部，其在从上述控制装置接收到表示通过上述奇点或奇点附近时的上述机器人的驱动状况的机器人驱动信息的请求的情况下，将上述机器人驱动信息发送到上述控制装置。
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