CN113442131B

CN113442131B - 示教方法

Info

Publication number: CN113442131B
Application number: CN202110314400.XA
Authority: CN
Inventors: 奥山正幸
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2021-03-24
Publication date: 2023-11-17
Anticipated expiration: 2041-03-24
Also published as: US11712803B2; JP2021154439A; CN113442131A; US20210299869A1; EP3885079B1; EP3885079A1

Abstract

本发明提供示教方法，能够使用三维数据进行良好的示教。一种示教方法，使用作业对象物的三维数据，对机械手臂进行作业时设定于所述机械手臂的控制点所通过的作业路径上的所述控制点的位置以及所述机械手臂的姿势进行示教，其特征在于，包括：第一步骤，根据所述三维数据设定所述作业路径上的规定的第一作业点；以及第二步骤，使设定于所述第一作业点的第一坐标系与所述控制点位于所述第一作业点时的、设定于所述机械手臂的第二坐标系建立对应，在所述第二步骤中，从所述第一作业点处的多个所述第一坐标系的候补中选择一个，并将所选择的坐标系作为第一校正坐标系设定于所述第一作业点。

Description

示教方法

技术领域

本发明涉及示教方法。

背景技术

已知一种机器人，其具有在前端安装末端执行器的机械手臂，通过驱动机械手臂，来对工件进行规定的作业。在这样的机器人中，例如，如专利文献1所记载的那样，在工件的表面设定末端执行器的前端通过的目标位置即工具通过点。然后，驱动机械手臂，以使末端执行器的前端通过工具通过点。

另外，在专利文献1中公开了一种方法，其在工件的三维数据中，在工件的表面设定网格状的格子点，并将各格子点设定为工具通过点。另外，通过对各工具通过点设定移动的顺序，来生成机械手臂的作业路径。

专利文献1：日本特开平8-85083号公报

然而，在专利文献1所记载的方法中，由于基于设定于三维数据的坐标系来设定机器人的姿势，所以未取得与设定于机器人的坐标系的对应。因此，存在所设定的机器人的姿势与期望的姿势不同的情况。

发明内容

本发明的示教方法使用作业对象物的三维数据，对机械手臂进行作业时控制点所通过的作业路径上的所述控制点的位置以及所述机械手臂的姿势进行示教，所述控制点设定于所述机械手臂，所述示教方法包括：第一步骤，根据所述三维数据设定所述作业路径上的规定的第一作业点；以及第二步骤，使第一坐标系与所述控制点位于所述第一作业点时的第二坐标系建立对应，所述第一坐标系设定于所述第一作业点，所述第二坐标系设定于所述机械手臂，在所述第二步骤中，从所述第一作业点处的多个所述第一坐标系的候补中选择一个坐标系，并将所选择的坐标系作为第一校正坐标系设定于所述第一作业点。

附图说明

图1为示出第一实施方式的机器人系统的整体构成的图。

图2为图1所示的机器人系统的框图。

图3为通过仿真软件显示机器人的模型时的示意图。

图4为通过仿真软件显示作业对象物的模型时的示意图。

图5为通过仿真软件一并显示作业对象物的模型和机器人的模型时的示意图，是示出机器人的不优选的姿势的图。

图6为通过仿真软件一并显示作业对象物的模型和机器人的模型时的示意图，是示出机器人的优选姿势的图。

图7为通过仿真软件显示作业对象物的模型时的示意图，是示出设定了作业路径的状态的图。

图8为通过仿真软件显示作业对象物的模型时的示意图，是示出设定了目标位置的状态的图。

图9为通过仿真软件显示作业对象物的模型时的示意图，是示出设定了第一作业点的状态的图。

图10为通过仿真软件显示作业对象物的模型时的示意图，是示出第一坐标系的候补的一个例子的图。

图11为通过仿真软件一并显示作业对象物的模型和机器人的模型时的示意图，是示出在第一作业点设定了第一校正坐标系的状态的图。

图12为通过仿真软件一并显示作业对象物的模型和机器人的模型时的示意图，是示出在第二作业点设定了第二校正坐标系且在第三作业点设定了第三校正坐标系的状态的图。

图13为用于说明图1所示的机器人系统的控制动作的一个例子的流程图。

附图标记说明

1：机器人；1A：虚拟机器人；3：控制装置；4：示教装置；10：机械手臂；11：基座；12：第一臂；13：第二臂；14：第三臂；15：第四臂；16：第五臂；17：第六臂；18：中继电缆；19：力检测部；20：末端执行器；31：处理器；32：存储部；33：通信部；41：处理器；42：存储部；43：通信部；100：机器人系统；171：关节；172：关节；173：关节；174：关节；175：关节；176：关节；200：工件；300：作业路径；400：目标位置；400A：第一作业点；400B：第二作业点；400C：第三作业点；D1：电机驱动器；D2：电机驱动器；D3：电机驱动器；D4：电机驱动器；D5：电机驱动器；D6：电机驱动器；E1：编码器；E2：编码器；E3：编码器；E4：编码器；E5：编码器；E6：编码器；M1：电机；M2：电机；M3：电机；M4：电机；M5：电机；M6：电机；R2A：旋转矩阵；R2B：旋转矩阵；R2C：旋转矩阵；R2D：旋转矩阵；R2E：旋转矩阵；R2F：旋转矩阵；R2G：旋转矩阵；R2H：旋转矩阵；R2I：旋转矩阵；R2J：旋转矩阵；TCP：工具中心点；ΣA：底座坐标系；ΣB：前端坐标系；ΣC：数据坐标系；ΣC1：第一校正坐标系；ΣC2：第二校正坐标系；ΣC3：第三校正坐标系。

具体实施方式

<第一实施方式>

图1为示出第一实施方式的机器人系统的整体构成的图。图2为图1所示的机器人系统的框图。图3为通过仿真软件显示机器人的模型时的示意图。图4为通过仿真软件显示作业对象物的模型时的示意图。图5为通过仿真软件一并显示作业对象物的模型和机器人的模型时的示意图，是示出机器人的不优选的姿势的图。图6为通过仿真软件一并显示作业对象物的模型和机器人的模型时的示意图，是示出机器人的优选姿势的图。图7为通过仿真软件显示作业对象物的模型时的示意图，是示出设定了作业路径的状态的图。图8为通过仿真软件显示作业对象物的模型时的示意图，是示出设定了目标位置的状态的图。图9为通过仿真软件显示作业对象物的模型时的示意图，是示出设定了第一作业点的状态的图。图10为通过仿真软件显示作业对象物的模型时的示意图，是示出第一坐标系的候补的一个例子的图。图11为通过仿真软件一并显示作业对象物的模型和机器人的模型时的示意图，是示出在第一作业点设定了第一校正坐标系的状态的图。图12为通过仿真软件一并显示作业对象物的模型和机器人的模型时的示意图，是示出在第二作业点设定了第二校正坐标系且在第三作业点设定了第三校正坐标系的状态的图。图13为用于说明图1所示的机器人系统的控制动作的一个例子的流程图。

下面基于附图所示的优选实施方式对本发明的示教方法进行详细说明。需要说明的是，为了便于说明，在下面将图1中的+Z轴方向即上侧也称为“上”，将-Z轴方向即下侧也称为“下”。另外，关于机械手臂，将图1中的基座11侧也称为“基端”，将其相反侧即末端执行器20侧也称为“前端”。另外，将图1中的Z轴方向即上下方向设为“铅垂方向”，将X轴方向和Y轴方向即左右方向设为“水平方向”。

如图1和图2所示，机器人系统100具备机器人1、控制机器人1的控制装置3以及示教装置4，并执行本发明的示教方法。

首先，对机器人1进行说明。

图1所示的机器人1在本实施方式中是单臂的六轴垂直多关节机器人，具有基座11和机械手臂10。另外，可以在机械手臂10的前端部安装末端执行器20。末端执行器20可以是机器人1的构成要件，也可以不是机器人1的构成要件。

需要说明的是，机器人1不限于图示的构成，例如，也可以是双臂型的多关节机器人。另外，机器人1也可以是水平多关节机器人。

基座11是从下侧以可驱动的方式支承机械手臂10的支承体，例如固定于工厂内的地面等。机器人1的基座11借助中继电缆18与控制装置3电连接。需要说明的是，机器人1与控制装置3的连接不限于图1所示的构成那样地通过有线实现的连接，例如，也可以是通过无线实现的连接，进而还可以借助像因特网那样的网络连接。

在本实施方式中，机械手臂10具有第一臂12、第二臂13、第三臂14、第四臂15、第五臂16以及第六臂17，这些臂从基座11侧开始依次连结。需要说明的是，机械手臂10所具有的臂的数量并不限定于六个，例如也可以是一个、两个、三个、四个、五个或七个以上。此外，各臂的全长等大小分别没有特别限定，可以适当设定。

基座11与第一臂12借助关节171连结。于是，第一臂12能够以与铅垂方向平行的第一转动轴为转动中心，相对于基座11绕该第一转动轴转动。第一转动轴与固定基座11的地面的法线一致。

第一臂12和第二臂13借助关节172连结。于是，第二臂13能够以与水平方向平行的第二转动轴为转动中心相对于第一臂12转动。第二转动轴与和第一转动轴正交的轴平行。

第二臂13和第三臂14借助关节173连结。于是，第三臂14能够以与水平方向平行的第三转动轴为转动中心相对于第二臂13转动。第三转动轴与第二转动轴平行。

第三臂14和第四臂15借助关节174连结。于是，第四臂15能够以与第三臂14的中心轴方向平行的第四转动轴为转动中心相对于第三臂14转动。第四转动轴与第三转动轴正交。

第四臂15与第五臂16借助关节175连结。于是，第五臂16能够以第五转动轴为转动中心相对于第四臂15转动。第五转动轴与第四转动轴正交。

第五臂16和第六臂17借助关节176连结。于是，第六臂17能够以第六转动轴为转动中心相对于第五臂16转动。第六旋转轴与第五旋转轴正交。

另外，第六臂17成为机械手臂10中位于最前端侧的机器人前端部。该第六臂17通过机械手臂10的驱动而能够连同末端执行器20一起转动。

机器人1具备：作为驱动部的电机M1、电机M2、电机M3、电机M4、电机M5和电机M6；以及编码器E1、编码器E2、编码器E3、编码器E4、编码器E5和编码器E6。电机M1内置于关节171，使基座11与第一臂12相对旋转。电机M2内置于关节172，使第一臂12与第二臂13相对旋转。电机M3内置于关节173，使第二臂13与第三臂14相对旋转。电机M4内置于关节174，使第三臂14与第四臂15相对旋转。电机M5内置于关节175，使第四臂15与第五臂16相对旋转。电机M6内置于关节176，使第五臂16与第六臂17相对旋转。

另外，编码器E1内置于关节171，检测电机M1的位置。编码器E2内置于关节172，检测电机M2的位置。编码器E3内置于关节173，检测电机M3的位置。编码器E4内置于关节174，检测电机M4的位置。编码器E5内置于关节175，检测电机M5的位置。编码器E6内置于关节176，检测电机M6的位置。

编码器E1～E6与控制装置3电连接，电机M1～电机M6的位置信息即旋转量作为电信号被发送至控制装置3。然后，根据该信息，控制装置3通过电机驱动器D1～电机驱动器D6来驱动电机M1～电机M6。即，对机械手臂10进行控制是指对电机M1～电机M6进行控制。

此外，在机器人1中，检测力的力检测部19拆装自如地设置于机械手臂10。于是，机械手臂10能够在设置有力检测部19的状态下进行驱动。力检测部19在本实施方式中是六轴力传感器。力检测部19检测相互正交的三个检测轴上的力的大小和绕该三个检测轴的转矩的大小。即，检测相互正交的X轴、Y轴、Z轴各轴向的力分量、绕X轴的W方向的力分量、绕Y轴的V方向的力分量、绕Z轴的U方向的力分量。这些X轴、Y轴、Z轴是定义后述的底座坐标系的三个轴。

需要说明的是，在本实施方式中，Z轴方向为铅垂方向。另外，也可以将各轴向的力分量称为“平移力分量”，将绕各轴的力分量称为“转矩分量”。此外，力检测部19并不限定于六轴力传感器，也可以是其它构成。

在本实施方式中，力检测部19设置于第六臂17。需要说明的是，作为力检测部19的设置部位，并不限定于第六臂17、即位于最前端侧的臂，例如也可以是其它臂、相邻的臂彼此之间。

可以将末端执行器20以可拆装的方式安装于力检测部19。末端执行器20在本实施方式中由向作为作业对象物的工件200供给例如粘接剂等处理液的分配器构成。另外，在末端执行器20的前端的中心设定有工具中心点TCP。

另外，在本实施方式中，末端执行器20并不限定于上述构成，例如也可以是研磨机、磨削机、切削机等、或者螺丝刀、扳手等工具，还可以是通过吸引、夹持来把持工件200的手爪。

另外，如图3所示，在机器人1中设定有底座坐标系ΣΑ和前端坐标系ΣΒ。底座坐标系ΣA是以基座11的任意位置为原点并由X轴、Y轴、Z轴定义的坐标系。前端坐标系ΣB是第二坐标系，是以工具中心点TCP作为原点并由Xa轴、Ya轴、Za轴定义的坐标系。通过将这些底座坐标系ΣA和前端坐标系ΣB建立对应，从而能够使用底座坐标系ΣA来掌握前端坐标系ΣB的原点即工具中心点TCP的位置，并控制机械手臂10的动作。

接着，对控制装置3和示教装置4进行说明。在本实施方式中，作为一个例子，对示教装置4执行本发明的示教方法的情况进行说明，但本发明并不限定于此，例如，也可以由控制装置3进行本发明的示教方法，还可以由控制装置3和示教装置4分担进行本发明的示教方法。

如图1和图2所示，在本实施方式中，控制装置3设置在与机器人1分离的位置。但是，并不限定于该构成，也可以内置于基座11中。另外，控制装置3具有控制机器人1的驱动的功能，并与前述的机器人1的各部电连接。控制装置3具有处理器31、存储部32以及通信部33。这些各部例如通过总线而以能够相互通信的方式连接。

处理器31例如由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)构成，读出并执行存储于存储部32的各种程序等。通过处理器31生成的指令信号经由通信部33被发送至机器人1。由此，机械手臂10能够执行规定的作业。

存储部32保存处理器31可执行的各种程序等。作为存储部32，例如可列举出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、拆装式的外部存储装置等。

通信部33例如使用有线LAN(Local Area Network：局域网)、无线LAN等外部接口在与机器人1的各部以及示教装置4之间分别进行信号的收发。

接着，对示教装置4进行说明。

如图1和图2所示，示教装置4具有对机械手臂10创建、输入动作程序的功能。示教装置4具有处理器41、存储部42以及通信部43。作为示教装置4，并没有特别的限定，例如可以列举出平板电脑、个人电脑、智能手机、示教盒等。

处理器41例如由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)构成，读出并执行存储于存储部42中的示教程序等各种程序。需要说明的是，示教程序可以由示教装置4生成，也可以从例如CD-ROM等外部记录介质来进行存储，还可以经由网络等来进行存储。

由处理器41生成的信号经由通信部43被发送到机器人1的控制装置3。由此，机械手臂10能够在规定的条件下执行规定的作业。

另外，处理器41读入三维数据和机器人1的模型的数据，执行后述那样的示教方法。关于这一点，将在后面详细描述。

存储部42保存处理器41可执行的各种程序等。作为存储部42，例如可列举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、拆装式的外部存储装置等。

通信部43例如使用有线LAN(Local Area Network：局域网)、无线LAN等外部接口在与控制装置3之间进行信号的收发。

上面对机器人系统100进行了说明。

在这样的机器人系统100中，能够示教机械手臂10的位置和姿势并创建动作程序，使机械手臂10动作来进行规定的作业。具体而言，示教是指将机械手臂10的位置、姿势存储于控制装置3的存储部32或示教装置4的存储部42。本发明的示教方法是使用作业对象物即工件200的三维数据进行示教的方法。需要说明的是，作为三维数据，不作特别限定，例如可列举出CAD数据、容易输入图解(Illustrator)数据、Photoshop数据(“Photoshop”为注册商标)等。

如图4所示，在这样的三维数据中设定有三维数据的坐标系。需要说明的是，图4为三维数据的示意图。即，图4为通过安装于示教装置4或者控制装置3的仿真软件读入并显示三维数据时的示意图。三维数据的坐标系为由Xb、Yb、Zb三轴定义的坐标，下面称为数据坐标系ΣC。

如图4所示，对于三维数据上的工件200，在各位置处设定有数据坐标系ΣC。需要说明的是，在图4中，显示仅五点的数据坐标系ΣC。光是通过仿真软件读入三维数据和机器人1的模型的数据的话，数据坐标系ΣC与前述底座坐标系ΣA以及前端坐标系ΣB未建立对应。因此，会产生图5所示那样的现象。

图5为通过前述仿真软件读入三维数据并一并显示工件200的模型和机器人1的模型时的示意图。由于设定于机器人1的底座坐标系ΣΑ和前端坐标系ΣΒ未建立对应，所以，在单纯以前端坐标系ΣΒ的Xa和数据坐标系ΣC的Xb、前端坐标系ΣΒ的Ya和数据坐标系ΣC的Yb、前端坐标系ΣΒ的Za和数据坐标系ΣC的Zb的朝向一致的方式使机械手臂10的姿势变形的情况下，机械手臂10会成为图5所示那样的不优选的姿势。需要说明的是，不优选的姿势是指，例如当使工具中心点TCP从该姿势向一方向移动时，之后会成为异常姿势或者之后的可动范围变得比较小那样的姿势。在这种状态下进行的示教不能说是良好的示教。

因此，在本发明中，通过下面那样的方法校正数据坐标系，能够实现良好的示教。即，例如像图6所示的那样，能够进行成为优选姿势那样的示教。下面基于图13所示的流程图对本发明的示教方法进行说明。另外，下面从通过仿真软件读入了工件200的三维数据和与机器人1对应的虚拟机器人的三维数据的状态开始说明。另外，读入的信息可以显示于示教装置4的监视器，可以使用示教装置4的鼠标、键盘等输入装置进行下面的各种选择、确定操作。

需要说明的是，下面也将仿真软件内的机器人1的模型称为虚拟机器人1A。

1.步骤S101

首先，在虚拟机器人1A的机械手臂10为期望的姿势的状态下使工具中心点TCP接近工件200。期望的姿势例如是指如图6所示与进行作业时的姿势接近的姿势。

2.步骤S102

接着，在步骤S102中，如图7所示，选择作业路径300。作业路径300是指进行作业时工具中心点TCP所通过的轨迹。在本实施方式中，作业路径300为工件200的上表面的缘部，即，从上侧观看工件200时的脊线。

3.步骤S103

接着，在步骤S103中，如图8所示，选择目标位置400，并确定坐标。目标位置400是指在进行作业时工具中心点TCP的移动目标。在本实施方式中，在作业路径上以规定间隔在多处设定目标位置400。然后，又在本步骤中，确定各目标位置400的坐标。在本实施方式中，确定机器人坐标系中的坐标。

4.步骤S104

接着，在步骤S104中，如图9所示，确定作为作业开始点的第一作业点400A。在本实施方式中，当在步骤S101中使机械手臂10接近了工件200时，将最靠近工具中心点TCP的目标位置400设定为第一作业点400A。像这样的步骤S104是根据三维数据设定作业路径300上的规定的第一作业点400A的第一步骤。

这样，根据机械手臂10进行作业时作业对象物即工件200与机器人1的位置关系来设定第一作业点400A。由此，在示教后，机器人1能够顺利地开始作业。

5.步骤S105

步骤S105是使设定于第一作业点400A的作为第一坐标系的数据坐标系ΣC与作为控制点的工具中心点TCP位于第一作业点400A时的、设定于机械手臂10的作为第二坐标系的前端坐标系ΣB建立对应的第二步骤。需要说明的是，“使数据坐标系ΣC与前端坐标系ΣB建立对应”是指，校正数据坐标系ΣC的朝向，以分别使数据坐标系ΣC的Xb的朝向与前端坐标系ΣB的Xa的朝向、数据坐标系ΣC的Yb的朝向与前端坐标系ΣB的Ya的朝向、数据坐标系ΣC的Zb的朝向与前端坐标系ΣB的Za的朝向靠近、优选一致。

在本步骤中，使用将底座坐标系ΣA旋转到前端坐标系ΣB的旋转矩阵R1以及将底座坐标系ΣA旋转到数据坐标系ΣC的旋转矩阵R2。

旋转矩阵R1可以用下面那样的式子(1)来表示。

[数学式1]

式子(1)中的γ1为在底座坐标系ΣΑ中绕Z轴的旋转角度滚转，是指自基准位置绕Z轴的旋转角度。β1为在底座坐标系ΣΑ中绕Y轴的旋转角度俯仰，是指自基准位置绕Y轴的旋转角度。α1为在底座坐标系ΣΑ中绕X轴的旋转角度偏航，是指自基准位置绕X轴的旋转角度。另外，在式子(1)中，关于三角函数，将Sin(θ)省略为Sθ，将Cos(θ)省略为Cθ。

另外，旋转矩阵R2可以用下面那样的式子(2)来表示。

[数学式2]

式子(2)中的γ2为在底座坐标系ΣΑ中绕Z轴的旋转角度滚转，是指自基准位置绕Z轴的旋转角度。β2为在底座坐标系ΣΑ中绕Y轴的旋转角度俯仰，是指自基准位置绕Y轴的旋转角度。α2为在底座坐标系ΣΑ中绕X轴的旋转角度偏航，是指自基准位置绕X轴的旋转角度。另外，在式(2)中，对于三角函数，也将Sin(θ)省略为Sθ，将Cos(θ)省略为Cθ。

接着，在这样的旋转矩阵R2中，求出如图10所示那样的旋转矩阵R2A～旋转矩阵R2J。需要说明的是，图10所示的旋转矩阵R2A～旋转矩阵R2J为一个例子，也存在图示的模式以外的模式。

旋转矩阵R2A为从三维数据获取到的最初的滚转角的γ2、俯仰角的β2、偏航角的α2时的旋转矩阵。旋转矩阵R2B是使γ2相对于R2A旋转+90°后的旋转矩阵。旋转矩阵R2C是使γ2相对于R2A旋转+180°后的旋转矩阵。旋转矩阵R2D是使γ2相对于R2A旋转+270°后的旋转矩阵。旋转矩阵R2E是使β2相对于R2A旋转+90°后的旋转矩阵。旋转矩阵R2F是使β2相对于R2A旋转+180°后的旋转矩阵。旋转矩阵R2G是使β2相对于R2A旋转+270°后的旋转矩阵。旋转矩阵R2H是使α2相对于R2A旋转+90°后的旋转矩阵。旋转矩阵R2I是使α2相对于R2A旋转+180°后的旋转矩阵。旋转矩阵R2J是使α2相对于R2A旋转+270°后的旋转矩阵。

除此之外，例如求出对γ2+90°、对β2+90°、对α2+90°旋转后的旋转矩阵等γ2、β2、α2加0°、90°、180°、270°而得的模式的所有组合的24种旋转矩阵。下面将该24个旋转矩阵统称为旋转矩阵R2’。求出这样的旋转矩阵R2’是指，计算第一作业点400A处的多个数据坐标系ΣC的候补。

需要说明的是，代入γ2、β2、α2的角度的模式并不限定于上述内容。

接着，将这些数据坐标系ΣC的候补与前端坐标系ΣB比较，从数据坐标系ΣC的候补中选择适当的一个。具体而言，计算表示旋转矩阵R1的XYZ方向的单位向量x1、y1、z1和表示旋转矩阵R2的XYZ方向的单位向量x2、y2、z2的内积之和x1·x2+y1·y2+z1·z2，选择一个其值为最接近3.0的值的旋转矩阵R2。旋转矩阵R1和旋转矩阵R2的内积之和的值为数据坐标系ΣC的候补与前端坐标系ΣB的偏离度。

然后，将所选择的坐标系作为第一校正坐标系设定于第一作业点400A。即，例如，从图10所示的旋转矩阵R2A～旋转矩阵R2J、其它候补也包含在内共计24个旋转矩阵R2’中选择偏离最低的旋转矩阵的坐标系，如图11所示，将该坐标系作为第一校正坐标系ΣC1，并设定于第一作业点400A，进行存储。由此，当工具中心点TCP位于第一作业点400A时，能够使机械手臂10的姿势成为适当的姿势。即，即使是使用三维数据的示教，也能够进行良好的示教。

需要说明的是，上面说明了选择一个与前端坐标系ΣB的偏离最低的数据坐标系ΣC的候补的构成，但本发明并不限定于此，例如，也可以选择第二靠近的坐标系。

另外，也可以对旋转矩阵R1和旋转矩阵R2的内积之和的值设定阈值。例如，在旋转矩阵R1和旋转矩阵R2的内积之和的值超过阈值的情况下，可以视为满足规定的条件。

如此，在第二步骤中，从多个作为第一坐标系的数据坐标系ΣC的候补中选择与作为控制点的工具中心点TCP位于第一作业点400A时的作为第二坐标系的前端坐标系ΣB的偏离满足规定条件的坐标系。由此，能够更准确地使前端坐标系与数据坐标系建立对应。所以，能够进行良好的示教。

另外，在第二步骤中，在偏离满足规定条件、即内积之和超过阈值的坐标系存在多个的情况下，优选将偏离最小的坐标系设为第一校正坐标系。由此，能够进行更为良好的示教。

需要说明的是，上面说明了将旋转矩阵R1和旋转矩阵R2的内积之和的值设为偏离的构成，但本发明并不限定于此，例如也可以使用旋转矩阵R1和旋转矩阵R2的外积之和。

6.步骤S106

接着，在步骤S106中，在作业路径300中设定进行作业时工具中心点TCP的移动方向。该设定例如可以是操作者使用示教装置4的输入装置进行操作来选择的构成，也可以是自动选择第一校正坐标系ΣC1的规定的轴所指的方向侧的构成。

7.步骤S107

接着，在步骤S107中，确定位于比第一作业点400A更靠步骤S106中所指定的移动方向的前方处的第二作业点400B，校正第二作业点400B处的数据坐标系ΣC，并设定第二校正坐标系ΣC2。该步骤S107为使数据坐标系ΣC与工具中心点TCP在作业路径300中位于比第一作业点400A更靠工具中心点TCP的移动方向前方处的第二作业点400B时的前端坐标系ΣB匹配的第三步骤。

在本步骤中，计算第一校正坐标系ΣC1的旋转矩阵的候补，并将它们与前端坐标系ΣB的旋转矩阵R1进行比较。然后，将候补之中偏离最小的旋转矩阵的坐标系设为第二坐标系。具体而言，虽未图示，但与步骤S106同样地，对第一校正坐标系ΣC1的旋转矩阵求出将0°、90°、180°、270°代入γ、β、α而得的24种组合。然后，计算这24个旋转矩阵与旋转矩阵R1的内积之和，将最接近3的旋转矩阵的坐标系作为第二校正坐标系ΣC2设定于第二作业点400B。即，如图12所示，将第二作业点400B处的数据坐标系ΣC设为第二校正坐标系ΣC2而设定于第二作业点400B并进行存储。由此，当工具中心点TCP位于第二作业点400B时，能够使机械手臂10的姿势为适当的姿势。即，即使是使用三维数据的示教，也能够进行良好的示教。

另外，由于使用前一个作业点处的校正坐标系来求出当前时间点的校正坐标系，所以在工具中心点TCP例如从第一作业点400A移动至第二作业点400B时，能够使机械手臂10的姿势的变化较小。因此，能够进行更良好的示教。

然后，与上述同样地，关于第三作业点400C，也是基于第二校正坐标系ΣC2求出第三校正坐标系ΣC3，并进行设定。同样地，虽未图示，但对作业路径300上的所有作业点求出校正坐标系，一旦完成设定，则结束步骤S107。

这样，作业路径300中包括作为控制点的工具中心点TCP在第一作业点400A之后通过的第二作业点400B。又，本发明的示教方法包括第三步骤，在该第三步骤中，使设定于第二作业点400B的第一坐标系与工具中心点TCP位于第二作业点400B时的第二坐标系匹配。由此，即便是在第二作业点400B处，也能够使作业中的机械手臂10的姿势成为期望的姿势。

另外，在第三步骤中，根据在第二步骤中设定的第一校正坐标系ΣC1设定第二校正坐标系ΣC2。由此，当工具中心点TCP从第一作业点400A移动至第二作业点400B时，能够使机械手臂10的姿势的变化较小。因此，能够进行更良好的示教。

如上面所说明的那样，本发明的示教方法为使用作业对象物的三维数据，对机械手臂10进行作业时设定于机械手臂10的作为控制点的工具中心点TCP所通过的作业路径300上的工具中心点TCP的位置以及机械手臂10的姿势进行示教的示教方法。另外，包括：第一步骤，根据三维数据设定作业路径300上的规定的第一作业点400A；以及第二步骤，使设定于第一作业点400A的作为第一坐标系的数据坐标系ΣC与工具中心点TCP位于第一作业点400A时的、设定于机械手臂10的作为第二坐标系的前端坐标系ΣB建立对应。于是，在第二步骤中，从第一作业点400A处的多个数据坐标系ΣC的候补中选择一个，并将所选择的坐标系作为第一校正坐标系ΣC1设定于第一作业点400A。

由此，在作业过程中，当工具中心点TCP位于第一作业点400A时，能够使机械手臂10的姿势为适当的姿势。特别是，由于从多个数据坐标系ΣC的候补中选择成为第一校正坐标系ΣC1的坐标系，所以，能够使机械手臂10的姿势成为更优选的姿势进行示教。其结果，即使是使用三维数据的示教，也能够进行良好的示教。

上面就图示的实施方式说明了本发明的示教方法，但本发明并不限定于此。另外，示教方法的各工序能够替换为可发挥同样功能的任意工序。另外，也可以附加任意的工序。

Claims

1.一种示教方法，其特征在于，使用作业对象物的三维数据，对机械手臂进行作业时控制点所通过的作业路径上的所述控制点的位置以及所述机械手臂的姿势进行示教，所述控制点设定于所述机械手臂，所述示教方法包括：

第一步骤，根据所述三维数据设定所述作业路径上的规定的第一作业点；以及

第二步骤，使第一坐标系与所述控制点位于所述第一作业点时的第二坐标系建立对应，所述第一坐标系设定于所述第一作业点，所述第二坐标系设定于所述机械手臂，

在所述第二步骤中，从所述第一作业点处的多个所述第一坐标系的候补中选择一个坐标系，并将所选择的坐标系作为第一校正坐标系设定于所述第一作业点；以及

在所述第二步骤中，从多个所述第一坐标系的候补中选择与所述控制点位于所述第一作业点时的所述第二坐标系的偏离满足规定条件的坐标系，在所述偏离满足规定条件的坐标系存在多个的情况下，将所述偏离最小的坐标系设为所述第一校正坐标系。

2.根据权利要求1所述的示教方法，其特征在于，

所述作业路径中包括所述控制点在所述第一作业点之后通过的第二作业点，

所述示教方法包括第三步骤，在所述第三步骤中，使设定于所述第二作业点的第一坐标系与所述控制点位于所述第二作业点时的所述第二坐标系匹配。

3.根据权利要求2所述的示教方法，其特征在于，

在所述第三步骤中，根据在所述第二步骤中设定的所述第一校正坐标系来设定第二校正坐标系。

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，

所述第一作业点根据所述机械手臂进行作业时所述作业对象物与所述机械手臂的位置关系来进行设定。