CN114981045A - 机器人的控制装置、机器人系统、控制方法及计算机程序 - Google Patents

Abstract

寻求一种能够适当地决定使机器人的作业位置从作业对象部位偏移的方向的技术。使机器人(12)移动来执行针对作业对象部位的作业的控制装置(16)具备：基准位置取得部(52)，其基于检测作业对象部位的传感器(14)的检测数据，取得该作业对象部位的位置作为基准位置；移动方向取得部(56)，其取得机器人(12)的移动方向；方向决定部(60)，其基于移动方向取得部(56)取得的移动方向，决定使机器人(12)相对于作业对象部位的作业位置从基准位置偏移的方向；以及机器人控制部(64)，其在进行针对作业对象部位的作业时，将机器人(12)定位于向从基准位置偏移的方向偏移了预定的偏移量的目标位置。

Description

机器人的控制装置、机器人系统、控制方法及计算机程序

技术领域

本发明涉及机器人的控制装置、机器人系统、控制方法以及计算机程序。

背景技术

已知有基于对作业对象部位进行检测的传感器的检测数据来控制机器人，并使该机器人执行针对作业对象部位的作业的控制方法(例如，专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平06-246660号公报

发明内容

发明所要解决的课题

从作业品质的提高或避免机器人与环境物的干涉等观点出发，存在想要使机器人的作业位置从作业对象部位稍微偏移的情况。在这样的情况下，要求能够适当地决定使作业位置偏移的方向的技术。

用于解决课题的手段

在本公开的一个方式中，使机器人移动来执行针对作业对象部位的作业的控制装置具备：基准位置取得部，其基于检测作业对象部位的传感器的检测数据，取得该作业对象部位的位置作为基准位置；移动方向取得部，其取得机器人的移动方向；方向决定部，其基于移动方向取得部取得的移动方向，决定使机器人相对于作业对象部位的作业位置从基准位置偏移的方向；以及机器人控制部，其在进行针对作业对象部位的作业时，将机器人定位在从基准位置取得部取得的基准位置向方向决定部决定的偏移的方向偏移了预定的偏移量的目标位置。

在本公开的其他方式中，使机器人移动来执行针对作业对象部位的作业的控制方法基于检测作业对象部位的传感器的检测数据，取得该作业对象部位的位置作为基准位置，取得机器人的移动方向，基于所取得的移动方向，决定使机器人相对于作业对象部位的作业位置从基准位置偏移的方向，在进行针对作业对象部位的作业时，将机器人定位在从所取得的基准位置向所决定的偏移的方向偏移了预定的偏移量的目标位置。

在本公开的另一其他方式中，计算机程序为了使机器人移动来执行针对作业对象部位的作业，使计算机作为以下部分发挥功能：基准位置取得部，其基于检测作业对象部位的传感器的检测数据，取得该作业对象部位的位置作为基准位置；移动方向取得部，其取得机器人的移动方向；方向决定部，其基于移动方向取得部取得的移动方向，决定使机器人相对于作业对象部位的作业位置从基准位置偏移的方向；以及机器人控制部，其在进行针对作业对象部位的作业时，将机器人定位于从基准位置取得部取得的基准位置向方向决定部决定的偏移的方向偏移了预定的偏移量的目标位置。

发明效果

根据本公开，例如在为了提高作业品质或者避免机器人与环境物的干涉而想要使作业位置从作业对象部位偏移的情况下等，能够考虑机器人的移动方向来适当地决定偏移的方向。

附图说明

图1是一实施方式的机器人系统的图。

图2是图1所示的机器人系统的框图。

图3是一实施方式的工件的图，虚线表示图1所示的末端执行器。

图4是表示图1所示的机器人系统的动作流程的一例的流程图。

图5是用于说明决定使机器人的作业位置从基准位置偏移的方向的方法的图。

图6是用于说明针对曲线状的作业对象部位决定使作业位置从基准位置偏移的方向的方法的图。

图7表示传感器的配置的其他例子。

图8是其他实施方式的控制装置的框图。

具体实施方式

以下，基于附图对本公开的实施方式进行详细说明。此外，在以下说明的各种实施方式中，对相同的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。首先，参照图1以及图2，对一实施方式的机器人系统10进行说明。机器人系统10具备机器人12、传感器14以及控制装置16。

在本实施方式中，机器人12是垂直多关节机器人，具有机器人基座18、旋转体20、机器人臂22、腕部24以及末端执行器26。机器人基座18固定于工件单元的地板。旋转体20以能够绕铅垂轴旋转的方式设置于机器人基座18。机器人臂22具有：下臂部28，其以能够转动的方式设置于旋转体20；以及上臂部30，其以能够转动的方式设置于该下臂部28的前端部。腕部24与上臂部30的前端部连结，使末端执行器26绕轴线A1转动。

在机器人12的组件(机器人基座18、旋转体20、机器人臂22、腕部24)分别内置有多个伺服电动机32(图1)。伺服电动机32根据来自控制装置16的指令，绕驱动轴驱动机器人12的各可动组件(旋转体20、机器人臂22、腕部24)。

末端执行器26例如是切削工具、激光加工头、焊炬或液剂涂敷器，以能够装卸的方式安装于腕部24。末端执行器26对工件W进行预定的作业(切削加工、激光加工、焊接、液剂涂敷等)。

传感器14例如是检测后述的工件W那样的物体的形状，并且测定到该物体为止的距离的3维传感器。在本实施方式中，传感器14是具有沿着光轴A2射出光(例如激光)的射出部、以及接收由物体反射的该光并进行光电转换的拍摄传感器(CCD、CMOS等)的激光扫描式的3维传感器，经由安装件34固定于末端执行器26的基座部26a。

控制装置16控制机器人12以及传感器14的动作。具体而言，控制装置16是具有处理器40、存储器42以及I/O接口44的计算机。处理器40具有CPU或GPU等，经由总线45与存储器42和I/O接口44可通信地连接。

处理器40与存储器42和I/O接口44进行通信，并且进行用于实现后述的机器人系统10的功能的运算处理。存储器42具有ROM或RAM等，暂时或永久地存储各种数据。I/O接口44具有以太网(注册商标)端口、USB端口或HDMI(注册商标)端子等，在处理器40的指令下，与外部设备进行数据通信。

上述的机器人12的伺服电动机32以及传感器14以能够通过有线或无线进行通信的方式与I/O接口44连接，处理器40经由I/O接口44向伺服电动机32以及传感器14发送指令。另外，在本实施方式中，显示装置46以及输入装置48以能够通过有线或无线进行通信的方式与I/O接口44连接。

显示装置46具有LCD或有机EL显示器等，处理器40经由I/O接口44向显示装置46发送图像数据，使该显示装置46显示图像。输入装置48具有键盘、鼠标或触摸传感器等，将操作员输入的输入信息向I/O接口44发送。此外，显示装置46以及输入装置48既可以与控制装置16一体地设置，也可以与控制装置16分体地设置。

在机器人12中设定有机器人坐标系CR。机器人坐标系CR是用于控制装置16自动控制机器人12的各可动组件的控制坐标系。在本实施方式中，机器人坐标系CR以其原点配置于机器人基座18的中心且其z轴与旋转体20的旋转轴一致的方式对机器人12进行设定。

另一方面，在末端执行器26中设定了工具坐标系CT。该工具坐标系CT是用于自动控制机器人坐标系CR中的末端执行器26的位置以及姿势的控制坐标系。在本实施方式中，以其原点位于末端执行器26的作业端的中心(所谓的TCP)，其z轴与轴线A1平行(具体而言，一致)的方式对末端执行器26设定工具坐标系CT。

例如，在末端执行器26为激光加工头、焊炬或液剂涂敷器的情况下，末端执行器26的作业端为激光加工头的喷嘴的激光射出口、焊炬的前端或液剂涂敷器的液剂喷射口，从该作业端沿着输出轴O输出激光、焊接用线材或液剂(粘接剂、涂料、涂敷液等)。在该情况下，工具坐标系CT的z轴被设定为与输出轴O平行(具体而言，一致)。或者，在末端执行器26为切削工具的情况下，该末端执行器26的作业端例如为切削工具的中心点(或前端点)。

控制装置16使机器人12的各可动组件动作，以使末端执行器26的位置及姿势与由工具坐标系CT规定的位置及姿势一致。这样，末端执行器26通过机器人12而移动，配置于机器人坐标系CR中的任意的位置及姿势。

另外，在工件W中设定有工件坐标系CW。工件坐标系CW是用于控制末端执行器26相对于工件W的位置的控制坐标系。在本实施方式中，工件坐标系CW以其z轴方向与铅垂方向平行的方式相对于工件W固定地设定。

另外，在传感器14中设定有传感器坐标系CS。传感器坐标系CS是规定取得用于机器人12的控制的检测数据的传感器14的位置和光轴A2的方向的控制坐标系，以其z轴与传感器14的光轴A2一致的方式对该传感器14进行设定。传感器坐标系CS与工具坐标系CT的位置关系通过校准是已知的。通过该已知的位置关系，传感器坐标系CS的坐标与工具坐标系CT的坐标能够经由第一坐标变换数据(例如雅可比矩阵)相互变换。

另外，机器人坐标系CR的坐标与工具坐标系CT的坐标能够经由第二坐标变换数据(例如雅可比矩阵)相互变换。因此，传感器坐标系CS的坐标与机器人坐标系CR的坐标能够经由工具坐标系CT相互变换。此外，在本实施方式中，以传感器坐标系CS的z轴与工具坐标系CT的z轴平行的方式设定该传感器坐标系CS。

控制装置16使机器人12的末端执行器26向工件W的作业对象部位B移动，使该末端执行器26执行对作业对象部位B的作业。图3表示工件W的一例。图3所示的工件W具有第一部件W1和载置于该第一部件W1上的第二部件W2。

第一部件W1以及第二部件W2是与工件坐标系CW的x-y平面(即，水平面)大致平行地设置的平板部件。在本实施方式中，作业对象部位B设定于第二部件W2的底面的侧缘与第一部件W1的上表面的边界线，并配置为沿工件坐标系CW的y轴方向延伸。

控制装置16使机器人12动作，使末端执行器26(或者TCP)沿着作业对象部位B朝向工件坐标系CW的y轴正方向移动，并且通过末端执行器26在作业位置WP对作业对象部位B进行作业。更具体而言，控制装置16的处理器40按照用于使机器人12执行针对作业对象部位B的作业的作业程序MP，生成针对机器人12的各伺服电动机32的指令。

该作业程序MP是计算机程序，例如通过向机器人12示教在进行针对作业对象部位B的作业时使末端执行器26(或者TCP)定位的示教位置TP_n(n＝1、2、3、···)来预先构建。在作业程序MP中规定了机器人坐标系CR中的示教位置TP_n的位置数据、使末端执行器26在2个示教位置TP_n-1以及TP_n之间移动的移动速度等。将作业程序MP预先存储在存储器42中。

此外，在本实施方式中，作业对象部位B是沿着工件坐标系CW的y轴延伸的大致直线，控制装置16一边使末端执行器26与工件坐标系CW的x-y平面平行地移动，一边从作业对象部位B的工件坐标系CW的y轴负方向的端部朝向y轴正方向对作业对象部位B进行作业。

在通过机器人12进行作业时，传感器14相对于末端执行器26的作业位置WP，在该末端执行器26的移动方向的前方的位置检测作业对象部位B。具体而言，如图3所示，传感器14相对于作业位置WP在末端执行器26的移动方向的前方(在图3的例子中为工件坐标系CW的y轴正方向)的位置DP向工件W照射光(激光)，根据来自该工件W的反射光检测工件W的形状，由此检测作业对象部位B。

在此，在使末端执行器26执行对作业对象部位B的作业时，操作员从作业品质的提高、或者避免末端执行器26与周围的环境物(包括工件W)的干涉等观点出发，有时有意地使末端执行器26的作业位置WP从作业对象部位B偏移。因此，本实施方式的控制装置16以在对作业对象部位B进行作业时使作业位置WP从作业对象部位B偏移的方式控制机器人12。

例如，处理器40生成用于输入作业位置WP的偏移量δ的输入图像数据，并显示于显示装置46。操作员一边目视确认显示于显示装置46的输入图像，一边操作输入装置48，将偏移量δ例如作为数值而输入。I/O接口44从显示装置46接收偏移量δ的输入信息。这样，在本实施方式中，I/O接口44作为接收偏移量δ的输入信息的输入接收部50(图2)发挥功能。处理器40通过I/O接口44取得偏移量δ，并存储在存储器42中。

接下来，参照图4，对控制装置16对机器人12的控制流程的一例进行说明。图4所示的流程在处理器40从操作员、上位控制器或计算机程序(例如，作业程序MP)接收到作业开始指令时开始。此外，在图4所示的流程的开始时间点，传感器14的检测位置DP也可以配置于作业对象部位B的起点(即，工件坐标系CW的y轴负方向的端部)。

在步骤S1中，处理器40开始基准位置RP的取得。具体而言，处理器40启动传感器14，传感器14开始检测作业对象部位B并将检测数据向处理器40发送的动作。作为一例，传感器14将映现作业对象部位B的传感器坐标系CS的3D图像数据作为检测数据发送给处理器40。处理器40对来自传感器14的3D图像数据进行图像处理来确定作业对象部位B，取得作业对象部位B在传感器坐标系CS中的位置P_S(具体而言，传感器坐标系CS的坐标)的数据。

作为另一例，传感器14具有对映现作业对象部位B的传感器坐标系CS的3D图像数据进行图像处理来确定作业对象部位B的图像处理部，取得所确定的作业对象部位B在传感器坐标系CS中的位置P_S(坐标)的数据。然后，传感器14将作业对象部位B在传感器坐标系CS中的位置P_S的数据作为检测数据而发送给处理器40。

处理器40通过将所取得的传感器坐标系CS的位置P_S变换为机器人坐标系CR，来取得作业对象部位B在机器人坐标系CR中的位置RP作为基准位置。这样，在本实施方式中，处理器40作为基于传感器14的检测数据取得基准位置RP的基准位置取得部52(图2)发挥功能。在步骤S1开始后，在后述的步骤S9中判定为“是”之前，传感器14连续地检测作业对象部位B，处理器40连续地取得基准位置RP。

在步骤S2中，处理器40开始机器人12的移动。具体而言，处理器40按照作业程序MP生成针对机器人12的伺服电动机32的位置指令PC，使机器人12的可动组件动作，为了使末端执行器26配置于第一示教位置TP₁而使该末端执行器26移动。

此外，在本实施方式中，处理器40在该步骤S2开始后，以使工具坐标系CT(或传感器坐标系CS)的z轴与工件坐标系CW(或机器人坐标系CR)的z轴平行的方式一边控制末端执行器26的姿势，一边使该末端执行器26移动。在步骤S3中，处理器40将确定第n示教位置TP_n的编号“n”设置为“1”。

在步骤S4中，处理器40取得机器人12的移动方向MD_n。作为一例，处理器40在步骤S2开始后，使末端执行器26移动的期间，反复取得末端执行器26的位置EP。例如，处理器40能够从设置于各伺服电动机32的旋转检测器(编码器、霍尔元件等)接收位置反馈FB，并基于该位置反馈FB，通过运算来求出末端执行器26(或TCP)在机器人坐标系CR中的位置EP。

取而代之，也可以设置能够测定末端执行器26在机器人坐标系CR中的位置的位置测定器，处理器40取得该位置测定器测定出的末端执行器26的位置EP。例如，位置测定器具有设置于末端执行器26的照相机，处理器40能够根据该照相机的拍摄图像数据来计算末端执行器26的位置EP。这样，在本实施方式中，处理器40作为在机器人12(具体而言，末端执行器26)移动的期间反复取得该机器人12的位置EP的机器人位置取得部54(图1)发挥功能。

接着，处理器40使用在该步骤S4的开始时间点(或即将开始之前)取得的末端执行器26的第m位置EP_m、和在该第m位置EP_m之前取得的末端执行器26的第m-1位置EP_m-1，求出该步骤S4的开始时间点的末端执行器26的移动方向MD_n，作为从第m-1位置EP_m-1向第m位置EP_m的向量的方向。

此外，处理器40也可以使用3个以上的位置EP_m来求出移动方向MD_n。例如，处理器40可以计算从位置EP_m-3到位置EP_m-2的向量V₃的方向、从位置EP_m-2到位置EP_m-1的向量V₂的方向和从位置EP_m-1到位置EP_m的向量V₁的方向的和(或平均)，并将该和(或平均)的方向作为移动方向MD_n而求出。

这样，处理器40取得机器人12(具体而言，末端执行器26)的移动方向MD_n。因此，在本实施方式中，处理器40作为移动方向取得部56(图2)发挥功能。此外，如上所述，在本实施方式中，处理器40使末端执行器26与工件坐标系的x-y平面平行地移动，因此移动方向MD_n与工件坐标系的x-y平面平行。

在步骤S5中，处理器40基于最近在步骤S4中取得的移动方向MD_n，决定使机器人12的作业位置WP从基准位置RP_n偏移的方向SD_n。具体而言，处理器40首先将与最近在步骤S4中取得的移动方向MD_n正交的方向设定为基准方向RD。

在本实施方式中，处理器40将基准方向RD设定为与作为控制坐标系的工件坐标系CW(或者机器人坐标系CR)的z轴平行的方向。由此，处理器40作为设定基准方向RD的基准方向设定部58(图2)发挥功能。此外，操作员也可以操作输入装置48，预先输入将基准方向RD设定为与工件坐标系CW(或者机器人坐标系CR)的z轴平行的方向的设定信息。而且，处理器40也可以根据该设定信息来设定基准方向RD。

接下来，处理器40将偏移方向SD_n决定为与移动方向MD_n以及基准方向RD正交的方向。例如，处理器40求出最近取得的移动方向MD_n的单位向量，并且求出所设定的基准方向RD的单位向量，通过运算求出移动方向MD_n的单位向量与基准方向RD的单位向量的外积，由此能够求出偏移方向SD_n。

在图5中，用箭头表示移动方向MD_n、基准方向RD以及偏移方向SD_n。在图5所示的例子中，偏移方向SD_n被决定为与移动方向MD_n以及基准方向RD正交、且朝向移动方向MD_n的右侧的方向。这样，在本实施方式中，处理器40作为决定偏移方向SD_n的方向决定部60(图2)发挥功能。

另外，操作员也可以操作输入装置48，预先输入用于设定将偏移方向SD_n设为朝向移动方向MD_n的左侧和右侧中的哪一侧的方向的设定信息。而且，处理器40也可以根据该设定信息，将偏移方向SD_n决定为朝向移动方向MD_n的左侧或右侧的方向。

在步骤S6中，处理器40设定校正坐标系CA。具体而言，处理器40将校正坐标系CA设定为具有与最近在步骤S5中决定的偏移方向SD_n平行的x轴、与最近在步骤S4中取得的移动方向MD_n平行的y轴以及与基准方向RD平行的z轴的正交坐标系。

图5示例了校正坐标系CA。处理器40以将校正坐标系CA的原点例如配置于在该时间点设定的工具坐标系CT的原点(即，TCP)的方式设定校正坐标系CA。这样，在本实施方式中，处理器40作为设定校正坐标系CA的坐标系设定部62(图2)发挥功能。

在步骤S7中，处理器40以校正坐标系CA为基准生成位置校正指令AC_n。如图5所示，位置校正指令AC_n是用于将为了作业而定位末端执行器26的位置在校正坐标系CA中从第n示教位置TP_n校正为第n目标位置GP_n的指令。

第n目标位置GP_n是从第n基准位置RP_n向最近在步骤S5中决定的偏移方向SD_n偏移了预先存储于存储器的偏移量δ后的位置。该第n基准位置RP_n例如被确定为距第n示教位置TP_n的距离最小的、传感器14检测出的作业对象部位B上的点。

处理器40基于第n示教位置TP_n和第n基准位置RP_n的位置数据以及偏移方向SD_n和偏移量δ，以校正坐标系CA为基准生成位置校正指令AC_n。作为一例，处理器40使用第n示教位置TP_n以及第n基准位置RP_n的位置数据，求出从第n示教位置TP_n到基准位置RP_n的位置校正向量V1_n。

与此同时，处理器40使用第n基准位置RP_n的位置数据和偏移方向SD_n以及偏移量δ，求出从第n基准位置RP_n朝向偏移方向SD_n的大小δ的位置校正向量V2_n。然后，处理器40生成位置校正指令AC_n作为校正坐标系CA中的位置校正向量V1_n与位置校正向量V2_n之和。

作为另一例，处理器40使用第n基准位置RP_n的位置数据和偏移方向SD_n及偏移量δ来确定第n目标位置GP_n，并取得校正坐标系CA中的第n目标位置GP_n的位置数据(坐标)。假设将第n基准位置RP_n的校正坐标系CA的坐标设为(x_A，y_A，z_A)，则第n目标位置GP_n的校正坐标系CA的坐标成为(x_A+δ，y_A，z_A)。然后，处理器40使用第n示教位置TP_n以及第n目标位置GP_n的位置数据，生成位置校正指令AC_n。

处理器40将所生成的校正坐标系CA的位置校正指令ACn变换为机器人坐标系CR，并加上用于将末端执行器26定位于第n示教位置TP_n的位置指令PC_n，由此对该位置指令PC_n进行校正。然后，处理器40向伺服电动机32发送校正后的位置指令PC_n’。这样，处理器40按照校正后的位置指令PC_n’使机器人12动作，使末端执行器26朝向第n目标位置GP_n移动。

在步骤S8中，处理器40判定机器人12是否到达了第n目标位置GP_n。例如，处理器40基于位置反馈FB依次求出末端执行器26(TCP)的位置EP，并监视该位置EP，由此判定末端执行器26(TCP)是否到达了第n目标位置GP_n。

处理器40在判定为机器人12到达了第n目标位置GP_n(即，“是”)的情况下，进入步骤S9，另一方面，在判定为机器人12未到达第n目标位置GP_n(即，“否”)的情况下，循环进行步骤S8。此外，在该步骤S8的开始时间点确定第n示教位置TP_n的编号“n”被设置为“1”的情况下，在该步骤S8中判定为“是”时，处理器40启动末端执行器26，开始该末端执行器26的作业。

在步骤S9中，处理器40判定确定第n示教位置TP_n的编号“n”是否为n＝ν。在此，ν例如是作业程序MP所规定的示教位置TP_n的总数。处理器40在n＝ν的情况下判定为“是”，进入步骤S11，另一方面，在n＜ν的情况下判定为“否”，进入步骤S10。在步骤S10中，处理器40使确定第n示教位置TP_n的编号“n”增加“1”(即，n＝n+1)。然后，处理器40返回到步骤S4。

这样，在步骤S9判定为“是”之前，处理器40反复执行步骤S4～S10的循环，一边将末端执行器26沿着与加工程序MP所规定的示教路径PT(图5)不同的移动路径PG依次定位于第一目标位置GP₁、第二目标位置GP₂、…、第ν目标位置GP_ν，一边通过末端执行器26沿着作业对象部位B进行作业。因此，处理器40作为在对作业对象部位B进行作业时将机器人12(具体而言，末端执行器26)定位于目标位置GP_n的机器人控制部64(图2)发挥功能。

在步骤S9中判定为“是”的情况下，处理器40使末端执行器26的动作停止，从而结束作业。如以上那样，在本实施方式中，控制装置16基于机器人12的移动方向MD_n来决定使机器人12的作业位置WP从基准位置RP_n偏移的方向SD_n。根据该结构，例如在为了提高作业品质或者避免末端执行器26与环境物的干涉而想要使作业位置WP从作业对象部位B偏移的情况下等，能够考虑机器人12的移动方向MD_n来适当地决定偏移方向SD_n。

另外，在本实施方式中，控制装置16设定基准方向RD，将偏移方向SD_n决定为与移动方向MD_n以及基准方向RD正交的方向。根据该结构，能够根据移动方向MD_n以及基准方向RD更详细地决定偏移方向SD_n。

另外，在本实施方式中，控制装置16将基准方向RD设定为与作为控制坐标系的工件坐标系CW(或者机器人坐标系CR)的z轴方向平行的方向。由此，能够以工件坐标系CW(或者机器人坐标系CR)为基准来决定偏移方向SD_n。根据该结构，操作员容易识别工件坐标系CW(或机器人坐标系CR)的轴向，因此能够容易且直观地识别偏移方向SD_n。

另外，在本实施方式中，控制装置16基于偏移方向SD_n、移动方向MD_n以及基准方向RD来设定校正坐标系CA，并以该校正坐标系CA为基准来生成位置校正指令AC_n。根据该结构，控制装置16能够在校正坐标系CA中高效地生成位置校正指令AC_n，因此能够实现图4中的步骤S4～S10的循环的处理速度的高速化。

另外，在本实施方式中，在上述的步骤S4中，控制装置16反复取得机器人12的位置EP_m，并使用多个EP_m-1、EP_m求出移动方向MD_n。根据该结构，能够可靠且迅速地取得机器人12的移动方向MD_n。另外，在本实施方式中，I/O接口44作为输入接收部50发挥功能，事先接收偏移量δ的输入信息。根据该结构，操作者能够预先任意地设定偏移量δ。

处理器40也可以按照预先存储于存储器42的计算机程序来执行图4所示的流程。该计算机程序为了使机器人12移动来执行针对作业对象部位B的作业，使控制装置16(具体而言，处理器40)作为基准位置取得部52、机器人位置取得部54、移动方向取得部56、基准方向设定部58、方向决定部60、坐标系设定部62以及机器人控制部64发挥功能。该计算机程序例如可以嵌入到上述的作业程序MP中，或者也可以与作业程序MP分开制作。

此外，在上述的实施方式中，第n次(n≥3)执行步骤S4～S10的循环的情况下，在步骤S4中，处理器40也可以使用第n-1目标位置GP_n-1和第n-2目标位置GP_n-2，取得末端执行器26的移动方向MD_n作为从第n-2目标位置GP_n-2朝向第n-1目标位置GP的向量的方向。

另外，在上述的实施方式中，对作业对象部位B为大致直线的情况进行了叙述，但控制装置16对于曲线状(例如，圆弧状)的作业对象部位B也能够适当地决定偏移方向SD_n。具体而言，如图6所示，处理器40通过执行图4的流程，能够基于移动方向MD_n来决定偏移方向SD_n，并以校正坐标系CA为基准来生成位置校正指令AC_n。

此外，在图6所示那样的曲线状的作业对象部位B的情况下，在上述的步骤S4中，处理器40也可以求出加工程序MP所规定的第n示教位置TP_n处的示教轨迹PT(或者从传感器14的检测数据提取出的作业对象部位B的轨迹线)的切线方向，取得该切线方向作为移动方向MD_n。

另外，在上述的实施方式中，传感器14以其光轴A2与工具坐标系CT的z轴平行的方式设置，但也可以以光轴A2相对于工具坐标系CT的z轴倾斜的方式设置。图7示出了这样的方式。在图7所示的方式中，传感器14的光轴A2相对于工具坐标系CT的z轴倾斜，传感器坐标系CS被设定为其z轴与光轴A2一致。在这样的方式中，控制装置16也能够通过执行图4所示的流程，基于移动方向MD_n来决定偏移方向SD_n，并以校正坐标系CA为基准来生成位置校正指令AC_n。

另外，在上述的步骤S5中，处理器40也可以将基准方向RD设定为与作为控制坐标系的工具坐标系CT的z轴平行的方向。取而代之，处理器40也可以将基准方向RD设定为与传感器坐标系CS的z轴平行的方向，或者，也可以设定为与规定作业单元的3维空间的控制坐标系即世界坐标系的1个轴(例如，z轴)平行的方向。

另外，在上述的实施方式中，对处理器40使末端执行器26与工件坐标系CW的x-y平面平行地移动的情况进行了叙述，但不限于此，处理器40也可以使末端执行器26与工件坐标系CW的x-y平面不平行地移动。例如，从第n-1示教位置TP_n-1向第n示教位置TP_n的示教轨迹PT能够与工件坐标系CW的x-y平面不平行。

在该情况下，处理器40在上述的步骤S5中求出最近在步骤S4中取得的移动方向MD_n的、与工件坐标系CW的x-y平面平行的成分MD_n’。另外，处理器40如上述那样设定基准方向RD。接下来，处理器40也可以将偏移方向SD_n决定为与成分MD_n’和基准方向RD正交的方向。

取而代之，在上述的步骤S5中，处理器40也可以首先将与最近在步骤S4中取得的移动方向MD_n正交且与工件坐标系CW(或者机器人坐标系CR)的y-z平面平行的方向设定为基准方向RD。接着，处理器40也可以将偏移方向SD_n决定为与移动方向MD_n和基准方向RD正交的方向。处理器40能够基于这样决定的偏移方向SD_n、移动方向MD_n以及基准方向RD，执行上述的步骤S6以及S7。

另外，传感器14不限于上述的激光扫描式的3维传感器，例如也可以是具有多个照相机和根据该多个照相机拍摄到的物体的图像数据来测定到该物体为止的距离的图像处理部的3维视觉传感器，或者也可以是能够检测作业对象部位B的任何类型的传感器。

另外，在上述的实施方式中，第n目标位置GP_n也可以被设定在从第n基准位置RP_n向在步骤S5中决定的偏移方向SD_n偏移了偏移量δ、且向工件坐标系CW(或者机器人坐标系CR)的z轴正方向偏移了预定的偏移量δ’后的位置。在该情况下，若将图5中的第n基准位置RP_n的校正坐标系CA的坐标设为(x_A，y_A，z_A)，则第n目标位置GP_n的校正坐标系CA的坐标成为(x_A+δ，y_A，z_A+δ’)。

在该情况下，也可以是操作者操作输入装置48，将偏移量δ’例如作为数值而输入，I/O接口44作为输入接收部50发挥功能而接收偏移量δ’的输入信息。并且，处理器40也可以在上述的步骤S7中，使用第n基准位置RP_n的位置数据、偏移方向SD_n、偏移量δ以及δ’来确定第n目标位置GP_n，生成位置校正指令AC_n。

另外，在上述的实施方式中，对将作业对象部位B设定于第二部件W2的底面的侧缘与第一部件W1的上表面的边界线的情况进行了叙述。然而，也可以将作业对象部位B设定于第二部件W2的上表面的侧缘。而且，也可以将第n目标位置GP_n设定在从第n基准位置RP_n向在步骤S5中决定的偏移方向SD_n偏移了偏移量δ、且向工件坐标系CW(或机器人坐标系CR)的z轴负方向偏移了预定的偏移量δ”后的位置。

在该情况下，若将图5中的第n基准位置RP_n的校正坐标系CA的坐标设为(x_A，y_A，z_A)，则第n目标位置GP_n的校正坐标系CA的坐标成为(x_A+δ，y_A，z_A-δ”。在该情况下，也可以是操作者操作输入装置48，将偏移量δ”例如作为数值而输入，I/O接口44作为输入接收部50发挥功能而接收偏移量δ”的输入信息。然后，处理器40也可以在上述的步骤S7中，使用第n基准位置RP_n的位置数据、偏移方向SD_n、偏移量δ以及δ”来确定第n目标位置GP_n，并生成位置校正指令AC_n。

另外，也可以从图2所示的实施方式中省略基准方向设定部58。在该情况下，处理器40也可以在上述步骤S5中，将偏移方向SD_n决定为与移动方向MD_n正交且与工件坐标系CW(或机器人坐标系CR)的x-y平面平行的方向。或者，处理器40也可以将偏移方向SD_n决定为相对于移动方向MD_n倾斜了预定的角度θ的方向。也可以将该角度θ的信息预先存储在存储器42中。

另外，也可以从图2所示的实施方式中省略坐标系设定部62。在该情况下，也可以从图4所示的流程中省略步骤S6，处理器40在上述的步骤S7中，例如以工具坐标系CT或者机器人坐标系CR为基准来生成位置校正指令AC_n。

另外，也可以从图2所示的实施方式中省略坐标系设定部62，并且省略在作业程序MP中规定的示教位置TP_n(n＝1、2、3、···)。在该情况下，能够从图4的流程中省略步骤S6以及S7。具体而言，在步骤S5中，处理器40基于最近在步骤S4中取得的移动方向MD_n来决定从第n基准位置RP_n偏移的方向SD_n，接着，使用第n基准位置RP_n的位置数据、偏移方向SD_n以及偏移量δ来决定第n目标位置GP_n。

然后，处理器40取得机器人坐标系CR中的第n目标位置GP_n的位置数据(坐标)，根据该位置数据生成针对各伺服电动机32的位置指令PC，使末端执行器26朝向第n目标位置GP_n移动。这样，在本实施方式中，处理器40不生成上述的位置校正指令AC_n，而基于基准位置RP_n来依次生成用于将末端执行器26定位于第n目标位置GP_n的位置指令PC。

另外，也能够从图2所示的实施方式中省略机器人位置取得部54。作为一例，在上述的步骤S4中，处理器40也可以基于传感器14的检测数据，取得从第n-1基准位置RP_n-1向第n基准位置RP_n的向量的方向作为移动方向MD_n。或者，处理器40也可以从传感器14的检测数据中提取作业对象部位B的轨迹线，求出第n基准位置RP_n处的该轨迹线的切线方向，取得该切线方向作为移动方向MD_n。

作为另一例，处理器40也可以从对伺服电动机32的位置指令PC取得机器人12的移动方向MD_n。具体而言，处理器40也可以根据在该步骤S4的开始时间点(或即将开始之前)向伺服电动机32发送的位置指令PC_m和在该位置指令PC_m之前向伺服电动机32发送的位置指令PC_m-1，求出在该步骤S4的开始时间点的末端执行器26的移动方向MD_n。

作为另一例，处理器40也可以从作业程序MP取得机器人12的移动方向MD_n。例如，处理器40也可以根据作业程序MP所规定的示教位置TP，求出步骤S4的开始时间点(或即将开始之前)的末端执行器26的示教路径PT(图5)，并根据该示教路径PT，取得该时间点的末端执行器26的移动方向MD_n。

如以上那样，处理器40能够使用位置反馈FB、位置指令PC、加工程序MP(示教位置TP、示教路径PT)以及传感器14的检测数据(基准位置RP、作业对象部位B的轨迹线)中的任一个来取得移动方向MD_n。另外，也可以从图2所示的实施方式中省略输入接收部50。例如，存储器42也可以预先存储偏移量δ作为所需值。

图8示出了省略了输入接收部50、机器人位置取得部54、坐标系设定部62以及基准方向设定部58的控制装置16’。控制装置16’具备上述的基准位置取得部52、移动方向取得部56、方向决定部60以及机器人控制部64。控制装置16’例如是具有处理器以及存储器的计算机，该处理器作为移动方向取得部56、方向决定部60以及机器人控制部64发挥功能。

在该控制装置16’中，例如，方向决定部60也可以将偏移方向SD_n决定为与移动方向MD_n正交且与工件坐标系CW(或者机器人坐标系CR)的x-y平面平行的方向、或者与移动方向MD_n倾斜了预定的角度θ的方向。以上，通过实施方式对本公开进行了说明，但上述的实施方式并不限定请求专利保护的范围所涉及的发明。

符号说明

10 机器人系统

12 机器人

14 传感器

16，16’ 控制装置

40 处理器

52 基准位置取得部

54 机器人位置取得部

56 移动方向取得部

58 基准方向设定部

60 方向决定部

62 坐标系设定部

64 机器人控制部。

Claims (10)

1.一种控制装置，其使机器人移动来执行针对作业对象部位的作业，其特征在于，所述控制装置具备：

基准位置取得部，其基于检测所述作业对象部位的传感器的检测数据，取得该作业对象部位的位置作为基准位置；

移动方向取得部，其取得所述机器人的移动方向；

方向决定部，其基于所述移动方向取得部取得的所述移动方向，决定使所述机器人相对于所述作业对象部位的作业位置从所述基准位置偏移的方向；以及

机器人控制部，其在进行针对所述作业对象部位的所述作业时，将所述机器人定位在从所述基准位置取得部取得的所述基准位置向所述方向决定部决定的所述偏移的方向偏移了预定的偏移量的目标位置。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述控制装置还具备将与所述移动方向正交的方向设定为基准方向的基准方向设定部，

所述方向决定部将所述偏移的方向决定为与所述移动方向以及所述基准方向正交的方向。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，

所述基准方向设定部将所述基准方向设定为与用于控制所述机器人的控制坐标系的轴向平行的方向。

4.根据权利要求2或3所述的控制装置，其特征在于，

所述控制装置还具备：坐标系设定部，其设定具有与所述移动方向平行的第一轴、与所述基准方向平行的第二轴以及与所述偏移的方向平行的第三轴的校正坐标系，

所述机器人控制部以所述校正坐标系为基准生成位置校正指令，所述位置校正指令用于将为了所述作业而定位所述机器人的位置从用于使所述机器人执行该作业的作业程序中规定的该机器人的示教位置校正为所述目标位置。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的控制装置，其特征在于，

所述控制装置还具备在所述机器人移动的期间反复取得该机器人的位置的机器人位置取得部，

所述移动方向取得部使用所述机器人位置取得部取得的所述机器人的第一所述位置和在该第一位置之前所述机器人位置取得部取得的所述机器人的第二所述位置来求出所述移动方向。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的控制装置，其特征在于，

所述控制装置还具备接收所述偏移量的输入信息的输入接收部。

7.一种机器人系统，其特征在于，具备：

机器人，其对作业对象部位进行作业；

传感器，其检测所述作业对象部位；以及

权利要求1～6中的任一项所述的控制装置。

8.根据权利要求7所述的机器人系统，其特征在于，

所述传感器以相对于所述作业位置在所述移动方向的前方的位置检测所述作业对象部位的方式设置于所述机器人，

所述基准位置取得部基于所述传感器在所述前方的位置检测出的所述检测数据来取得所述基准位置。

9.一种控制方法，使机器人移动来执行针对作业对象部位的作业，其特征在于，所述控制方法具备如下步骤：

基于检测所述作业对象部位的传感器的检测数据，取得该作业对象部位的位置作为基准位置；

取得所述机器人的移动方向；

基于所取得的所述移动方向，决定使所述机器人相对于所述作业对象部位的作业位置从所述基准位置偏移的方向；以及

在进行针对所述作业对象部位的所述作业时，将所述机器人定位在从所取得的所述基准位置向所决定的所述偏移的方向偏移了预定的偏移量的目标位置。

10.一种计算机程序，其为了使机器人移动来执行针对作业对象部位的作业，使计算机作为如下部件发挥功能：

基准位置取得部，其基于检测所述作业对象部位的传感器的检测数据，取得该作业对象部位的位置作为基准位置；

移动方向取得部，其取得所述机器人的移动方向；

方向决定部，其基于所述移动方向取得部取得的所述移动方向，决定使所述机器人相对于所述作业对象部位的作业位置从所述基准位置偏移的方向；以及

机器人控制部，其在进行针对所述作业对象部位的所述作业时，将所述机器人定位在从所述基准位置取得部取得的所述基准位置向所述方向决定部决定的所述偏移的方向偏移了预定的偏移量的目标位置。

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