CN116728422A - 机器人示教控制方法、机器人示教装置以及机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供机器人示教控制方法、机器人示教装置以及机器人系统，能够进行高精度的示教作业。在机器人示教控制方法中，在进行机器人的示教的示教模式的情况下，在所述机器人的伺服控制为打开的期间，持续检测所述机器人的位置或姿态，在所述伺服控制从打开切换为关闭之后接受到示教指示的情况下，将最后检测到的所述位置或姿态作为示教位置或示教姿态进行存储。另外，每隔规定的间隔检测所述位置或姿态。

Description

机器人示教控制方法、机器人示教装置以及机器人系统

技术领域

本发明涉及机器人示教控制方法、机器人示教装置以及机器人系统。

背景技术

例如，在专利文献1中记载有使用示教器(示教装置)示教机器人的结构。另外，在示教器上设置有用于安全的启动开关，当按下启动开关时，伺服电源成为打开，当解除按下时，伺服电源成为关闭。因此，作业者需要在按下示教器的启动开关的状态下进行机器人的动作和示教指示。

专利文献1：日本特开2003-311665号公报

然而，如果在进行示教指示之前使伺服电源关闭，则机器人的姿态有可能因自重等而发生变化。因此，在进行示教指示之前，作业者需要持续按下启动开关来维持伺服电源为打开的状态。因此，存在作业者的负担容易变大的问题。

发明内容

在本发明的机器人示教控制方法中，在进行机器人的示教的示教模式的情况下，在所述机器人的伺服控制为打开的期间，持续检测所述机器人的位置或姿态，在所述伺服控制从打开切换为关闭之后接受到示教指示的情况下，将最后检测到的所述位置或姿态作为示教位置或示教姿态进行存储。

本发明的机器人示教装置具有进行机器人的示教控制的示教控制部，在进行机器人的示教的示教模式的情况下，在所述机器人的伺服控制为打开的期间，所述示教控制部持续检测所述机器人的位置或姿态，在所述伺服控制从打开切换为关闭之后接受到示教指示的情况下，所述示教控制部将最后检测到的所述位置或姿态作为示教位置或示教姿态进行存储。

本发明的机器人系统具有：机器人；以及机器人示教装置，进行所述机器人的示教控制，在进行机器人的示教的示教模式的情况下，在所述机器人的伺服控制为打开的期间，所述机器人示教装置持续检测所述机器人的位置或姿态，在所述伺服控制从打开切换为关闭之后接受到示教指示的情况下，所述机器人示教装置将最后检测到的所述位置或姿态作为示教位置或示教姿态进行存储。

附图说明

图1是表示优选实施方式所涉及的机器人控制系统的整体结构的立体图。

图2是表示机器人示教装置的俯视图。

图3是表示机器人示教控制方法的流程图。

附图标记说明

1…机器人系统；2…机器人；21…基座；22…机械臂；221…臂；222…臂；223…臂；224…臂；225…臂；226…臂；23…末端执行器；3…机器人控制装置；4…机器人示教装置；41…框体；42…显示画面；43…按钮组；44…启动开关；E…编码器；J1…关节；J2…关节；J3…关节；J4…关节；J5…关节；J6…关节；M…电机；S1…步骤；S2…步骤；S3…步骤；S4…步骤；S5…步骤；S6…步骤；S7…步骤。

具体实施方式

以下，基于附图所示的优选实施方式，对本发明的机器人示教控制方法、机器人示教装置以及机器人系统进行详细说明。

图1是表示优选实施方式所涉及的机器人控制系统的整体结构的立体图。图2是表示机器人示教装置的俯视图。图3是表示机器人示教控制方法的流程图。

图1所示的机器人系统1具有机器人2、控制机器人2的驱动的机器人控制装置3、以及示教机器人2的机器人示教装置4。

机器人2是进行精密设备、构成该精密设备的部件的供件、卸件、输送以及组装等作业的机器人。但是，机器人2的用途没有特别限定。如图1所示，机器人2是六轴机器人，具有基座21、与基座21转动自如地连结的机械臂22、以及与机械臂22的前端部连结的末端执行器23。

机械臂22是多个臂221、222、223、224、225、226转动自如地连结而成的机械臂，具备六个关节J1至J6。其中，关节J2、J3、J5是弯曲关节，关节J1、J4、J6是扭转关节。另外，关节J1、J2、J3、J4、J5、J6分别具备作为驱动源的电机M以及用于检测电机M的旋转量的编码器E。通过分别独立地驱动各关节J1、J2、J3、J4、J5、J6的电机M，能够使机器臂22在期望的轨道上移动。

以上，对机器人2进行了说明，但机器人2的结构没有特别限定。例如，机器人2可以是SCARA机器人(水平多关节机器人)、双臂机器人等。另外，机器人2可以固定在地面等，也可以固定在无人输送车(AGV)等移动装置上而能够移动。

机器人控制装置3独立地控制各关节J1至J6的驱动，使机器人2进行规定的作业。具体而言，机器人控制装置3通过使编码器E的检测结果反馈给电机M的驱动的伺服控制，独立地控制各关节J1至J6的驱动。机器人控制装置3例如由计算机构成，具有处理信息的处理器、与处理器可通信地连接的存储器、以及外部接口。另外，在存储器中保存有能够通过处理器执行的各种程序，处理器能够读取并执行存储在存储器中的各种程序等。

在进行机器人2的示教作业时，机器人示教装置4与机器人控制装置3连接。如图2所示，机器人示教装置4例如具有框体41、配置于框体41的显示画面42、按钮组43、以及启动开关44。在显示画面42上显示向作业者报告的各种信息，特别是显示当前的机器人2的位置姿态。另外，按钮组43例如包括用于对机器人2进行点动操作的方向键、用于设定点动操作时的移动速度的速度设定键、以及用于作为示教位置姿态进行存储的示教位置姿态指示键等。示教位置姿态是指例如在机器人2作业时所使用的机器人的位置姿态，包括示教位置和示教姿态中的至少一方，在本实施方式中包括双方。

启动开关44例如具有未按下的非按下、完全按下的全按下、处于非按下和全按下的中间位置的半按下这三个位置。并且，只有在半按下的情况下伺服电源才接通，各关节J1至J6的伺服控制成为打开(ON)，能够进行机器人2的点动操作(示教操作)。另一方面，在非按下和全按下的情况下，伺服电源不接通，各关节J1至J6的伺服控制成为关闭(OFF)，不能进行机器人2的点动操作。也就是说，机器人2停止。根据这样的结构，由于只要按压或放开启动开关44就能够使机器人2停止，因此能够进行安全的示教作业。但是，作为启动开关44的结构，只要能够切换伺服控制的打开/关闭(ON/OFF)，就没有特别限定。

机器人示教装置4例如由计算机构成，具有处理信息的处理器、与处理器可通信地连接的存储器、以及外部接口。另外，在存储器中保存有能够通过处理器执行的各种程序，处理器即作为示教控制部，能够读取并执行存储在存储器中的各种程序等。

需要说明的是，机器人示教装置4的结构没有特别限定。例如，显示画面42、按钮组43以及启动开关44中的至少一个也可以分开设置。另外，显示画面42是触摸屏，也可以兼作按钮组43。

接着，对使用了机器人示教装置4的机器人示教控制方法进行说明。在机器人示教控制方法中，在进行机器人2的示教的示教模式的情况下，在机器人2的伺服控制为打开的期间，持续检测机器人2的位置姿态，在伺服控制从打开切换为关闭后从作业者接受到示教指示的情况下，将最后检测到的位置姿态作为示教位置姿态进行存储。以下，基于图3所示的流程图进行具体说明。需要说明的是，位置姿态包括机器人2的位置和姿态中的至少一方，在本实施方式中，包括双方。

当示教模式开始时，以规定的周期(每隔时间间隔)检测机器人2的位置姿态，并作为当前位置姿态进行存储。需要说明的是，可以存储检测到的全部当前位置姿态，也可以更新为最新的当前位置姿态。机器人2的位置姿态能够基于各关节J1至J6的编码器E的检测结果来检测。这样，以规定的周期持续检测机器人2的当前位置姿态的同时，进行以下的作业。需要说明的是，通过以规定的周期持续检测机器人2的当前位置姿态，能够抑制检测间隔的偏差，进行高精度的示教作业。另外，作为检测机器人2的位置姿态的方法，不限于基于编码器E的检测结果的情况，例如，也可以通过基于使机器人2动作的动作指令值来检测机器人2的位置姿态。

首先，作为步骤S1，判定示教是否结束，也就是说，判定是否从作业者接受到示教结束的指令。在示教结束的情况下，结束示教模式。另一方面，在示教未结束的情况下，作为步骤S2，判定是否接受到示教指示。在未接受示教指示的情况下，作为步骤S3，判定伺服控制是否为打开。在伺服控制为打开的情况下，作为步骤S4，将最后检测到的当前位置姿态(最新的当前位置姿态)作为最终伺服打开位置姿态进行存储，返回步骤S1。另一方面，当在步骤S3中伺服控制为关闭的情况下，返回步骤S1。

在上述步骤S2中接受到示教指示的情况下，作为步骤S5，判定伺服控制是否为打开。在伺服控制为打开的情况下，作为步骤S6，将最后检测到的当前位置姿态(最新的当前位置姿态)作为示教位置姿态进行存储，返回步骤S1。另一方面，在伺服控制为关闭的情况下，作为步骤S7，将最后检测到的最终伺服打开位置姿态(最新的最终伺服打开位置姿态)作为示教位置姿态进行存储，返回步骤S1。

根据这样的机器人示教控制方法，在接受到示教指示时伺服控制为关闭的情况下，不是将最后检测到的当前位置姿态设定为示教位置姿态，而是将最后检测到的最终伺服打开位置姿态设定为示教位置姿态。由此，在通过点动操作使机器人2移动到想要设定为示教位置姿态的位置姿态后，接着按下示教指示键将该位置姿态设定为示教位置姿态之前，即使在因疲劳、疏忽等解除了启动开关44的半按下而使伺服控制成为关闭的情况下，也能够进行准确的示教。

具体而言，在使机器人2移动到想要设定为示教位置姿态的位置姿态后，当伺服控制成为关闭时，由于各关节J1至J6的动力消失(由于从用力的状态切换为脱力的状态)，因此机械臂22的位置姿态有可能因机械臂22的自重、齿轮的齿隙等而发生变化。因此，假设在伺服控制为关闭的情况下，将最后检测到的当前位置姿态设定为示教位置姿态，则示教位置姿态有可能偏离作业者期望的位置姿态。

与此相对，由于最后检测到的最终伺服打开位置姿态与作业者期望的位置姿态相同，因此通过将最后检测到的最终伺服打开位置姿态设定为示教位置姿态，能够将作业者期望的位置姿态设定为作业点。如上所述，根据本实施方式的机器人示教控制方法，即使在接受示教指示前伺服控制成为关闭的情况下，也能够进行准确的示教。因此，能够尽量缩短握住启动开关44的时间，能够减轻作业者的负担。另外，即使在因疏忽等而使伺服控制成为关闭的情况下，也能够进行准确的示教。

需要说明的是，对每个关节J1至J6都进行示教位置姿态的存储。也就是说，示教位置姿态包括各关节J1至J6的旋转量。由此，通过使各关节J1至J6与所存储的旋转量一致，能够准确地再现示教位置姿态。另外，不限于此，例如，示教位置姿态也可以包括以基座21为坐标系的基准位置的正交坐标系中的、作为控制点的工具中心点的位置姿态。需要说明的是，正交坐标系的基准位置可以是任意位置。

另外，机器人示教装置4具有能够对每个关节J1至J6选择伺服控制的打开/关闭的功能。换言之，具有即使在半按下启动开关44的状态下也能够选择使伺服控制维持在关闭的关节的功能。例如，根据机器人2所需的动作，有时存在不需要移动的关节。在这种情况下，如果所有的关节J1至J6一律成为伺服控制打开，则由于不需要移动的关节也接通伺服电源，因此会对该部分供给浪费的电力。因此，在存在不需要移动的关节的情况下，通过使作业者选择该关节，使得即使在半按下启动开关44的状态下也不接通伺服电源，能够进行省电下的示教作业。

在对于每个关节J1至J6选择伺服控制的打开/关闭的情况下，作为每个关节J1至J6的示教位置姿态，也可以判断是存储最后检测到的当前位置姿态(最新的当前位置姿态)，还是存储最后检测到的最终伺服打开位置姿态(最新的最终伺服打开位置姿态)。例如，如果在时刻t+1关节J1至J6为伺服控制打开，在时刻t+2关节J1为伺服控制关闭、关节J2至J6为伺服控制打开，在时刻t+3接受到示教指示，则对于关节J1，存储最后检测到的最终伺服打开位置姿态、即关节J1在时刻t+1的位置姿态，对于关节J2至J6，存储最后检测到的当前位置姿态、即关节J2至J6在时刻t+3的位置姿态。

以上，对机器人系统1进行了说明。在这样的机器人系统1中进行的机器人示教控制方法中，在进行机器人2的示教的示教模式的情况下，在机器人2的伺服控制为打开的期间，持续检测机器人2的位置或姿态即位置姿态，在伺服控制从打开切换为关闭后接受到示教指示的情况下，将最后检测到的位置姿态作为示教位置或示教姿态即示教位置姿态进行存储。根据这样的机器人示教控制方法，在使机器人2移动到想要设定为示教位置姿态的位置姿态后，接着将该位置姿态设定为示教位置姿态之前，即使伺服控制成为关闭的情况下，也能够进行准确的示教。

另外，如上所述，在机器人示教控制方法中，每隔规定的间隔检测位置姿态。由此，能够抑制检测间隔的偏差，进行高精度的示教作业。

另外，如上所述，在机器人示教控制方法中，机器人2具有多个关节J1至J6，对多个关节J1至J6分别存储示教位置姿态。由此，通过使各关节J1至J6与所存储的旋转量一致，能够准确地再现示教位置姿态。

另外，如上所述，机器人系统1所具备的机器人示教装置4是具有进行机器人2的示教控制的示教控制部的机器人示教装置4，在进行机器人2的示教的示教模式的情况下，在机器人2的伺服控制为打开的期间，示教控制部持续检测机器人2的位置或姿态即位置姿态，在伺服控制从打开切换为关闭后接受到示教指示的情况下，示教控制部将最后检测到的位置姿态作为示教位置或示教姿态即示教位置姿态进行存储。由此，在使机器人2移动到想要设定为示教位置姿态的位置姿态后，接着将该位置姿态设定为示教位置姿态之前，即使伺服控制成为关闭的情况下，也能够进行准确的示教。

另外，如上所述，机器人系统1具有机器人2以及进行机器人2的示教控制的机器人示教装置4，在进行机器人2的示教的示教模式的情况下，在机器人2的伺服控制为打开的期间，机器人示教装置4持续检测机器人2的位置或姿态即位置姿态，在伺服控制从打开切换为关闭后接受到示教指示的情况下，机器人示教装置4将最后检测到的位置姿态作为示教位置或示教姿态即示教位置姿态进行存储。由此，在使机器人2移动到想要设定为示教位置姿态的位置姿态后，接着将该位置姿态设定为示教位置姿态之前，即使伺服控制成为关闭的情况下，也能够进行准确的示教。

以上，基于图示的实施方式对本发明的机器人示教控制方法、机器人示教装置以及机器人系统进行了说明，但本发明不限定于此，各部的结构能够置换为具有相同功能的任意的结构。另外，也可以在本发明中附加其他任意的结构物。

Claims (5)

1.一种机器人示教控制方法，其特征在于，

在进行机器人的示教的示教模式的情况下，在所述机器人的伺服控制为打开的期间，持续检测所述机器人的位置或姿态，

在所述伺服控制从打开切换为关闭之后接受到示教指示的情况下，将最后检测到的所述位置或姿态作为示教位置或示教姿态进行存储。

2.根据权利要求1所述的机器人示教控制方法，其特征在于，

每隔规定的间隔检测所述位置或姿态。

3.根据权利要求1或2所述的机器人示教控制方法，其特征在于，

所述机器人具有多个关节，

对于多个所述关节分别存储所述示教位置或所述示教姿态。

4.一种机器人示教装置，其特征在于，具有进行机器人的示教控制的示教控制部，

在进行机器人的示教的示教模式的情况下，在所述机器人的伺服控制为打开的期间，所述示教控制部持续检测所述机器人的位置或姿态，

在所述伺服控制从打开切换为关闭之后接受到示教指示的情况下，所述示教控制部将最后检测到的所述位置或姿态作为示教位置或示教姿态进行存储。

5.一种机器人系统，其特征在于，具有：

机器人；以及

机器人示教装置，进行所述机器人的示教控制，

在进行机器人的示教的示教模式的情况下，在所述机器人的伺服控制为打开的期间，所述机器人示教装置持续检测所述机器人的位置或姿态，

在所述伺服控制从打开切换为关闭之后接受到示教指示的情况下，所述机器人示教装置将最后检测到的所述位置或姿态作为示教位置或示教姿态进行存储。