CN116761197A - 路径生成装置及方法 - Google Patents

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CN116761197A CN202310098887.1A CN202310098887A CN116761197A CN 116761197 A CN116761197 A CN 116761197A CN 202310098887 A CN202310098887 A CN 202310098887A CN 116761197 A CN116761197 A CN 116761197A
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佐佐木宏史
土桥祐贵
村井正大
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Abstract

提供路径生成装置及方法。受理部(102)受理机器人进行沿着对象物的动作的情况下的对象物的形状的类别，指示部(104)向用户指示按照形状的每个类别确定的示教点的数量，作为用于对用于进行上述动作的机器人的规定部位的位置进行示教的示教点，取得部(106)取得根据指示通过用户的操作而被示教的机器人的规定部位的位置信息，估计部(108)基于所取得的位置信息，估计对象物的形状，生成部(110)基于估计出的对象物的形状，生成用于机器人进行沿着对象物的动作的路径。

Description

路径生成装置及方法
技术领域
本发明涉及路径生成装置及路径生成方法。
背景技术
以往，为了生成机器人的动作路径，在想要生成的路径上的多个部位对机器人的位置进行示教。在机器人的动作是沿着对象物的动作的情况下，需要生成沿着对象物的形状的路径，因此需要沿着对象物的形状的准确的示教。例如，在通过具备辊作为末端执行器的机器人将贴纸等片状物粘贴于对象物的情况下，机器人进行利用辊描绘对象物的表面那样的粘贴动作。在这样的情况下，若在示教精度低的情况下，使机器人在基于该示教点的位置信息生成的路径上动作，则辊对对象物的负荷变得过大，有可能产生对象物的变形、破损等。另外，在辊与对象物之间空出间隙，有可能产生在贴纸等产生褶皱、气泡等粘贴不良。
作为与对片状的物体等柔软物体进行作业的机器人有关的技术，例如提出了包含把持柔软物体的手、使手动作的控制部、以及依次拍摄包含柔软物体的拍摄图像的拍摄部的机器人。在该机器人中，控制部基于依次拍摄到的拍摄图像，计算表示柔软物体的表面形状的近似式，基于计算出的近似式，计算柔软物体的规定部的位置及姿势，基于柔软物体的规定部的位置及姿势，根据柔软物体的规定部的速度依次换算手的速度，使用换算出的手的速度，使手动作(参照日本特许第6364836号公报)。
发明内容
发明所要解决的课题
一般而言，通过对示教点的位置信息进行直线插补，生成机器人的动作路径。在该情况下，为了高精度地生成沿着对象物的形状的路径，需要较多的示教点。特别是，在对象物的形状为曲面的情况下，为了使通过直线插补生成的路径与该曲面近似，需要更多的示教点。但是，在示教点多的情况下，用于示教的工时变多。即，提高示教精度与削减示教的工时是折衷的。另外，也存在对象物的角、形状与形状的连接点等难以直接示教的情况。
本公开是鉴于上述的点而完成的，其目的在于，实现兼顾用于生成沿着对象物的形状的路径的示教点的削减和示教精度的提高。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，第1方式的路径生成装置构成为包含：受理部，其受理机器人进行沿着对象物的动作的情况下的所述对象物的形状的类别；指示部，其基于由所述受理部受理的所述形状的类别，作为用于对用于进行所述动作的所述机器人的规定部位的位置进行示教的示教点，向用户指示按照所述形状的每个类别确定的示教点的数量；取得部，其取得根据所述指示部的指示通过所述用户的操作而被示教的所述机器人的规定部位的位置信息；估计部，其基于由所述取得部取得的所述位置信息，估计所述对象物的形状；以及生成部，其基于由所述估计部估计出的所述对象物的形状，生成用于所述机器人进行沿着所述对象物的动作的路径。由此，能够同时实现用于沿着对象物的形状的路径生成的示教点的削减和示教精度的提高。
另外，也可以是，所述受理部按照在所述动作中所述机器人的规定部位所面对的顺序受理所述对象物的一系列形状的类别，所述估计部基于在所述一系列形状中的作为估计对象的第1形状的前1个估计出的第2形状以及所取得的所述位置信息估计所述第1形状。由此，能够进一步削减示教点的数量。
另外，也可以是，所述指示部基于由所述受理部受理的所述形状的类别，指示能够唯一地确定前形状和所述一系列形状中的下一个形状的最小数量的所述示教点。由此，能够进一步削减示教点的数量。
另外，也可以是，在估计出的所述第1形状以及所述第2形状分别为平面的情况下，所述估计部将所述第1形状与所述第2形状的交线估计为所述对象物的角，在所述第1形状以及所述第2形状中的一方为平面、另一方为曲面的情况下，所述估计部将所述第1形状与所述第2形状的切线估计为所述对象物的连接点。由此，能够通过估计来准确地确定难以直接示教的角、连接点。
另外，也可以是，所述取得部除了取得所述指示部的指示以外，还取得由所述用户追加的示教点的位置信息，所述估计部基于与所述指示部的指示对应的示教点的位置信息和由所述用户追加的示教点的位置信息，估计所述形状。由此，能够更高精度地估计对象物的形状。
另外，也可以是，所述估计部估计与所取得的各个所述位置信息的误差最小的形状。由此，能够高精度地估计对象物的形状。
另外，也可以是，所述估计部在存在与估计出的形状的误差大的位置信息的情况下，执行所述误差大的位置信息的存在的警告、以及将所述误差大的位置信息排除而重新估计所述形状的处理中的至少一方。由此，能够确认未适当地进行示教的示教点的位置信息的存在并排除。
另外，第2方式的路径生成装置构成为包含：受理部，其受理机器人进行沿着对象物的动作的情况下的所述对象物的设计上的位置及形状；指示部，其基于由所述受理部受理的所述对象物的设计上的位置及形状，作为用于对用于进行所述动作的所述机器人的规定部位的位置进行示教的示教点，确定按照所述对象物的形状的每个类别确定的示教点的数量及位置，指示所述机器人在所确定的示教点处将所述机器人按压于所述对象物来执行示教；取得部，其取得根据所述指示部的指示而被示教的所述机器人的规定部位的位置信息以及作用于所述机器人的外力；估计部，其基于由所述取得部取得的所述位置信息，估计所述对象物的形状；以及生成部，其基于由所述估计部估计出的所述对象物的形状以及由所述取得部取得的外力，生成用于所述机器人进行沿着所述对象物的动作的路径。由此，能够同时实现用于沿着对象物的形状的路径生成的示教点的削减和示教精度的提高。
另外，第3方式的路径生成方法是如下方法：受理部受理机器人进行沿着对象物的动作的情况下的所述对象物的形状的类别，指示部基于由所述受理部受理的所述形状的类别，作为用于对用于进行所述动作的所述机器人的规定部位的位置进行示教的示教点，向用户指示按照所述形状的每个类别确定的示教点的数量，取得部取得根据所述指示部的指示通过所述用户的操作而被示教的所述机器人的规定部位的位置信息，估计部基于由所述取得部取得的所述位置信息，估计所述对象物的形状，生成部基于由所述估计部估计出的所述对象物的形状，生成用于所述机器人进行沿着所述对象物的动作的路径。
另外，第4方式的路径生成方法是如下方法：受理部受理机器人进行沿着对象物的动作的情况下的所述对象物的设计上的位置及形状，指示部基于由所述受理部受理的所述对象物的设计上的位置及形状，作为用于对用于进行所述动作的所述机器人的规定部位的位置进行示教的示教点，确定按照所述对象物的形状的每个类别确定的示教点的数量及位置，指示所述机器人在所确定的示教点处将所述机器人按压于所述对象物来执行示教，取得部取得根据所述指示部的指示而被示教的所述机器人的规定部位的位置信息以及作用于所述机器人的外力，估计部基于由所述取得部取得的所述位置信息，估计所述对象物的形状，生成部基于由所述估计部估计出的所述对象物的形状以及由所述取得部取得的外力，生成用于所述机器人进行沿着所述对象物的动作的路径。
另外，第5方式的路径生成程序是用于使计算机作为如下部分发挥功能的程序：受理部，其受理机器人进行沿着对象物的动作的情况下的所述对象物的形状的类别；指示部，其基于由所述受理部受理的所述形状的类别，作为用于对用于进行所述动作的所述机器人的规定部位的位置进行示教的示教点，向用户指示按照所述形状的每个类别确定的示教点的数量；取得部，其取得根据所述指示部的指示通过所述用户的操作而被示教的所述机器人的规定部位的位置信息；估计部，其基于由所述取得部取得的所述位置信息，估计所述对象物的形状；以及生成部，其基于由所述估计部估计出的所述对象物的形状，生成用于所述机器人进行沿着所述对象物的动作的路径。
另外，第6方式的路径生成程序是用于使计算机作为如下部分发挥功能的程序：受理部，其受理机器人进行沿着对象物的动作的情况下的所述对象物的设计上的位置及形状；指示部，其基于由所述受理部受理的所述对象物的设计上的位置及形状，作为用于对用于进行所述动作的所述机器人的规定部位的位置进行示教的示教点，确定按照所述对象物的形状的每个类别确定的示教点的数量及位置，指示所述机器人在所确定的示教点处将所述机器人按压于所述对象物来执行示教；取得部，其取得根据所述指示部的指示而被示教的所述机器人的规定部位的位置信息以及作用于所述机器人的外力；估计部，其基于由所述取得部取得的所述位置信息，估计所述对象物的形状；以及生成部，其基于由所述估计部估计出的所述对象物的形状以及由所述取得部取得的外力，生成用于所述机器人进行沿着所述对象物的动作的路径。
发明效果
根据本公开的路径生成装置、方法以及程序，能够同时实现用于沿着对象物的形状的路径生成的示教点的削减和示教精度的提高。
附图说明
图1是表示第1及第2实施方式的机器人控制系统的结构的概要图。
图2是表示路径生成装置的硬件结构的框图。
图3是表示第1及第2实施方式的路径生成装置的功能构成的例子的框图。
图4是对象物及辊部分的概要侧视图。
图5是用于说明第1实施方式中的形状的估计的图。
图6是用于说明角的示教的困难性的图。
图7是用于说明R面的形状信息的图。
图8是用于说明根据示教点的位置信息生成路径的一般方法的图。
图9是用于说明本实施方式中的根据示教点的位置信息生成路径的方法的图。
图10是表示第1及第2实施方式中的路径生成处理的流程的流程图。
图11是用于说明第2实施方式中的形状的估计的图。
图12是表示第3实施方式的机器人控制系统的结构的概要图。
图13是表示第3实施方式的路径生成装置的功能结构的例子的框图。
图14是用于说明实际的对象物的位置与设计上的对象物的位置的偏离的图。
图15是表示第3实施方式中的路径生成处理的流程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的实施方式的一例进行说明。此外，在各附图中，对相同或等效的构成要素及部分标注相同的参照标号。另外，为了便于说明，附图的尺寸及比率有时被夸大而与实际的比率不同。
＜第1实施方式＞
如图1所示，第1实施方式的机器人控制系统100构成为包含路径生成装置10、机器人30、辊32、机器人控制装置36、I/O(Input/Output：输入/输出)装置38以及示教器(teaching pendant)40。
机器人30例如是具备3维空间中的动作所需的6自由度的结构的垂直多关节型的机器人。此外，机器人30的自由度也可以是对6个自由度加上冗余自由度而得到的7个自由度。机器人30按照从路径生成装置10输出的路径信息或示教器40的操作，被机器人控制装置36控制而进行动作。
辊32是安装于机器人30的臂的末端的末端执行器的一例。在本实施方式中，对使机器人30进行贴纸等片状物向对象物(工件)的粘贴动作的情况进行说明，因此作为末端执行器的一例，对应用辊32的情况进行说明，但末端执行器并不限定于辊32，只要应用与使机器人30执行的任务对应的末端执行器即可。
机器人控制装置36基于从路径生成装置10输出的路径信息或示教器40的操作，生成用于使机器人30动作的动作指令值，向机器人30输出。
I/O装置38从机器人30取得各关节的旋转角度，向路径生成装置10输出。示教器40是用于机器人30的示教的设备，是用于对机器人30进行远程控制的设备。
路径生成装置10生成用于使机器人30执行与任务对应的动作的机器人30的路径。在本实施方式中，路径生成装置10生成用于机器人30执行沿着对象物的动作、具体而言是片状物相对于对象物的粘贴动作的路径。此外，路径是指将使安装于机器人30的指尖的辊32的规定位置从任意的起点移动至终点时的末端执行器的位置按时间序列排列而成的路径。在本实施方式中，将上述的规定位置设为辊的轴的位置。机器人30的姿势由设想为机器人30的指尖的辊32的轴处于某个位置(x，y，z)以及姿势(roll，pitch，yaw)的情况下的、从机器人30的第1关节(关节J1)到第N关节(关节JN，N为机器人的关节数)的各关节的值(旋转角度)的序列(θJ1，θJ2，···，θJN来表示。
图2是表示本实施方式的路径生成装置10的硬件结构的框图。如图2所示，路径生成装置10具有CPU(Central Processing Unit)12、存储器14、存储装置16、输入装置18、输出装置20、存储介质读取装置22以及通信I/F(Interface：接口)24。各结构经由总线26以能够相互通信的方式连接。
在存储装置16中保存有用于执行路径生成处理的路径生成程序。CPU 12是中央运算处理单元，执行各种程序或控制各结构。即，CPU 12从存储装置16读出程序，将存储器14作为作业区域来执行程序。CPU 12按照存储于存储装置16的程序，进行上述各结构的控制以及各种运算处理。
存储器14由RAM(Random Access Memory)构成，作为作业区域暂时存储程序和数据。存储装置16由ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid StateDrive)等构成，保存包含操作系统在内的各种程序以及各种数据。
输入装置18例如是键盘、鼠标等用于进行各种输入的装置。输出装置20例如是显示器、打印机等用于输出各种信息的装置。作为输出装置20，也可以通过采用触摸面板显示器而作为输入装置18发挥功能。
存储介质读取装置22进行存储于CD(Compact Disc)-ROM、DVD(DigitalVersatile Disc)-ROM、蓝光光盘、USB(Universal Serial Bus)存储器等各种存储介质的数据的读入、对存储介质的数据的写入等。通信I/F 24是用于与其他设备进行通信的接口，例如使用以太网(注册商标)、FDDI、Wi-Fi(注册商标)等标准。
接下来，对第1实施方式的路径生成装置10的功能结构进行说明。图3是表示路径生成装置10的功能结构的例子的框图。如图3所示，作为功能结构，路径生成装置10包含受理部102、指示部104、取得部106、估计部108以及生成部110。各功能结构通过CPU 12读出存储于存储装置16的路径生成程序并在存储器14中展开并执行来实现。
在此，对本实施方式中作为对象的粘贴动作进行说明。图4概要地表示对象物50以及辊32部分的侧视图。粘贴动作是如下动作：为了将贴纸等片材均匀地粘贴于对象物50，从片材的端部依次按压辊32，并且以描绘对象物50的表面的方式使辊32移动，使贴纸粘接面与对象物50的表面紧贴。在图4中，实线的箭头表示辊32的移动方向，框状箭头表示辊32的按压方向。以下，对用于生成实现该粘贴动作的路径的各功能结构进行详细说明。
受理部102受理表示在机器人30进行沿着对象物50的动作的情况下的对象物50的形状的类别的形状类别信息。形状类别信息可以由用户输入，也可以输入从对象物50的设计信息等提取出的信息。具体而言，受理部102受理按照在一系列的动作中安装于机器人30的末端的辊32所面对的顺序罗列了对象物50的一系列形状的类别的形状类别信息。形状的类别是平面、R面、椭圆面、样条(spline)曲面等。例如，在图4的例子的情况下，受理部102受理“平面-R面-平面”那样的形状类别信息。另外，受理部102也可以受理还包含形状间的连结部分的形状的“平面-连接点-R面-连接点-平面”、“平面-角-平面”这样的形状类别信息。
指示部104基于由受理部102受理的形状类别信息，作为用于对用于进行一系列动作的机器人30末端的辊32的轴的位置进行示教的示教点，确定按形状的每个类别确定的示教点的数量。示教点的数量可以基于在一系列的形状中相邻的形状和对象形状的类别来预先确定，也可以计算为了唯一地确定对象形状所需的示教点的数量。另外，指示部104也将动作的开始点以及结束点分别确定为示教点。
对预先确定示教点的数量的情况的一例进行说明。例如，在由后述的估计部108从前往后依次估计一系列的形状的情况下，设对象形状的类别为平面。在该情况下，在之前估计出的形状为点或者曲面的情况下，预先将示教点的数量决定为对象平面上的1点。另外，在同样的情况下，在之前估计出的形状为平面的情况下，将示教点的数量确定为对象平面上的2点。另外，例如，与上述同样地，在从前往后依次估计一系列的形状的情况下，设对象形状的类别为R面。在该情况下，预先将示教点的数量确定为对象R面上的2点。此外，在预先决定2点的示教点的情况下，若示教点彼此的距离过近，则后述的估计部108中的形状的估计精度有可能降低，因此也可以以在对象平面或者R面上距离尽可能远的方式决定概要位置。
指示部104将所确定的示教点的数量在作为输出装置20的一例的显示器进行显示等，而指示给用户。根据该指示，用户通过示教器40操作机器人30，使辊32向所指示的示教点移动。然后，I/O装置38取得示教点处的机器人30的各关节的旋转角度，向路径生成装置10输出。
取得部106取得根据指示部104的指示通过用户的操作而被示教的机器人30末端的辊32的轴的位置信息。具体而言，取得部106取得从I/O装置38输入的、示教点处的机器人30的各关节的旋转角度。然后，取得部106使用机器人30的运动学信息和各关节的旋转角度，取得辊32的位置信息(3维坐标)。
估计部108基于由取得部106取得的位置信息，估计对象物50的形状。具体而言，估计部108基于在对象物50的一系列形状中的作为估计对象的形状的前1个估计出的形状(以下，称为“之前的形状”)与所取得的位置信息的几何学约束条件，来估计该作为估计对象的形状。
参照图5，更具体地进行说明。此外，在本实施方式中，设辊的轴向相对于水平方向恒定。即，在侧视时，平面的估计相当于估计直线，R面的估计相当于估计圆弧。另外，在图5中，用实线表示作为估计对象的形状，用虚线表示之前的形状，将示教点用表示辊32的位置的圆圈表示。
首先，对作为估计对象的形状的类别为平面的情况进行说明。如图5的(A)所示，在之前的形状为开始点的情况下，估计部108估计与开始点和针对作为估计对象的平面的示教点这2点在同一面内相切的平面(侧视时为直线)。另外，如图5的(B)所示，在之前的形状为R面的情况下，估计部108估计与针对作为估计对象的平面的示教点和作为之前的形状的R面相切的平面。另外，如图5的(C)所示，在之前的形状为平面的情况下，无法利用之前的形状对作为估计对象的形状进行估计，因此在作为估计对象的平面上由指示部104指示2点的示教点。因此，估计部108估计与针对作为估计对象的平面的2点示教点在同一面内相切的平面。
接着，对作为估计对象的形状的类别为R面的情况进行说明。如图5的(D)所示，在之前的形状为开始点的情况下，估计部108估计与开始点和针对作为估计对象的R面的2点示教点在同一面内相切的R面(侧视时为圆弧)。另外，如图5的(E)所示，在之前的形状为平面的情况下，估计部108估计与针对作为估计对象的R面的2点示教点在同一面内相切且与作为之前的形状的平面相切的R面。
另外，估计部108在估计出的之前的形状以及作为估计对象的形状分别为平面的情况下，将两平面的交线(侧视时为点)估计为对象物50的角。另外，估计部108在之前的形状和作为估计对象的形状中的一方为平面、另一方为曲面的情况下，将侧面观察平面与曲面的切线的情况下的点估计为对象物50中的平面与曲面的连接点。在不是通过估计而是通过示教取得角的位置信息的情况下，如图6所示，需要以非常高的精度使辊32与对象物50的角(图6中的黑圈)一致。另外，为了生成使辊32沿着角移动的路径，需要相对于角从2个方向进行示教。但是，角的示教容易产生偏离，示教作业的难易度高。另外，对于连接点，也难以示教准确的位置。在本实施方式中，对于角、连接点，由于不是直接示教，而是通过估计来求出，因此能够降低示教的难易度。
另外，估计部108在作为估计对象的形状为样条曲面、椭圆面的情况下，根据与该形状对应地指示的示教点的位置信息和与该形状对应的计算式，估计形状。
估计部108将作为确定估计出的形状的信息的形状信息转交给生成部110。形状信息例如可以是根据开始点、相邻的形状间的形状(角或连接点)以及结束点的各位置求出的各形状的起点以及终点的位置信息。另外，在R面的形状信息的情况下，如图7所示，除了起点(图7中的白圈)以及终点(图7中的黑圈)的位置信息之外，还包含估计出的形状(圆弧)上的起点以及终点以外的经由点(图7中的斜线的圆)的位置信息即可。另外，也可以代替经由点的位置信息而包含圆弧的中心坐标。
生成部110基于由估计部108估计出的对象物50的形状，生成用于机器人30进行沿着对象物50的动作的路径。具体而言，生成部110在生成以辊32的轴的位置为基准的路径的情况下，在从估计出的对象物50的形状离开辊32的半径的量的距离的位置，设想机器人30动作时的辊32的侧视时的轨道。然后，生成部110生成用于使辊32沿着该轨道移动的机器人30的各关节的旋转角度的系列即路径。
在此，一般而言，如图8所示，通过对示教点的位置信息所示的点间进行直线插补而生成路径。在该情况下，特别是在R面部分，实际的对象物50的形状与路径的一致度较低，因此在基于生成的路径使机器人30动作的情况下，产生辊32的陷入、浮起的可能性较高。为了避免这样的状况，需要增多示教点。另一方面，在本实施方式中，如图9所示，生成部110生成沿着估计出的对象物50的形状的路径，因此对于R面部分，也能够以R面上的任意位置的较少的示教点生成精度高的路径。
接下来，对第1实施方式的机器人控制系统100的作用进行说明。图10是表示由路径生成装置10的CPU 12执行的路径生成处理的流程的流程图。CPU 12从存储装置16读出路径生成程序，在存储器14中展开并执行，由此CPU 12作为路径生成装置10的各功能结构发挥功能，执行图10所示的路径生成处理。
在步骤S10中，受理部102针对对象物50的一系列的形状，受理“平面-R面-平面”那样的形状类别信息。接着，在步骤S12中，指示部104确定形状类别信息所示的一系列形状的各形状的每个类别的示教点的数量，例如对用户指示“开始点、平面上的1点、R面上的2点、平面上的1点”。接着，在步骤S14中，取得部106取得根据指示部104的指示通过用户的操作而被示教的机器人30的规定部位的位置信息。
接着，在步骤S16中，估计部108基于由取得部106取得的位置信息，估计对象物50的形状。在上述的“开始点、平面上的1点、R面上的2点、平面上的1点”这样的示教点的情况下，估计部108将与开始点和针对最初的平面的1个示教点这2点在同一面内相切的平面估计为最初的平面的形状。接着，估计部108估计与针对接下来的R面的2个示教点在同一面内相切且与作为之前的形状的平面相切的R面。进而，估计部108估计与针对接下来的平面的示教点和之前的R面相切的平面。
接着，在步骤S18中，生成部110在从估计出的对象物50的形状离开辊32的半径的量的距离的位置，设想机器人30动作时的辊32的轴的侧视时的轨道。然后，生成部110生成用于使辊32沿着该轨道移动的机器人30的各关节的旋转角度的系列即路径。生成部110将生成的路径向机器人控制装置36输出，路径生成处理结束。
在机器人控制装置36中，基于由路径生成装置10生成的路径来控制机器人30的动作。
如以上说明的那样，在第1实施方式的机器人控制系统中，路径生成装置受理机器人进行沿着对象物的动作的情况下的对象物的形状的类别。另外，路径生成装置基于受理的形状的类别，作为用于对用于进行上述动作的机器人的规定部位的位置进行示教的示教点，向用户指示按照形状的每个类别确定的示教点的数量。并且，路径生成装置取得根据指示部的指示通过用户的操作而被示教的机器人的规定部位的位置信息，基于所取得的位置信息，估计所述对象物的形状。进而，路径生成装置基于估计出的对象物的形状，生成用于使机器人进行沿着对象物的动作的路径。由此，能够兼顾用于沿着对象物的形状的路径生成的示教点的削减和示教精度的提高。
例如，在现场的启动作业中，不得不使工厂、生产线停止，与启动作业时间相应地花费较大的成本。根据本实施方式，能够缩短用户的示教所需的时间，因此启动作业中的成本削减的效果大。另外，通过将各形状估计为单一面，特别是在R面中，与通过示教点的位置信息的直线插补来生成路径的情况相比，执行时的数据加载等减少，程序的响应速度提高。
此外，在第1实施方式中，说明了在路径生成处理中，指示针对一系列形状的示教点的数量一次，汇总取得各示教点的位置信息的情况，但并不限定于此。也可以针对一系列的形状所包含的各形状一个一个地依次进行示教点的数量的指示和示教点的位置信息的取得。
＜第2实施方式＞
接着，对第2实施方式进行说明。此外，在第2实施方式的机器人控制系统中，对与第1实施方式所涉及的机器人控制系统100相同的结构标注相同的附图标号并省略详细的说明。
如图1所示，第2实施方式的机器人控制系统200构成为包含路径生成装置210、机器人30、辊32、机器人控制装置36、I/O装置38及示教器40。
如图3所示，路径生成装置210包含受理部102、指示部2104、取得部2106、估计部2108以及生成部110作为功能结构。
指示部2104与第1实施方式的指示部104同样地，按照形状的每个类别来确定示教点的数量，对用户进行指示。但是，在第2实施方式中，在后述的估计部2108中，不利用之前的形状而估计对象物50的形状，因此指示部2104确定并指示能够单独对作为估计对象的形状进行估计的示教点的数量。例如，指示部2104在作为估计对象的形状为平面的情况下，指示该平面上的2点，在作为估计对象的形状为R面的情况下，指示该R面上的3点等示教点。
取得部2106与第1实施方式的取得部106同样地，取得与指示部2104的指示对应的示教点的位置信息。此外，取得部2106还取得由用户任意追加的示教点的位置信息。
估计部2108不是依次估计一系列的形状，而是基于所取得的全部示教点的位置信息来估计对象物50的整体的形状。例如，如图11所示，估计部2108估计与各示教点的位置信息各自的误差(例如，平方误差)最小的形状。
另外，估计部2108也可以在存在与估计出的形状的误差大的示教点(例如，图11中的网点的圆圈)的情况下，向用户提示存在误差大的示教点的意思的警告。另外，估计部2108也可以将误差大的示教点排除而重新估计对象物50的形状。
接下来，对第2实施方式的机器人控制系统200的作用进行说明。在第2实施方式中，路径生成装置210也执行图10所示的路径生成处理。但是，在以下的方面，与第1实施方式中的路径生成处理不同。
首先，在步骤S12中，指示部2104确定并指示用于不利用之前的形状地估计对象物50的形状的示教点的数量，作为形状的每个类别的示教点的数量。
另外，在步骤S14中，取得部2106除了取得与指示部2104的指示对应的示教点的位置信息之外，还取得由用户任意追加的示教点的位置信息。
另外，在步骤S16中，估计部2108不是依次估计一系列的形状，而是基于所取得的全部示教点的位置信息来估计对象物50的整体的形状。与此同时，估计部2108也可以在存在与估计出的形状的误差大的示教点的情况下，向用户提示存在误差大的示教点的意思的警告，或者将误差大的示教点排除而重新估计对象物50的形状。
如以上说明的那样，在第2实施方式的机器人控制系统中，路径生成装置还包含由用户任意地追加的示教点，基于全部示教点的位置信息来估计对象物的形状整体。由此，能够高精度地估计对象物的形状。
＜第3实施方式＞
接着，对第3实施方式进行说明。此外，在第3实施方式的机器人控制系统中，对与第1实施方式的机器人控制系统100相同的结构标注相同的附图标号并省略详细的说明。
如图12所示，第3实施方式的机器人控制系统300构成为包含路径生成装置310、机器人30、辊32、力觉传感器34、机器人控制装置36以及I/O装置338。
力觉传感器34是检测在辊32被按压于周边环境时等经由辊32作用于机器人30的外力的传感器。
I/O装置338从机器人30取得各关节的旋转角度，向路径生成装置310输出。另外，I/O装置338取得表示由力觉传感器34检测出的外力的传感器值，向路径生成装置310输出。
如图13所示，路径生成装置310包含受理部3102、指示部3104、取得部3106、估计部108以及生成部3110作为功能结构。
受理部3102受理表示在机器人30进行沿着对象物50的动作的情况下的对象物50的设计上的位置及形状的设计信息。例如，受理部3102受理对象物50的CAD数据、布局数据等作为设计信息。
指示部3104基于由受理部3102受理的对象物50的设计上的位置及形状，确定示教点的数量及位置。具体而言，指示部3104根据对象物50的设计上的形状，确定一系列的形状的类别，与第1实施方式同样地，确定每个形状类别的示教点的数量及位置。此外，在第3实施方式中，不是由用户进行操作，而是控制机器人30自动地进行示教，因此不仅指定示教点的数量，还指定特定的坐标位置作为示教点的位置。指示部3104将在示教点处将辊32按压于对象物50而执行示教这样的指示与所确定的示教点的数量及位置一起向机器人控制装置36输出。
在此，对在示教时进行按压动作的理由进行说明。如图14所示，存在实际的对象物50的位置(图14中的实线)与设计上的对象物50的位置(图14中的虚线)产生偏离的情况。在这样的情况下，即使在基于设计上的对象物的形状及位置而确定的示教点的位置执行示教，也无法取得准确的位置信息。因此，通过根据所指示的示教点，在对于对象物50进行了按压动作的位置执行实际的示教，而取得准确的位置信息。此外，此处的按压动作是指将辊32向对象物50侧按压直至由力觉传感器34检测出的外力成为规定范围的值为止的动作。关于规定范围的值，只要预先确定通过辊32将片材粘贴于对象物50时合适的外力即可。
取得部3106取得根据指示部3104的指示而被示教的机器人30末端的辊32的轴的位置信息，并且取得作用于机器人30的外力作为按压力。
生成部3110基于由估计部108估计出的对象物50的形状以及由取得部3106取得的按压力，生成用于机器人30进行沿着对象物50的动作的路径。具体而言，生成部3110与第1实施方式的生成部110同样地，基于估计出的形状生成路径，并且生成在路径上的各点在执行时作用与示教时取得的按压力相同的按压力的路径。由此，即使在辊32的原材料具有柔软性等而变形的情况下，示教时和执行时的辊32的变形量也相同，能够实现适当的粘贴动作。
接下来，对第3实施方式的机器人控制系统300的作用进行说明。图15是表示由路径生成装置310的CPU 12执行的路径生成处理的流程的流程图。CPU 12从存储装置16读出路径生成程序，在存储器14中展开并执行，由此CPU 12作为路径生成装置310的各功能结构发挥功能，执行图14所示的路径生成处理。
在步骤S310中，受理部3102受理表示机器人30进行沿着对象物50的动作的情况下的对象物50的设计上的位置及形状的设计信息。接着，在步骤S312中，指示部3104根据对象物50的设计上的形状来确定一系列的形状的类别，确定形状的每个类别的示教点的数量及位置。然后，指示部3104将确定出的示教点的数量及位置与在示教点处通过按压动作执行示教这样的指示一起向机器人控制装置36输出。
接着，在步骤S314中，取得部3106取得根据指示部3104的指示而被示教的机器人30末端的辊32的轴的位置信息，并且取得作用于机器人30的外力作为按压力。接着，在步骤S316中，估计部108基于由取得部3106取得的位置信息，估计对象物50的形状。
接着，在步骤S318中，生成部3110基于由估计部108估计出的对象物50的形状以及由取得部3106取得的按压力，生成用于机器人30进行沿着对象物50的动作的路径。生成部3110将生成的路径向机器人控制装置36输出，路径生成处理结束。
如以上说明的那样，在第3实施方式的机器人控制系统中，路径生成装置指示机器人在根据对象物的形状的类别而确定的示教点处通过按压动作来执行示教。由此，能够自动地执行实现兼顾用于沿着对象物的形状的路径生成的示教点的削减和示教精度的提高的示教。另外，也取得示教点处的按压力，以在执行时再现示教时的按压力的方式生成路径，由此也吸收辊的变形等引起的误差，能够执行适当的粘贴动作。
此外，第3实施方式中的对象物的形状既可以如第1实施方式那样在与之前的形状的几何学约束条件下估计，也可以如第2实施方式那样估计与所有示教点的误差最小那样的形状整体。
另外，在第3实施方式中，也可以与对象物的设计信息一起取得由用户制作的表示了示教点的数量及位置的示教点的列表。在该情况下，指示部也可以检查由用户制作的示教点相对于根据对象物的设计信息确定的示教点的过量或不足，在修正了列表之后，使机器人执行示教。
另外，在上述各实施方式中，作为机器人沿着对象物的动作，以生成向对象物粘贴片状物的动作的路径的情况为例进行了说明，但并不限定于此。例如，在对于对象物的涂布材料的涂布等动作的路径生成中也能够应用所公开的技术。
另外，在上述各实施方式中，对将路径生成装置和机器人控制装置设为单独的装置的情况进行了说明，但也可以设为在机器人控制装置内组装路径生成装置的方式。另外，也可以分别通过不同的装置来实现路径生成装置的各功能结构，通过分散处理来实现上述的路径生成处理。
另外，也可以由CPU以外的各种处理器执行在上述各实施方式中CPU读入软件(程序)而执行的路径生成处理。作为该情况下的处理器，例示FPGA(Field-Programmable GateArray：现场可编程门阵列)等在制造后能够变更电路结构的PLD(Programmable LogicDevice：可编程逻辑器件)、以及ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)等具有为了执行特定的处理而专门设计的电路结构的处理器即专用电路等。另外，可以通过这些各种处理器中的1个来执行路径生成处理，也可以通过同种或不同种的2个以上的处理器的组合(例如，多个FPGA、以及CPU与FPGA的组合等)来执行路径生成处理。另外，更具体而言，这些各种处理器的硬件结构是组合了半导体元件等电路元件的电路。
另外，在上述各实施方式中，对路径生成程序预先存储(安装)于存储装置的方式进行了说明，但并不限定于此。程序也可以以存储在CD-ROM、DVD-ROM、蓝光光盘、USB存储器等存储介质中的方式提供。另外，程序也可以设为经由网络从外部装置下载的方式。

Claims (12)

1.一种路径生成装置，其包含：
受理部，其受理机器人进行沿着对象物的动作的情况下的所述对象物的形状的类别；
指示部，其基于由所述受理部受理的所述形状的类别，作为用于对用于进行所述动作的所述机器人的规定部位的位置进行示教的示教点，向用户指示按照所述形状的每个类别确定的示教点的数量；
取得部，其取得根据所述指示部的指示通过所述用户的操作而被示教的所述机器人的规定部位的位置信息；
估计部，其基于由所述取得部取得的所述位置信息，估计所述对象物的形状；以及
生成部，其基于由所述估计部估计出的所述对象物的形状，生成用于所述机器人进行沿着所述对象物的动作的路径。
2.根据权利要求1所述的路径生成装置，其中，
所述受理部按照在所述动作中所述机器人的规定部位所面对的顺序受理所述对象物的一系列形状的类别，
所述估计部基于在所述一系列形状中的作为估计对象的第1形状的前1个估计出的第2形状以及所取得的所述位置信息估计所述第1形状。
3.根据权利要求2所述的路径生成装置，其中，
所述指示部基于由所述受理部受理的所述形状的类别，指示能够唯一地确定前形状和所述一系列形状中的下一个形状的最小数量的所述示教点。
4.根据权利要求2或3所述的路径生成装置，其中，
在估计出的所述第1形状以及所述第2形状分别为平面的情况下，所述估计部将所述第1形状与所述第2形状的交线估计为所述对象物的角，在所述第1形状以及所述第2形状中的一方为平面、另一方为曲面的情况下，所述估计部将所述第1形状与所述第2形状的切线估计为所述对象物的连接点。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的路径生成装置，其中，
所述取得部除了取得所述指示部的指示以外，还取得由所述用户追加的示教点的位置信息，
所述估计部基于与所述指示部的指示对应的示教点的位置信息和由所述用户追加的示教点的位置信息，估计所述形状。
6.根据权利要求5所述的路径生成装置，其中，
所述估计部估计与所取得的各个所述位置信息的误差最小的形状。
7.根据权利要求5所述的路径生成装置，其中，
所述估计部在存在与估计出的形状的误差大的位置信息的情况下，执行所述误差大的位置信息的存在的警告、以及将所述误差大的位置信息排除而重新估计所述形状的处理中的至少一方。
8.一种路径生成装置，其包含：
受理部，其受理机器人进行沿着对象物的动作的情况下的所述对象物的设计上的位置及形状；
指示部，其基于由所述受理部受理的所述对象物的设计上的位置及形状，作为用于对用于进行所述动作的所述机器人的规定部位的位置进行示教的示教点，确定按照所述对象物的形状的每个类别确定的示教点的数量及位置，指示所述机器人在所确定的示教点处将所述机器人按压于所述对象物来执行示教；
取得部，其取得根据所述指示部的指示而被示教的所述机器人的规定部位的位置信息以及作用于所述机器人的外力；
估计部，其基于由所述取得部取得的所述位置信息，估计所述对象物的形状；以及
生成部，其基于由所述估计部估计出的所述对象物的形状以及由所述取得部取得的外力，生成用于所述机器人进行沿着所述对象物的动作的路径。
9.一种路径生成方法，其中，
受理部受理机器人进行沿着对象物的动作的情况下的所述对象物的形状的类别，
指示部基于由所述受理部受理的所述形状的类别，作为用于对用于进行所述动作的所述机器人的规定部位的位置进行示教的示教点，向用户指示按照所述形状的每个类别确定的示教点的数量，
取得部取得根据所述指示部的指示通过所述用户的操作而被示教的所述机器人的规定部位的位置信息，
估计部基于由所述取得部取得的所述位置信息，估计所述对象物的形状，
生成部基于由所述估计部估计出的所述对象物的形状，生成用于所述机器人进行沿着所述对象物的动作的路径。
10.一种路径生成方法，其中，
受理部受理机器人进行沿着对象物的动作的情况下的所述对象物的设计上的位置及形状，
指示部基于由所述受理部受理的所述对象物的设计上的位置及形状，作为用于对用于进行所述动作的所述机器人的规定部位的位置进行示教的示教点，确定按照所述对象物的形状的每个类别确定的示教点的数量及位置，指示所述机器人在所确定的示教点处将所述机器人按压于所述对象物来执行示教，
取得部取得根据所述指示部的指示而被示教的所述机器人的规定部位的位置信息以及作用于所述机器人的外力，
估计部基于由所述取得部取得的所述位置信息，估计所述对象物的形状，
生成部基于由所述估计部估计出的所述对象物的形状以及由所述取得部取得的外力，生成用于所述机器人进行沿着所述对象物的动作的路径。
11.一种记录介质，其记录有路径生成程序，所述路径生成程序使计算机作为以下部分发挥功能：
受理部，其受理机器人进行沿着对象物的动作的情况下的所述对象物的形状的类别；
指示部，其基于由所述受理部受理的所述形状的类别，作为用于对用于进行所述动作的所述机器人的规定部位的位置进行示教的示教点，向用户指示按照所述形状的每个类别确定的示教点的数量；
取得部，其取得根据所述指示部的指示通过所述用户的操作而被示教的所述机器人的规定部位的位置信息；
估计部，其基于由所述取得部取得的所述位置信息，估计所述对象物的形状；以及
生成部，其基于由所述估计部估计出的所述对象物的形状，生成用于所述机器人进行沿着所述对象物的动作的路径。
12.一种记录介质，其记录有路径生成程序，所述路径生成程序使计算机作为以下部分发挥功能：
受理部，其受理机器人进行沿着对象物的动作的情况下的所述对象物的设计上的位置及形状；
指示部，其基于由所述受理部受理的所述对象物的设计上的位置及形状，作为用于对用于进行所述动作的所述机器人的规定部位的位置进行示教的示教点，确定按照所述对象物的形状的每个类别确定的示教点的数量及位置，指示所述机器人在所确定的示教点处将所述机器人按压于所述对象物来执行示教；
取得部，其取得根据所述指示部的指示而被示教的所述机器人的规定部位的位置信息以及作用于所述机器人的外力；
估计部，其基于由所述取得部取得的所述位置信息，估计所述对象物的形状；以及
生成部，其基于由所述估计部估计出的所述对象物的形状以及由所述取得部取得的外力，生成用于所述机器人进行沿着所述对象物的动作的路径。
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