CN116897099A - 根据传感器的输出生成示教点的示教点生成装置以及示教点生成方法 - Google Patents

Abstract

机器人控制装置具有：探索点计算部，其根据至少一个示教点来计算探索点的位置；以及指令部，其驱动机器人以使机器人的位置与探索点对应。机器人控制装置具有：示教点设定部，其根据由激光传感器检测的作业位置来设定示教点的位置。机器人控制装置通过反复进行由探索点计算部进行的探索点的位置的计算、由指令部进行的机器人的驱动、由示教点设定部进行的示教点的位置的设定，设定沿着作业线的多个示教点的位置。

Description

根据传感器的输出生成示教点的示教点生成装置以及示教点 生成方法

技术领域

本发明涉及根据传感器的输出生成示教点的示教点生成装置以及示教点生成方法。

背景技术

机器人装置具有：机器人、安装于机器人的作业工具以及控制机器人的控制装置。控制装置根据作业程序来驱动机器人以及作业工具。作业者为了确定进行作业的期间中的机器人的位置以及姿势，能够预先示教示教点。根据示教点的位置来制作作业程序。

示教点的位置有时对机器人装置进行的作业的质量造成较大影响。例如，在进行电弧焊接的机器人装置中，机器人使焊炬沿着根据示教点确定的作业路径移动。在作业路径从期望的路径偏离的情况下，进行焊接的位置偏离。

为了修正进行这样的焊接的位置的偏离，已知有在焊炬配置激光传感器，一边进行焊接一边校正作业路径的控制。例如，一边实施焊接，一边利用激光传感器检测应进行焊接的作业位置。已知控制装置根据由激光传感器检测出的作业位置来校正由作业程序确定的作业路径(例如，日本特开平9-277045号公报和日本特开平8-166813号公报)。

另外，已知有如下控制：通过指定起点和终点来预先生成作业路径，一边使机器人的位置沿着作业路径行进，一边将由激光传感器检测出的进行焊接的位置设定为示教点(例如，日本特开平7-104831号公报)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-277045号公报

专利文献2：日本特开平8-166813号公报

专利文献3：日本特开平7-104831号公报

发明内容

发明要解决的课题

为了使机器人装置以高质量进行作业，优选准确地设定示教点。由作业程序确定的示教点例如由作业者操作示教操作盘而变更机器人的位置以及姿势，以使作业工具成为期望的位置以及姿势。并且，在机器人的位置以及姿势成为期望的位置以及姿势时，能够进行设定为示教点的示教操作。

然而，有时难以进行该示教操作。例如，在为了进行电弧焊接而手动调整机器人的位置以及姿势的情况下，应进行焊接的焊接线与焊炬的前端点之间的距离变短。作业者有时必须以1mm以下的精度调整焊炬的前端点的位置。示教点必须沿着焊接线设定多个，因此，作业时间变长。并且，作业者需要高的技能。特别是，在焊接线包含曲线的情况下，需要在焊接线延伸的方向变化的范围内生成很多的示教点。存在作业者为了生成示教点而需要大量时间这样的问题。

另外，通过在机器人装置安装激光传感器，能够一边进行实际的焊接作业，一边利用激光传感器的输出校正进行焊接的作业路径。然而，为了实施该控制，需要预先设定示教点。换言之，需要预先确定成为作业路径的基准的示教点。

用于解决课题的手段

本公开的一方式是生成具有机器人以及作业工具的机器人装置的示教点的示教点生成装置。示教点生成装置具有：传感器，其用于检测机器人装置对工件进行作业的作业线上的作业位置。示教点生成装置具有：探索点计算部，其根据至少一个示教点来计算用于确定沿着作业线的下一个示教点的探索点的位置；以及指令部，其驱动机器人，以使机器人的位置移动到与探索点对应的移动点。示教点生成装置具有：示教点设定部，其在机器人的位置移动到移动点之后，根据由传感器检测的作业位置来设定示教点的位置。示教点生成装置通过反复进行包含由探索点计算部进行的探索点的位置的计算、由指令部进行的机器人的驱动、以及由示教点设定部进行的示教点的位置的设定的设定控制，设定沿着作业线的多个示教点的位置。

本公开的其他方式是生成具有机器人以及作业工具的机器人装置的示教点的示教点生成方法。示教点生成方法包含：探索点计算工序，根据至少一个示教点来计算用于确定沿着作业线的下一个示教点的探索点的位置；以及驱动工序，驱动机器人，以使机器人的位置移动到与探索点对应的移动点。示教点生成方法包含：位置检测工序，在机器人的位置移动到移动点之后，通过传感器检测机器人装置对工件进行作业的作业线上的作业位置。示教点生成方法包含：示教点设定工序，根据由传感器检测的作业位置来设定示教点的位置。通过反复进行包含探索点计算工序、驱动工序、位置检测工序、示教点设定工序的设定工序，设定沿着作业线的多个示教点的位置。

发明效果

根据本公开的方式，能够提供自动设定示教点的位置的示教点生成装置以及示教点生成方法。

附图说明

图1是实施方式中的机器人装置的概略图。

图2是实施方式中的机器人装置的框图。

图3是实施方式中的机器人装置进行焊接时的工件以及焊炬的立体图。

图4是实施方式中的焊炬以及激光传感器的放大立体图。

图5是设定开始焊接的开始示教点时的工件以及焊炬的立体图。

图6是使焊炬从开始示教点退避时的工件以及焊炬的立体图。

图7是将焊炬移动到与探索点对应的位置时的工件以及焊炬的立体图。

图8是对根据2个示教点设定探索点及下一个示教点的位置的控制进行说明的图。

图9是对根据2个示教点设定探索点及下一个示教点的位置的控制进行说明的另一图。

图10是对通过实施方式中的设定控制生成的示教点进行说明的图。

图11是焊炬行进到与结束示教点对应的位置时的工件以及焊炬的立体图。

图12是对无法通过激光传感器检测进行焊接的作业位置时的控制的第一工序进行说明的图。

图13是对无法通过激光传感器检测进行焊接的作业位置时的控制的第二工序进行说明的图。

图14是沿着包含直线以及曲线的焊接线进行焊接时的焊接路径的图。

图15是实施方式中的实施再生控制时的工件以及焊炬的立体图。

具体实施方式

参照图1至图15，对实施方式中的示教点生成装置以及示教点生成方法进行说明。在本实施方式中，例示通过电弧焊接固定多个工件的机器人装置来进行说明。

图1是本实施方式中的机器人装置的概略图。图2是本实施方式中的机器人装置的框图。参照图1和图2，机器人装置8具有作为作业工具的焊炬2和移动焊炬2的机器人1。本实施方式的机器人1是包含多个关节部的多关节机器人。

机器人1包含基座部14和支承于基座部14的回转基座13。基座部14固定于设置面。回转基座13相对于基座部14旋转。机器人1包含上部臂11和下部臂12。下部臂12经由关节部支承于回转基座13。上部臂11经由关节部支承于下部臂12。机器人1包含与上部臂11的端部连结的腕部15。腕部15经由关节部支承于上部臂11。焊炬2固定于腕部15的凸缘16。此外，作业工具不限于焊炬，能够采用与机器人装置进行的作业对应的任意的装置。

本实施方式的机器人1具有6个驱动轴。机器人1包含驱动上部臂11等机器人1的构成部件的机器人驱动装置。本实施方式的机器人驱动装置包含用于驱动上部臂11、下部臂12、回转基座13以及腕部15的多个机器人驱动马达22。在关节部处，机器人1的构成部件的朝向变化，由此，机器人1的位置以及姿势变化。

机器人装置8的控制装置10具有控制机器人1的机器人控制装置4。机器人控制装置4包含具有作为处理器的CPU(Central Processing Unit)的运算处理装置(计算机)。运算处理装置具有经由总线与CPU连接的RAM(Random Access Memory)和ROM(Read OnlyMemory)等。

机器人装置8包含用于向焊炬2供给焊丝19的焊丝供给装置18。焊丝供给装置18将随着实施焊接而消耗的焊丝19供给到焊炬2。本实施方式的焊丝供给装置18固定于机器人1。

机器人装置8的控制装置10包含控制焊炬2以及焊丝供给装置18的焊接控制装置5。焊接控制装置5包含具有作为处理器的CPU和经由总线与CPU连接的RAM等的运算处理装置。另外，焊接控制装置5包含向焊炬2以及焊丝供给装置18供电的电路。焊接控制装置5形成为能够与机器人控制装置4相互通信。焊接控制装置5根据机器人1的动作，向焊炬2供电或供给焊丝19。本实施方式的焊接控制装置5由机器人控制装置4控制。

机器人控制装置4包含作为操作者手动操作机器人装置8的操作盘的示教操作盘3。示教操作盘3包含输入与机器人1和焊炬2相关的信息的输入部3a。输入部3a由键盘和拨盘等部件构成。示教操作盘3包含显示与机器人装置8的控制相关的信息的显示部3b。显示部3b由液晶显示面板等显示面板构成。此外，显示部3b也可以包含触摸面板方式的显示面板。该情况下，显示部3b具有输入部3a的功能。

机器人控制装置4按照动作程序40驱动机器人以及作业工具。本实施方式的动作程序40包含用于通过机器人装置8实施焊接等预先确定的作业的作业程序41。根据由作业程序41确定的示教点来变更机器人1的位置以及姿势。焊接控制装置5根据作业程序41，向焊炬2供给电流，或控制焊丝供给装置18。

机器人控制装置4包含存储与机器人1和焊炬2的控制相关的信息的存储部42。存储部42能够由易失性存储器、非易失性存储器或者硬盘等能够存储信息的非暂时性的存储介质构成。包含作业程序41以及示教点生成程序47的动作程序40存储于存储部42。

在作业程序41中确定用于驱动机器人装置8的示教点。机器人控制装置4包含送出机器人1以及焊炬2的动作指令的动作控制部43。动作控制部43相当于按照作业程序41进行驱动的处理器。处理器读入作业程序41，实施由作业程序41确定的控制，由此，作为动作控制部43发挥功能。或者，处理器根据来自处理部51的指令或者来自再生控制部60的指令来驱动机器人1，由此，作为动作控制部43发挥功能。

动作控制部43向机器人驱动部45送出用于驱动机器人1的动作指令。机器人驱动部45包含驱动机器人驱动马达22的电路。机器人驱动部45根据动作指令向机器人驱动马达22供电。另外，动作控制部43控制焊炬2的动作。动作控制部43根据作业程序41将驱动焊炬2以及焊丝供给装置18的动作指令送出到焊接控制装置5。焊接控制装置5根据动作指令向焊炬2以及焊丝供给装置18供电。

机器人1包含用于检测机器人1的位置以及姿势的状态检测器。本实施方式中的状态检测器包含安装于机器人驱动马达22的位置检测器23。通过位置检测器23的输出，能够取得各个驱动轴上的机器人1的部件的朝向。例如，位置检测器23检测机器人驱动马达22驱动时的旋转角。在本实施方式中，根据多个位置检测器23的输出来检测机器人1的位置以及姿势。

对本实施方式的机器人装置8设定世界坐标系71。在图1所示的例子中，在机器人1的基座部14配置世界坐标系71的原点。世界坐标系71也被称为机器人装置8的基准坐标系。世界坐标系71是原点的位置固定并且坐标轴的朝向固定的坐标系。即使机器人1的位置以及姿势变化，世界坐标系71的位置和朝向也不变化。世界坐标系71具有相互正交的X轴、Y轴以及Z轴作为坐标轴。另外，设定W轴作为绕X轴的坐标轴。设定P轴作为绕Y轴的坐标轴。设定R轴作为绕Z轴的坐标轴。

在本实施方式中，设定了具有设定于作业工具的任意位置的原点的工具坐标系。本实施方式的工具坐标系72的原点设定于工具前端点。工具坐标系72具有相互正交的X轴、Y轴以及Z轴作为坐标轴。工具坐标系72具有绕X轴的W轴、绕Y轴的P轴以及绕Z轴的R轴。在图1所示的例子中，工具坐标系72的原点设定于焊丝19的前端点。另外，工具坐标系72设定为Z轴的延伸方向与从焊炬2的前端突出的焊丝19的延伸方向平行。

当机器人1的位置以及姿势变化时，工具坐标系72的原点的位置和朝向变化。例如，机器人1的位置与工具前端点的位置(工具坐标系72的原点的位置)对应。另外，机器人1的姿势与工具坐标系72相对于世界坐标系71的朝向对应。

机器人装置8具有示教点生成装置，该示教点生成装置生成具有机器人1以及焊炬2的机器人装置8的示教点。在本实施方式中，机器人控制装置4作为示教点生成装置发挥功能。机器人控制装置4具有作为用于检测机器人装置8进行作业的工件的作业线上的作业位置的传感器的激光传感器27。在本实施方式中，根据激光传感器27的输出，检测作为工件81、82的焊接线上的作业位置的焊接位置。另外，为了生成示教点而预先生成驱动机器人装置8的示教点生成程序47。

作为用于检测机器人装置8进行作业的作业位置的传感器，不限于激光传感器，能够使用能够检测作业位置的任意的传感器。例如，作为传感器，能够采用三维传感器。作为三维传感器，能够采用通过光飞行时间方式拍摄距离图像的TOF(Time of Flight：飞行时间)照相机或者根据由2台二维照相机拍摄的视差来检测三维的位置的立体照相机等。

机器人控制装置4包含：处理部51，其处理激光传感器27的输出并生成示教点。处理部51包含：作业位置检测部52，其根据激光传感器27的输出来检测焊炬2进行作业的作业位置。处理部51包含：探索点计算部53，其根据至少一个示教点来计算用于确定沿着作业线的下一个示教点的探索点的位置。处理部51包含：指令部54，其驱动机器人1以使机器人1的位置移动到与探索点对应的移动点。另外，处理部51包含：示教点设定部55，其在机器人1的位置移动到移动点之后，根据由激光传感器27检测的作业位置来实施示教点的位置的设定。本实施方式的示教点的设定包含示教点的位置的设定以及示教点处的机器人的姿势的设定。

处理部51、作业位置检测部52、探索点计算部53、指令部54以及示教点设定部55各自的单元相当于按照示教点生成程序47进行驱动的处理器。处理器读入示教点生成程序47，实施由示教点生成程序47确定的控制，由此，作为各个单元发挥功能。

图3表示利用本实施方式的机器人装置进行焊接时的工件和焊炬的放大立体图。参照图1和图3，在本实施方式中，在架台89的上表面配置有工件81。在工件81的上表面配置有工件82。本实施方式的工件81、82是板状的部件。本实施方式的工件81、82各自的表面为平面。工件81、82通过未图示的夹具固定于架台89。

机器人装置8对工件81的上表面与工件82的端面接触的部分进行焊接。工件81的上表面与工件82的端面的边界线成为作为应进行作业的作业线的焊接线WL1。机器人控制装置4如箭头91所示那样变更机器人1的位置以及姿势，以使焊炬2的工具前端点沿着焊接线WL1移动。在进行了焊接的部分形成焊道80。本实施方式的示教点生成装置生成进行这样的作业的机器人装置8的示教点。

图4表示本实施方式中的焊炬以及激光传感器的放大立体图。本实施方式中的激光传感器27支承于机器人1。激光传感器27经由支承部件27a固定于焊炬2。本实施方式中的激光传感器27在预先确定的射出角度的照射范围30内射出激光光束。照射范围30为平面状。特别是，本实施方式的照射范围30为扇形。图4表示对工件的平面状的表面照射激光光束时的状态。在工件的表面划定与照射范围30对应地被照射激光光束的照射线32。在本实施方式中，将通过激光传感器27中的预先确定的点和照射线32的宽度W的中点的线称为照射范围30的中央线31。

作为激光传感器27，能够采用具有在扇形的照射范围30内射出激光光束的机构的任意的传感器。例如，能够采用偏转扫描激光光束的传感器。偏转扫描激光光束的传感器包含变更激光光束的射出方向的摆动镜。摆动镜进行摆动，由此，激光光束在预先确定的射出角度的范围内射出。另外，该激光传感器包含对在工件的表面反射的激光光束进行接收的受光元件。能够根据由摆动镜射出的激光光束的朝向和受光元件中的激光光束的位置来检测激光光束在工件上反射的位置。特别是，能够检测沿着照射范围的宽度方向的位置以及从激光传感器到工件的表面的距离。激光光束反射的位置能够在对激光传感器设定的传感器的坐标系中计算。

激光光束在工件的表面反射的位置能够通过传感器的坐标系来计算。并且，能够生成将通过激光光束的扫描而检测出的多个位置连结的线。根据连结多个位置的线，能够检测焊接线上的焊接位置。例如，能够将连结多个位置的线弯曲的点设定为应进行焊接的焊接位置。另外，能够根据机器人1的位置以及姿势，将由传感器的坐标系表现的焊接位置变换为由世界坐标系71表现的焊接位置。

图5表示在开始焊接的开始示教点配置了机器人的位置时的工件以及焊炬的立体图。作业者首先设定表示焊接开始的示教点即开始示教点TPS。作业者能够通过手动来驱动机器人1，由此设定开始示教点TPS。作业者操作示教操作盘3的输入部3a来变更机器人1的位置以及姿势。并且，调整机器人1的位置，以使焊丝19的前端部(工具前端点)配置于焊接的开起点。另外，调整机器人1的姿势，以使焊炬2成为期望的目标角以及前进角。此外，在本实施方式中，以前进角为例进行说明，但也可以是后退角。

此时，作业者优选调整腕部15的凸缘16的旋转位置，以使激光传感器27配置于焊接线WL1的延伸方向。特别是，优选以应进行焊接的焊接线WL1进入到激光光束的照射范围30内的方式配置激光传感器27。

这样，在本实施方式中，预先设定开始示教点。此外，开始示教点能够通过任意的方法设定。例如，作业者也可以通过从示教操作盘3的输入部3a输入规定的坐标系的坐标值来设定开始示教点TPS。接着，作业者操作示教操作盘3的输入部3a，由此，机器人控制装置4开始自动生成示教点的控制。

图6表示使焊炬从开始示教点向预先确定的方向退避时的立体图。参照图1、图2以及图6，处理部51的指令部54实施如下控制：使焊炬2以从开始示教点TPS起预先确定的方向以及预先确定的距离从工件81、82退避。在此处的例子中，指令部54变更机器人1的位置，以使焊炬2在工具坐标系72的Z轴的方向上移动。机器人1的位置从开始示教点TPS移动到移动点MPS。如箭头93所示，焊丝19的前端点向远离开始示教点TPS的方向移动。作为使焊炬2退避的方向，不限于工具坐标系72的Z轴的方向，能够采用远离工件81、82的任意的方向。此时，优选使焊炬2以能够利用激光传感器27拍摄焊接线WL1的方向和距离移动。

机器人控制装置4实施一边使焊炬2沿着焊接线WL1移动一边设定示教点的位置的设定控制。在本实施方式中，一边维持焊炬2从工件81、82退避的状态一边反复进行示教点的位置的设定。即，在工具前端点远离焊接线WL1的状态下，一边使焊炬2在沿着焊接线WL1的方向上移动一边进行示教点的位置的设定。

在本实施方式中，在实施设定示教点的位置的设定控制的期间中，机器人1被设定为预先确定的姿势。例如，作业者能够将用于进行设定控制的机器人1的姿势预先输入到机器人控制装置4。或者，也可以维持作业者设定开始示教点TPS时的机器人1的姿势。

首先，示教点设定部55根据开始示教点TPS的位置，设定示教点TP1的位置。在激光传感器27的激光光束的照射范围30的内部配置有作为作业线的焊接线WL1。照射范围30与焊接线WL1延伸的方向交叉。作业位置检测部52根据激光传感器27的输出来检测焊接线WL1的位置，即应进行焊接的焊接位置。本实施方式中的示教点设定部55将该焊接位置设定为示教点TP1的位置。

图7表示对设定下一个示教点的位置的控制进行说明的焊炬以及工件的立体图。图8表示对设定下一个示教点的位置的控制进行说明的图。参照图7和图8，处理部51根据已经设定的示教点TPS、TP1，生成沿着焊接线WL1的下一个示教点TP2。

探索点计算部53实施如下的探索点计算工序：根据至少一个示教点来计算用于确定沿着焊接线WL1的下一个示教点的探索点的位置。探索点计算部53如箭头94所示，计算从开始示教点TPS向示教点TP1延伸的直线。探索点计算部53如箭头95所示，在箭头94的直线的延长线上设定探索点SP2。能够预先确定从成为基准的示教点到探索点的距离。在此处的例子中，能够预先确定从示教点TPS到探索点SP2的直线的距离。

接着，指令部54实施如下的驱动工序：驱动机器人1，以使机器人1的位置移动到与探索点SP2对应的移动点MP2。指令部54计算与探索点SP2对应的机器人1的位置即移动点MP2的位置。指令部54计算以与从示教点TP1朝向探索点SP2的方向及距离(箭头95所示的方向及距离)相同的方向及相同的距离而使机器人1的位置从移动点MPS移动后的移动点MP2的位置。指令部54驱动机器人1，以使机器人1配置在计算出的移动点MP2的位置。指令部54如箭头96所示那样移动焊炬2。

接着，作业位置检测部52实施如下的位置检测工序：通过激光传感器27检测焊接线WL1上的作业位置。作业位置检测部52在机器人1的位置移动到与探索点SP2对应的移动点MP2之后，根据激光传感器27的输出来检测对工件81、82进行焊接的焊接位置。

接着，示教点设定部55实施如下的示教点设定工序：根据由激光传感器27检测的焊接位置来设定示教点。本实施方式的示教点设定部55从作业位置检测部52取得焊接位置，将该焊接位置设定为示教点TP2的位置。在图7以及图8所示的例子中，示教点TP2相对于探索点SP2稍微偏离。

在本实施方式中，将包含这样的由探索点计算部53进行的探索点的位置的计算、由指令部54进行的机器人1的驱动、由示教点设定部55进行的示教点的位置的设定的控制称为设定控制。机器人控制装置4通过反复进行设定控制，生成沿着焊接线WL1的多个示教点。另外，机器人控制装置4设定多个示教点的位置。换言之，机器人控制装置4通过反复进行包含探索点计算工序、驱动工序、位置检测工序、示教点设定工序的设定工序，设定沿着焊接线WL1的多个示教点的位置。

图9表示对设定下一个示教点的位置的控制进行说明的图。参照图7以及图9，处理部51反复进行与设定示教点TP2的位置的设定控制相同的设定控制。本实施方式的处理部51根据通过最近的控制设定的示教点TP1以及示教点TP2来设定示教点TP3。

探索点计算部53如箭头96所示，计算从示教点TP1朝向示教点TP2的直线。探索点计算部53如箭头97所示，在箭头96所示的直线的延长线上设定探索点SP3。从示教点TP2到探索点SP3的距离能够采用预先确定的距离。例如，从示教点TP2到探索点SP3的距离能够设为与从示教点TPS到探索点SP2的距离相同。探索点计算部53根据在前次的设定控制中设定的示教点TP2的位置和在前次的设定控制中设定的示教点TP2之前设定的示教点TP1的位置，计算用于确定下一个示教点TP3的探索点SP3的位置。

指令部54计算与探索点SP3对应的移动点的位置。指令部54计算从探索点SP2朝向探索点SP3的方向以及距离。指令部54根据从探索点SP2朝向探索点SP3的方向及距离和移动点MP2的位置，计算与探索点SP3对应的移动点的位置。指令部54将机器人1的位置移动到与探索点SP3对应的移动点。在此，指令部54变更机器人1的位置，以使照射范围30的中央线31通过探索点SP3。在本实施方式中，此时的照射线32的延伸方向与在移动点MP2向工件81、82照射激光光束时的照射线32平行。

在使机器人1移动到与探索点SP3对应的移动点之后，作业位置检测部52根据激光传感器27的输出来检测焊接位置。并且，示教点设定部55根据作业位置检测部52检测出的焊接位置来设定示教点TP3的位置。

图10表示通过反复进行设定控制而生成的焊接路径。通过示教点TPS、TP1、TP2、TP3的路径成为作为作业路径的焊接路径WP1。这样，本实施方式的示教点生成装置能够通过反复进行设定控制，生成示教点并且设定示教点的位置。另外，在本实施方式的示教点生成方法中，能够通过反复进行设定工序，生成示教点并且设定示教点的位置。

示教点设定部55能够根据示教点的位置来计算作业路径。示教点设定部55能够根据作业路径来设定各个示教点处的机器人1的姿势。例如，示教点设定部55能够根据生成的作业路径来设定机器人1的姿势，以使焊炬的姿势成为预先确定的前进角或后退角以及预先确定的目标角。示教点设定部55能够按各个示教点来计算机器人1的姿势。

在本实施方式的示教点生成装置以及示教点生成方法中，即使不预先生成成为基准的机器人的路径，也能够生成示教点。另外，由于能够自动生成示教点，因此即使是技能少的作业者也能够容易地生成示教点。另外，作业者能够在短时间内生成示教点。并且，由于利用传感器检测焊接线上的焊接位置，所以能够在准确的位置设定示教点。

在本实施方式中，探索点计算部53根据在前次的设定控制中设定的示教点的位置和在前次的设定控制中设定的示教点之前设定的示教点的位置，计算用于确定下一个示教点的探索点的位置。通过该控制，能够使用已经设定的示教点在下一个示教点的附近设定探索点。特别是，本实施方式的探索点计算部53根据在前次的设定控制中设定的示教点的位置和在2次前的设定控制中设定的示教点的位置，计算探索点的位置。即，探索点计算部53根据连续的两个示教点的位置计算探索点的位置。通过根据连续的两个示教点的位置计算探索点的位置的控制，能够减少计算探索点的计算量。

此外，探索点计算部53也可以根据三个以上的示教点的位置，计算与下一个示教点对应的探索点的位置。例如，探索点计算部也可以根据三个以上的示教点的位置通过最小二乘法计算直线，在该直线上设定探索点。另外，在上述的实施方式中，在连结多个示教点的直线的延长线上设定探索点，但不限于该方式。例如，探索点计算部也可以在通过多个示教点的圆弧等曲线的延长线上设定探索点。

在本实施方式中，一边维持焊炬2从工件81、82退避的状态一边实施设定控制。通过实施该控制，能够避免焊炬2与工件81、82碰撞，或者与配置于工件81、82的周围的固定部件等碰撞。例如，在工件弯曲的情况下，若焊炬呈直线状地移动到与探索点对应的移动点，则存在焊炬与工件碰撞的情况。通过在焊炬远离工件的状态下设定示教点的位置，能够避免焊炬与其他物体的碰撞。此外，也可以不使焊炬从工件退避地实施设定控制。即，也可以一边维持工具前端点配置于焊接线的附近的状态一边设定示教点的位置。

本实施方式的传感器是在预先确定的射出角度的平面状的照射范围30内射出激光光束的激光传感器27。通过采用该结构，能够使用激光光束的照射范围30的宽度方向和照射范围30的中央线31来控制焊炬2的位置。

图11表示反复进行设定控制，由激光传感器检测的焊接位置到达焊接的结束点时的工件以及焊炬的立体图。在图11所示的例子中，表示了开始示教点TPS、示教点TP1～TP4以及结束示教点TPE。结束设定控制的条件能够预先确定。例如，能够预先确定结束设定控制的探索点的位置的范围。当由探索点计算部53计算的探索点到达预先确定的位置的范围内时，能够将与该探索点对应地检测的示教点设定为成为作业的结束的示教点即结束示教点TPE。

或者，能够预先确定结束示教点的位置的范围。在新生成的示教点是结束示教点的位置的范围内的点的情况下，能够将该示教点设定为结束示教点TPE，结束设定控制。

或者，也可以在机器人的位置移动到与探索点对应的移动点之后，在作业位置检测部52无法根据激光传感器27的输出检测焊接位置的情况下结束设定控制。该情况下，示教点设定部55能够将已经设定的示教点中的最后设定的示教点设定为结束示教点TPE。

或者，在激光光束到达焊接的结束点的附近时，作业者也可以通过操作示教操作盘3来结束设定控制。并且，作业者也可以通过操作示教操作盘3来移动焊炬2，设定结束示教点TPE。

图12表示对无法通过激光传感器检测焊接位置的情况下的控制进行说明的图。在图12所示的例子中，沿着焊接线WL4生成示教点。焊接线WL4具有曲率半径小的曲线状的部分。在此处的例子中，根据开始示教点TPS和示教点TP1计算探索点SP2。并且，将机器人1的位置移动到与探索点SP2对应的移动点，设定示教点TP2的位置。

接着，探索点计算部53根据示教点TP1、TP2的位置计算探索点SP3的位置。指令部54计算与探索点SP3对应的移动点的位置。指令部54变更机器人1的位置，以使激光光束的照射范围30的中央线31通过探索点SP3。但是，激光光束的照射线32远离焊接线WL4。因此，作业位置检测部52无法根据激光传感器27的输出来检测焊接位置。这样，在机器人1的位置移动到移动点之后，有时无法通过激光传感器27的输出来检测焊接位置。

该情况下，指令部54能够驱动机器人1，以使激光传感器27绕预先确定的旋转轴101旋转。参照图4以及图12，在此处的例子中，机器人1的凸缘16的驱动轴被设定为旋转轴101。如箭头92所示，指令部54实施使焊炬2绕旋转轴101旋转的控制。焊炬2旋转，由此，激光传感器27旋转。

使激光传感器27旋转的角度能够预先确定。例如，指令部54能够使激光传感器27在相对于箭头97所示的从示教点TP2朝向探索点SP3的方向的预先确定的角度的范围内旋转。指令部54能够按预先确定的角度停止激光传感器27的旋转。并且，作业位置检测部52在旋转后的位置实施作业位置的检测。

图13表示使激光传感器旋转时的图。参照图12及图13，通过使激光传感器27绕旋转轴101旋转，成为焊接线WL4在照射线32的范围内通过的状态。作业位置检测部52能够根据激光传感器27的输出来检测焊接位置。

这样，在无法根据激光传感器27的输出检测作业位置的情况下，能够实施使激光传感器27旋转来实施焊接位置的检测的周边探索控制。示教点设定部55将通过周边探索控制检测出的焊接位置设定为示教点TP3的位置。通过实施该控制，能够在焊接线WL4存在于激光传感器27的照射范围30的附近的情况下，检测焊接位置。

在本实施方式中，作为使激光传感器27旋转的旋转轴，采用了凸缘16的驱动轴，但不限于该方式。激光传感器能够绕任意的旋转轴旋转。例如，旋转轴能够采用工具坐标系72的Z轴。另外，旋转轴能够采用通过工具前端点的任意的轴。并且，也可以采用设定在远离焊炬的位置的旋转轴。此外，参照图6，关于该周边探索控制，也可以在将焊炬2从开始示教点TPS退避到移动点MPS的位置处无法根据激光传感器27的输出检测下一个示教点TP1的情况下实施。

并且，参照图12，在机器人1的位置移动到与探索点对应的移动点之后，在无法通过激光传感器27检测焊接位置的情况下，探索点计算部53能够实施缩短箭头97所示的从示教点TP2到探索点SP3的距离的控制。即，能够实施缩短从与探索点SP2对应的移动点朝向与探索点SP3对应的移动点时的焊炬2的移动距离的控制。

探索点计算部53将从示教点TP2到探索点的距离设定得比从当前的示教点TP2到探索点SP3的距离短。即，缩短箭头97所示的移动距离来计算修正后的探索点的位置。从示教点TP2到修正后的探索点的距离的设定方法能够预先确定。并且，指令部54将机器人1驱动到与修正后的探索点对应的移动点。之后，作业位置检测部52根据激光传感器27的输出来实施焊接位置的检测。

这样，在无法根据激光传感器27的输出检测作业位置的情况下，能够实施缩短从示教点到探索点的距离的移动距离变更控制。通过实施该控制，从已经生成的示教点到探索点的距离变短。即使焊接线WL4弯曲或屈曲，也能够缩短从探索点到焊接线的距离。结果，能够通过激光传感器27检测焊接位置的可能性提高。此外，移动距离变更控制能够反复实施。例如，在即使实施移动距离变更控制而缩短从示教点到探索点的距离也无法检测作业位置的情况下，能够进一步实施移动距离变更控制。

上述的周边探索控制和移动距离变更控制能够组合实施。例如，在即使实施周边探索控制也无法检测焊接位置的情况下，处理部51能够实施移动距离变更控制。或者，在即使实施移动距离变更控制也无法检测焊接位置的情况下，处理部51能够实施周边探索控制。

图14表示对针对包含直线状的焊接线和曲线状的焊接线的焊接线设定示教点的位置的控制进行说明的图。焊接线WL5包含直线状的部分和曲线状的部分。在图14中，在焊接线WL5上示出了各个示教点TP1～TP6处的激光光束的照射线32。如上所述，在焊接线为曲线状的情况下，在机器人1的位置移动到探索点之后，有时无法检测焊接线上的焊接位置。

因此，在沿着从示教点朝向探索点的路径的焊接线WL5为直线状的情况下，探索点计算部53能够将从示教点到探索点的距离设定为第一距离。在各个区间IL1中，焊接线WL5呈直线状延伸，因此，从示教点到探索点的距离被设定为第一距离。另一方面，在沿着从示教点朝向探索点的路径的焊接线WL5为曲线状的情况下，探索点计算部53能够将从示教点到探索点的距离设定为比第一距离小的第二距离。在各个区间IL2中，焊接线WL5呈曲线状延伸，因此，从示教点到探索点的距离被设定为第二距离。区间IL2中的示教点彼此的间隔比区间IL1中的示教点彼此的间隔窄。

以第一距离检测探索点的区间和以第二距离检测探索点的区间能够预先确定。例如，关于探索点的位置，能够预先确定以第一距离检测探索点的区间IL1的范围和以第二距离检测探索点的区间IL2的范围。

或者，作业者能够通过示教操作盘3的操作来变更从示教点到探索点的距离。本实施方式的示教操作盘3的输入部3a形成为能够调整从示教点到探索点的距离。例如，在输入部3a配置有变更距离的距离变更按钮。在距离变更按钮未被按下的情况下，探索点计算部53能够将从示教点到探索点的距离设定为第一距离。另外，在距离变更按钮被按下的情况下，探索点计算部53能够将从示教点到探索点的距离设定为第二距离。

作业者在焊炬2移动的同时设定示教点的位置的期间中，确认焊炬2的位置。作业者能够通过距离变更按钮的操作来变更从示教点到探索点的距离。作业者在实施设定控制的期间中，能够根据焊炬2的位置手动调整从示教点到探索点的距离。此外，也可以设定变更3个以上的移动距离的区间。另外，也可以以3种以上的移动距离来变更移动距离。

图15表示根据在设定控制中生成的示教点来实际驱动机器人装置时的工件以及焊炬的立体图。参照图2以及图15，机器人控制装置4包含实施再生控制的再生控制部60，该再生控制根据在设定控制中生成的示教点来驱动机器人1。再生控制部60相当于按照示教点生成程序47进行驱动的处理器。处理器通过读入示教点生成程序47并实施由示教点生成程序47确定的控制，从而作为再生控制部60发挥功能。

再生控制部60取得由示教点设定部55设定的示教点的位置。另外，再生控制部60取得由示教点设定部55设定的示教点处的机器人1的姿势。此外，进行再生控制时的机器人1的姿势也可以采用实施设定控制时的机器人1的姿势。再生控制部60向动作控制部43送出驱动机器人1的指令，以便在不驱动焊接控制装置5的状态下移动焊炬2。作业者能够确认实际进行焊接时的机器人1的位置以及姿势的变化。

焊丝19的前端点(工具前端点)沿着焊接线WL1如箭头99所示那样移动。此时，作业位置检测部52也可以根据激光传感器27的输出再次检测焊接位置。示教点设定部55也可以根据由作业位置检测部52检测出的焊接位置，修正已经生成的示教点的位置。

本实施方式中的再生控制部60在实施再生控制时，在成为作业结束的结束示教点TPE的附近，降低焊炬2的移动速度。再生控制部60实施使机器人1的驱动速度降低的控制。降低焊炬2的移动速度的机器人1的位置的范围能够预先确定。另外，再生控制部60也可以随着接近结束示教点TPE而逐渐降低机器人1的驱动速度。

作业者通过在结束示教点TPE的附近操作示教操作盘3，从而停止再生控制。接着，作业者操作示教操作盘3的输入部3a来手动驱动机器人1，由此，能够设定结束示教点TPE的位置。即，作业者能够修正结束示教点TPE的位置。示教点设定部55与作业者对输入部3a的操作对应地修正结束示教点TPE的位置。修正后的示教点能够存储于存储部42。

例如，在作业位置检测部52无法检测焊接位置的情况下，有时结束设定控制。结束示教点有时被设定为从期望的结束示教点偏离。该情况下，作业者能够手动修正结束示教点。或者，结束焊接的结束示教点是对工件的质量影响较大的重要的示教点，因此，能够由作业者设定更准确的结束示教点的位置。

本实施方式的再生控制部60在结束示教点的附近的预先确定的范围内，实施使机器人1的驱动速度降低的控制。通过进行该控制，焊炬2的移动速度变低，因此，作业者能够容易地使机器人1停止在期望的位置。

然而，在实际进行焊接的作业的情况下，机器人装置8实施在开始实际的作业之前将焊炬2的前端点配置于开始示教点TPS附近的移动点之后，使焊炬2接近开始示教点TPS的控制。这样的开始示教点TPS的附近的移动点被称为接近点。即，机器人控制装置4在将机器人1的位置配置于接近点之后，配置于开始示教点TPS。

参照图6，示教点设定部55能够将使焊炬2以从开始示教点TPS起预先确定的方向和预先确定的距离退避的机器人1的位置以及姿势设定为接近点。例如，示教点设定部55能够将使焊炬2从开始示教点TPS向工具坐标系的Z轴的方向退避的点设定为接近点。通过该控制，即使作业者不对接近点进行示教，处理部51也能够自动生成与接近点对应的示教点。另外，处理部51能够在实施生成多个示教点的控制的期间中生成接近点。能够减少作业者设定的示教点的个数。

另外，参照图15，在实际的焊接作业结束的情况下，机器人装置8在将焊炬2的前端点配置于远离工件81、82的点之后，为了进行接下来的作业而变更机器人1的位置以及姿势。即，机器人控制装置4在将机器人1的位置配置于从结束示教点TPE退避的移动点之后，为了进行接下来的作业而变更机器人1的位置以及姿势。该移动点被称为避让点。本实施方式的示教点设定部55能够在设定了结束示教点TPE的情况下，自动设定避让点。

示教点设定部55如箭头100所示，能够将使焊炬2以从结束示教点TPE起预先确定的方向以及预先确定的距离从工件81、82退避的机器人1的位置设定为避让点。例如，示教点设定部55能够将使焊炬2从结束示教点TPE向工具坐标系的Z轴的方向退避的移动点设定为避让点。通过该控制，即使作业者不对避让点进行示教，处理部51也能够自动生成与避让点对应的示教点。能够减少作业者设定的示教点的个数。

在本实施方式中，以进行两个构件接触而成为角的部分的焊接的角焊为例进行了说明，但不限于该方式。在以两个部件的端面彼此对置的方式进行焊接的对接焊接中，也能够实施本实施方式的生成示教点的控制。另外，本实施方式的工件的表面为平面，但不限于该方式。在对包含曲面的工件进行作业的情况下，也能够应用本实施方式的控制。例如，在对曲面进行作业的情况下，通过缩短从示教点到探索点的距离，能够实施本实施方式的控制。

并且，在本实施方式中，以进行电弧焊接的机器人装置为例进行了说明，但不限于该方式。能够将本实施方式的控制应用于沿着作业线进行作业的任意的机器人装置。例如，能够将本实施方式中的控制应用于进行激光焊接的机器人装置或具有涂布粘接剂的作业工具的机器人装置。

上述的实施方式能够适当组合。在上述各图中，对相同或相等的部分标注相同的符号。此外，上述的实施方式是例示，并不限定发明。另外，在实施方式中，包含请求专利权的技术方案所示的实施方式的变更。

符号说明

1 机器人

2 焊炬

3 示教操作盘

3a 输入部

4 机器人控制装置

8 机器人装置

10 控制装置

27 激光传感器

30 照射范围

31 中央线

32 照射线

40 动作程序

52 作业位置检测部

53 探索点计算部

54 指令部

55 示教点设定部

60 再生控制部

81、82 工件

101 旋转轴

TP1～TP6 示教点

SP1～SP3 探索点

MP2 移动点

WL1、WL4、WL5焊接线。

Claims (10)

1.一种示教点生成装置，其生成具有机器人以及作业工具的机器人装置的示教点，其特征在于，

所述示教点生成装置具有：

传感器，其用于检测所述机器人装置对工件进行作业的作业线上的作业位置；

探索点计算部，其根据至少一个示教点来计算用于确定沿着作业线的下一个示教点的探索点的位置；

指令部，其驱动所述机器人，以使所述机器人的位置移动至与探索点对应的移动点；以及

示教点设定部，其在所述机器人的位置移动至移动点之后，根据由所述传感器检测的作业位置来设定示教点的位置，

通过反复进行设定控制来设定沿着作业线的多个示教点的位置，所述设定控制包含由所述探索点计算部进行的探索点的位置的计算、由所述指令部进行的所述机器人的驱动、由所述示教点设定部进行的示教点的位置的设定。

2.根据权利要求1所述的示教点生成装置，其特征在于，

所述示教点生成装置具有通过手动来操作所述机器人装置的动作的操作盘，

所述操作盘具有能够调整从示教点到探索点的距离的输入部。

3.根据权利要求1或2所述的示教点生成装置，其特征在于，

在沿着从示教点朝向探索点的路径的作业线为直线状的情况下，所述探索点计算部将从示教点到探索点的距离设定为第一距离，在沿着从示教点朝向探索点的路径的作业线为曲线状的情况下，所述探索点计算部将从示教点到探索点的距离设定为比第一距离短的第二距离。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的示教点生成装置，其特征在于，

在所述机器人的位置移动至移动点之后所述传感器无法检测作业位置的情况下，所述指令部驱动所述机器人，以使所述传感器绕预先确定的旋转轴旋转，

所述传感器在旋转后的位置实施作业位置的检测。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的示教点生成装置，其特征在于，

在所述机器人的位置移动到移动点之后所述传感器无法检测作业位置的情况下，所述探索点计算部使从示教点到探索点的距离比从当前的示教点到探索点的距离短，计算修正后的探索点的位置，

所述指令部驱动所述机器人，以使所述机器人的位置移动到与修正后的探索点的位置对应的移动点，

所述传感器实施作业位置的检测。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的示教点生成装置，其特征在于，

在所述机器人的位置移动到移动点之后所述传感器无法检测作业位置的情况下，结束所述设定控制。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的示教点生成装置，其特征在于，

表示作业的开始的示教点即开始示教点是预先确定的，

所述指令部实施使所述作业工具以从开始示教点起预先确定的方向以及预先确定的距离而从工件退避的控制，

一边维持所述作业工具从工件退避的状态一边实施所述设定控制。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的示教点生成装置，其特征在于，

表示作业的开始的示教点即开始示教点是预先确定的，

所述示教点设定部实施如下控制：将使所述作业工具以从开始示教点起预先确定的方向以及预先确定的距离而从工件退避的位置设定为开始实际的作业之前的接近点的位置；以及将使所述作业工具以从结束示教点起预先确定的方向以及预先确定的距离而从工件退避的位置设定为实际的作业结束之后的避让点的位置，其中，所述结束示教点是表示作业的结束的示教点。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的示教点生成装置，其特征在于，

所述示教点生成装置具有：

操作盘，其通过手动来操作所述机器人装置的动作；以及

再生控制部，其实施根据在所述设定控制中生成的示教点来驱动所述机器人的再生控制，

所述操作盘具有：输入部，其形成为通过手动来变更所述机器人的位置以及姿势，

所述再生控制部在实施再生控制时，在表示作业的结束的示教点即结束示教点的附近的预先确定的范围内，实施使所述机器人的驱动速度降低以使所述作业工具的移动速度降低的控制，与作业者对所述操作盘的操作对应地停止再生控制，

所述示教点设定部与作业者对输入部的操作对应地修正结束示教点的位置。

10.一种示教点生成方法，生成具有机器人以及作业工具的机器人装置的示教点，其特征在于，

所述示教点生成方法包含：

探索点计算工序，根据至少一个示教点来计算用于确定沿着作业线的下一个示教点的探索点的位置；

驱动工序，驱动所述机器人，以使所述机器人的位置移动至与探索点对应的移动点；

位置检测工序，在所述机器人的位置移动至移动点之后，利用传感器检测所述机器人装置对工件进行作业的作业线上的作业位置；以及

示教点设定工序，根据由所述传感器检测的作业位置来设定示教点的位置，

通过反复进行包含探索点计算工序、驱动工序、位置检测工序以及示教点设定工序的设定工序，来设定沿着作业线的多个示教点的位置。