DE102015004484A1

DE102015004484A1 - Robotersteuerung und Robotersystem zum Bewegen eines Roboters in Erwiderung einer Kraft

Info

Publication number: DE102015004484A1
Application number: DE102015004484.2A
Authority: DE
Inventors: Takahiro IWATAKE
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2015-10-15
Anticipated expiration: 2035-04-08
Also published as: DE102015004484B4; CN104972463A; JP5893666B2; US20150290796A1; US9566707B2; JP2015202537A; CN104972463B

Abstract

Eine Robotersteuerung zum leichten Bewegen einer gewünschten Achse eines Roboters durch Ausüben einer Kraft auf ein vorderes Ende des Roboters, und ein die Robotersteuerung beinhaltendes Robotersystem. Die Robotersteuerung weist Folgendes auf: einen Kraftmessungsteil, der eine auf das vordere Ende ausgeübte Kraft misst; einen Betätigungskraftberechnungsteil, der eine Betätigungskraft zum Bewegen einer jeden Achse basierend auf der gemessenen Kraft berechnet; einen Betätigungsbefehlsteil, der einen Befehl zum Bewegen des Roboters ausgibt; und einen Betätigungsachsenspezifizierungsteil, der eine Betätigungsachse spezifiziert, die in Erwiderung der Kraft zu bewegen ist, und eine Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von einer Richtung der Kraft bestimmt. Wenn zwei oder mehr Betätigungsachsen spezifiziert werden, bestimmt der Betätigungsachsenspezifizierungsteil je nach einem Status der Bewegungsbetätigung, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Robotersteuerung zum Bewegen eines Roboters basierend auf einer auf den Roboter ausgeübten Kraft und betrifft ein den Roboter und die Robotersteuerung beinhaltendes Robotersystem.
2. Beschreibung des allgemeinen Stands der Technik
Als ein Betätigungsverfahren zum Bewegen eines Roboters durch Ausüben einer Kraft auf den Roboter oder ein Verfahren zum Bewegen eines Roboters durch Ausüben einer Kraft auf den Roboter, sodass eine Position eingelernt wird, ist das direkte Einlernen (engl.: direct teaching) wohlbekannt. Beim direkten Einlernen kann der Roboter durch direktes Führen des Roboters, durch Ausüben einer Kraft auf den Roboter in eine gewünschte Bewegungsrichtung, in eine gewünschte Position und/oder Ausrichtung in einem orthogonalen Koordinatensystem bewegt werden.
Wie relevante Schriften des Stands der Technik offenbart die Patentschrift JP S56-085106 A ein Verfahren zum Bewegen der Position und Ausrichtung eines vorderen Endes eines Roboterarms basierend auf einem Signal, das von einem Krafterfasser erzeugt wird, wenn ein manueller Betätigungsteil, der am vorderen Ende des Roboterarms angebracht ist, betätigt wird.
Ferner offenbart die Patentschrift JP H06-250728 A eine Vorrichtung zum direkten Einlernen eines Roboters, wobei ein am Roboter angeordneter Kraftsensor eine Kraft erfasst, die von einem Menschen auf einen Endeffektor ausgeübt wird, und ein Roboterarm nur in eine Richtung geführt wird, die von einem Betätigungsrichtungseinstellmittel bestimmt wird, wenn die Bewegung des Roboterarms auf einem Kraftsignal basierend gesteuert wird, das vom Kraftsensor erhalten wird.
Im Verfahren der Patentschrift JP S56-085106 A werden die Position und/oder die Ausrichtung des vorderen Endes des Roboters im orthogonalen Koordinatensystem in Erwiderung der Kraft bewegt. In diesem Verfahren ist während des direkten Erlernens jedoch nicht jede Achse in eine gewünschte Position bewegbar.
In der Vorrichtung der Patentschrift JP H06-250728 A ist, wenn der Roboter durch direktes Erlernen bewegt wird, die Bewegungsrichtung des Roboters begrenzt, sodass der Roboter nur in die begrenzte Richtung bewegt wird, wodurch die Betätigbarkeit des Roboters verbessert werden kann. Die begrenzte Richtung bezieht sich auf eine Richtung hinsichtlich der Position oder Ausrichtung des vorderen Endes des Roboters in einem Kartesischen Koordinatensystem. Deshalb beschreibt die Patentschrift JP H06-250728 A nicht ein Verfahren zur Begrenzung einer anzutreibenden Achse, wobei jede Achse so gesteuert wird, dass nur eine gewünschte Achse bewegt wird usw.
Kurzdarstellung der Erfindung
Deshalb ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Folgendes bereitzustellen: eine Robotersteuerung, die zum Bewegen eines vorderen Endes eines Roboters in eine Position fähig ist, in der der Roboter schwer zu bewegen ist, wenn die Position und/oder die Ausrichtung des vorderen Endes des Roboters im orthogonalen Koordinatensystem durch Ausüben der Kraft auf das vordere Ende geändert wird, und dazu fähig ist, die Achse des Roboters in eine gewünschte Position zu bewegen, ohne eine spezielle Eingabevorrichtung zu verwenden und ohne eine Eingabebetätigung zum Wechseln eines Bewegungsverfahrens durchzuführen; und ein Robotersystem, das die Robotersteuerung und den Roboter beinhaltet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Robotersteuerung zum Bewegen eines eine Vielzahl von Achsen aufweisenden Roboters basierend auf einer auf den Roboter ausgeübten Kraft bereitgestellt, wobei die Robotersteuerung Folgendes umfasst: einen Kraftmessungsteil, der eine auf ein vorderes Ende des Roboters ausgeübte Kraft misst; einen Betätigungskraftberechnungsteil, der eine Betätigungskraft zum Ausüben einer Bewegungsbetätigung in Bezug auf eine Position einer jeden Achse des Roboters basierend auf der vom Kraftmessungsteil gemessenen Kraft berechnet; einen Betätigungsbefehlsteil, der einen Befehl zum Bewegen des Roboters ausgibt; und einen Betätigungsachsenspezifizierungsteil, der eine Achse der Vielzahl von Achsen spezifiziert, die in Erwiderung der Kraft als eine Betätigungsachse zu bewegen ist, und eine Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von einer Richtung der Kraft bestimmt, wobei dann, wenn zwei oder mehr Achsen als die Betätigungsachsen spezifiziert werden, der Betätigungsachsenspezifizierungsteil basierend auf der Richtung der vom Kraftmessungsteil gemessenen Kraft relativ zur Betätigungsachse, je nach einem Status der Bewegungsbetätigung, bestimmt, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, und wobei der Betätigungsbefehlsteil basierend auf den durch den Betätigungsachsenspezifizierungsteil spezifizierten und bestimmten Inhalten und der vom Betätigungskraftberechnungsteil berechneten Betätigungskraft einen Betätigungsbefehl zum Bewegen einer Position der Betätigungsachse ausgibt.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung eine Robotersteuerung zum Bewegen eines eine Vielzahl von Achsen aufweisenden Roboters basierend auf einer auf den Roboter ausgeübten Kraft bereit, wobei die Robotersteuerung Folgendes umfasst: einen Kraftmessungsteil, der eine auf ein vorderes Ende des Roboters ausgeübte Kraft misst; einen Betätigungskraftberechnungsteil, der eine Betätigungskraft zum Ausüben einer Bewegungsbetätigung in Bezug auf eine Position einer jeden Achse des Roboters basierend auf der vom Kraftmessungsteil gemessenen Kraft berechnet; einen Betätigungsbefehlsteil, der einen Befehl zum Bewegen des Roboters ausgibt; und einen Betätigungsachsenspezifizierungsteil, der eine Achse der Vielzahl von Achsen spezifiziert, die in Erwiderung der Kraft als eine Betätigungsachse zu bewegen ist, und eine Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von einer Richtung der Kraft bestimmt, wobei dann, wenn zwei oder mehr Achsen als die Betätigungsachsen spezifiziert werden, der Betätigungsachsenspezifizierungsteil basierend auf einem Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende des Roboters je nach einem Status der Bewegungsbetätigung bestimmt, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, und wobei der Betätigungsbefehlsteil basierend auf den durch den Betätigungsachsenspezifizierungsteil spezifizierten und bestimmten Inhalten und der vom Betätigungskraftberechnungsteil berechneten Betätigungskraft einen Betätigungsbefehl zum Bewegen einer Position der Betätigungsachse ausgibt.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung eine Robotersteuerung zum Bewegen eines eine Vielzahl von Achsen aufweisenden Roboters basierend auf einer auf den Roboter ausgeübten Kraft bereit, wobei die Robotersteuerung Folgendes umfasst: einen Kraftmessungsteil, der eine auf ein vorderes Ende des Roboters ausgeübte Kraft misst; einen Betätigungskraftberechnungsteil, der eine Betätigungskraft zum Ausüben einer Bewegungsbetätigung in Bezug auf eine Position einer jeden Achse des Roboters basierend auf der vom Kraftmessungsteil gemessenen Kraft berechnet; einen Betätigungsbefehlsteil, der einen Befehl zum Bewegen des Roboters ausgibt; und einen Betätigungsachsenspezifizierungsteil, der eine Achse der Vielzahl von Achsen spezifiziert, die in Erwiderung der Kraft als eine Betätigungsachse zu bewegen ist, und eine Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von einer Richtung der Kraft bestimmt, wobei dann, wenn zwei oder mehr Achsen als die Betätigungsachsen spezifiziert werden, der Betätigungsachsenspezifizierungsteil basierend auf mindestens einem der Richtung der vom Kraftmessungsteil gemessenen Kraft relativ zur Betätigungsachse und einem Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende des Roboters und basierend auf einer vorgegebenen Prioritätsreihenfolge, je nach einem Status der Bewegungsbetätigung, bestimmt, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, und wobei der Betätigungsbefehlsteil basierend auf den durch den Betätigungsachsenspezifizierungsteil spezifizierten und bestimmten Inhalten und der vom Betätigungskraftberechnungsteil berechneten Betätigungskraft einen Betätigungsbefehl zum Bewegen einer Position der Betätigungsachse ausgibt.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung eine Robotersteuerung zum Bewegen eines eine Vielzahl von Achsen, beinhaltend zwei oder mehr Drehachsen, aufweisenden Roboters basierend auf einer auf den Roboter ausgeübten Kraft bereit, wobei die Robotersteuerung Folgendes umfasst: einen Kraftmessungsteil, der eine auf ein vorderes Ende des Roboters ausgeübte Kraft misst; einen Betätigungskraftberechnungsteil, der eine Betätigungskraft zum Ausüben einer Bewegungsbetätigung in Bezug auf eine Position einer jeden Achse des Roboters basierend auf der vom Kraftmessungsteil gemessenen Kraft berechnet; einen Betätigungsbefehlsteil, der einen Befehl zum Bewegen des Roboters ausgibt; und einen Betätigungsachsenspezifizierungsteil, der eine Achse der Vielzahl von Achsen spezifiziert, die in Erwiderung der Kraft als eine Betätigungsachse zu bewegen ist, und eine Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von einer Richtung der Kraft bestimmt, wobei der Betätigungsachsenspezifizierungsteil zwei Drehachsen der Vielzahl von Achsen als die Betätigungsachsen spezifiziert, wobei die zwei Drehachsen Drehachsmitten aufweisen, die sich unabhängig von den Positionen der Vielzahl von Achsen rechtwinklig kreuzen, und wobei der Betätigungsbefehlsteil basierend auf den durch den Betätigungsachsenspezifizierungsteil spezifizierten und bestimmten Inhalten und der vom Betätigungskraftberechnungsteil berechneten Betätigungskraft einen Betätigungsbefehl zum Bewegen einer Position der Betätigungsachse ausgibt.
In einer bevorzugten Ausführungsform spezifiziert der Betätigungsachsenspezifizierungsteil zwei Drehachsen der Vielzahl von Achsen als die Betätigungsachsen, wobei die zwei Drehachsen Drehachsmitten aufweisen, die sich unabhängig von den Positionen der Vielzahl von Achsen rechtwinklig kreuzen, und basierend auf mindestens einem der Richtung der vom Kraftmessungsteil gemessenen Kraft relativ zur Betätigungsachse, einem Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende des Roboters und einer vorgegebenen Prioritätsreihenfolge, je nach einem Status der Bewegungsbetätigung, bestimmt, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Robotersystem bereitgestellt, das den Roboter und die Robotersteuerung umfasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Robotersystem eine Einlernbetätigungsvorrichtung, die in die Robotersteuerung Einstellungen eingibt, wobei der Betätigungsachsenspezifizierungsteil die Betätigungsachse basierend auf Eingaben von der Einlernbetätigungsvorrichtung spezifiziert, und wobei die Einlernbetätigungsvorrichtung eine Option unter Optionen auswählt und sie eingibt, wobei die Optionen Kombinationen der Achsen beinhalten, die als die Betätigungsachsen spezifiziert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Robotersystem eine Einlernbetätigungsvorrichtung, die in die Robotersteuerung Einstellungen eingibt, wobei der Betätigungsachsenspezifizierungsteil die Betätigungsachse basierend auf den Eingaben von der Einlernbetätigungsvorrichtung spezifiziert, und wobei die Einlernbetätigungsvorrichtung eine Achse anzeigt, die dazu fähig ist, unter der Vielzahl von Achsen als die Betätigungsachse ausgewählt zu werden, und eine Achse anzeigt, die nicht die ausgewählte Achse ist, während sie mindestens eines aus Folgendem ist: dass die Achse, die nicht die ausgewählte Achse ist, gleichzeitig als die Betätigungsachse auswählbar ist; und dass die Achse, die nicht die ausgewählte Achse ist, nicht gleichzeitig als die Betätigungsachse auswählbar ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Robotersystem bereitgestellt, dass den Roboter und die Robotersteuerung umfasst, wobei das Robotersystem eine Anzeigevorrichtung umfasst und die Anzeigevorrichtung einen spezifizierten Zustand anzeigt, durch den der Betätigungsachsenspezifizierungsteil bestimmt, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform zeigt die Einlernbetätigungsvorrichtung basierend auf aktuellen Positionen der Achsen des Roboters an, dass das vordere Ende des Roboters in der Nähe der Drehachsmitte der Drehachse liegt oder dass die die Drehachse beinhaltenden Achsen nicht als die Betätigungsachsen spezifizierbar sind, wenn ein Mindestabstand zwischen dem vorderen Ende des Roboters und der Drehachsmitte der Drehachse der Vielzahl von Achsen gleich oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorangehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der nachstehenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen hervor, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen betrachtet werden. Es zeigt bzw. zeigen:
1 eine schematische Konfiguration eines Robotersystems, beinhaltend einen Roboter, der von einer Robotersteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert wird;
2 ein Funktionsblockdiagramm, das eine Konfiguration der Robotersteuerung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Vorgangs zeigt, der von der Robotersteuerung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
4 und 5 Beispiele für die Berechnung einer Betätigungskraft durch einen Betätigungsberechnungsteil;
6 bis 8 Beispiele für die Beurteilung und Spezifizierung, ob eine Betätigungsachse als eine bewegbare oder unbewegbare Achse spezifiziert wird;
9 und 10 Flussdiagramme, die Beispiele von Vorgängen zeigen, die von der Robotersteuerung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden;
11 und 12 Beispiele von Flussdiagrammen, die Beispiele von Anbringungspositionen einer Einlernbetätigungsvorrichtung im Robotersystem zeigen, das den Roboter beinhaltet, der von der Robotersteuerung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert wird;
13a bis 14b Beispiele von Anzeigen in der Einlernbetätigungsvorrichtung, die Einstellungen in die Robotersteuerung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingibt.
Ausführliche Beschreibungen
Beschrieben wird nachfolgend eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen werden ähnlichen Komponenten dieselben Bezugszeichen vergeben. Um die Erfindung verständlicher zu gestalten, wurde der Maßstab in den Zeichnungen angemessen variiert.
Der Begriff „Kraft” beinhaltet hierin, sofern nicht anderweitig spezifiziert, eine Translationskomponente und eine Moment-Komponente der Kraft und der Begriff „Position und/oder Ausrichtung” beinhaltet mindestens eines aus Position und Ausrichtung. Ferner ist mit dem Begriff „Achse” ein Gelenkabschnitt zum Verbinden von Gliedern gemeint, die einen Roboter bilden, durch welche die Positions- und Winkelverhältnisse zwischen den Gliedern geändert werden können. Zum Beispiel ist durch Ändern der Position der Achse (oder des Winkels, wenn die Achse eine Drehachse ist) das Positionsverhältnis zwischen den Gliedern veränderbar, wodurch die Position und/oder Ausrichtung eines vorderen Endes des Roboters veränderbar ist. In dieser Hinsicht kann ein Aktor zum Bewegen der Position der Achse an einem Abschnitt, der nicht die Achse ist, angeordnet sein. Zudem ist mit dem Begriff „Kraftsteuerungsverstärkung” ein Koeffizient zum Bestimmen einer Bewegungsmenge bei der Kraftsteuerung zum Bewegen des Roboters in Erwiderung auf eine auf den Roboter ausgeübte Kraft, basierend auf der Größe der ausgeübten Kraft, gemeint. Zum Beispiel kann die Bewegungsmenge die Position und/oder Ausrichtung eines vorderen Endes des Roboters in einem orthogonalen Koordinatensystem in jeder Steuerungsphase oder die Position einer jeden Achse des Roboters bei jeder Steuerungsphase beinhalten.
Hierin ist mit einer Kraft, die „um eine Drehachsmitte einer Achse des Roboters ausgeübt wird oder wirkt” eine translatorische Kraft entlang einer Ebene oder ein Kraftmoment um die Drehachsmitte der Drehachse des Roboters gemeint. In dieser Hinsicht ist die Ebene lotrecht zur Drehachsmitte der Achse in einem Koordinatensystem, das in Bezug auf die Drehachse definiert ist, sodass eine Achse des Koordinatensystems mit der Drehachsmitte zusammenfällt, und der Koordinatenursprung entspricht einem Schnittpunkt zwischen der Ebene und der Drehachsmitte.
1 ist eine schematische Ansicht einer beispielhaften Konfiguration eines Robotersystems 11, beinhaltend eine Robotersteuerung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einen Roboter 50, der von der Robotersteuerung 10 gesteuert wird. Die Robotersteuerung 10 ist dazu konfiguriert, die Position einer jeden Achse des Roboters 50 in jeder der vorgegebenen Steuerungsphasen zu steuern.
Wenn im Robotersystem 11 ein Bediener 60 eine Kraft (äußere Kraft) auf ein vorderes Ende 58 des Roboters 50 ausübt, steuert die Robotersteuerung 10 einen Aktor zum Bewegen einer jeden Achse des Roboters 50 basierend auf der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten Kraft, die von einem Kraftmessungsteil 21 gemessen wird (2), auf Daten, die eingestellt wurden und auf Positionsdaten des Roboters 50 usw., wodurch die Position der den Roboter 50 bildenden Achse geändert wird und der Roboter 50 bewegt wird. Zudem weist die Robotersteuerung 10 eine Hardware einschließlich einer arithmetischen Verarbeitungseinheit, einer ROM und einer RAM usw. auf und führt verschiedene Funktionen wie nachfolgend erklärt durch.
Nachfolgend wird die Struktur des Roboters 50 konkret unter Bezugnahme auf 1 erklärt. Auch wenn der Roboter 50 in der Ausführungsform in 1 ein vertikaler, mehrgelenkiger Roboter mit sechs Achsen ist, kann die vorliegende Erfindung auf jeden konventionellen Roboter mit der obigen Struktur übertragen werden, solange die Position einer jeden Achse steuerbar ist und die Position eines Schnittpunkts, an dem sich die Achsen rechtwinklig schneiden, steuerbar ist. Zudem können, obwohl alle der sechs Achsen in 1 Drehachsen sind, die Achsen eine lineare Achse beinhalten.
Der Roboter 50 weist, in Reihenfolge eines zunehmenden Abstands vom Sockel 59 des Roboters 50, sechs Achsen auf, d. h. J1-Achse 51, J2-Achse 52, J3-Achse 53, J4-Achse 54, J5-Achse 55 und J6-Achse 56. Jede der J1-Achse 51, J4-Achse 54 und J6-Achse 56 weist eine Drehachse R1 auf, die sich um ein die Achsen verbindendes Glied dreht (d. h. R1 ist parallel zur Zeichnung), und jede der J2-Achse 52, J3-Achse 53 und J5-Achse 55 weist eine Drehachse R2 auf, die sich um eine Richtung dreht, die lotrecht zum die Achsen verbindenden Glied ist (d. h. R2 ist lotrecht zur Zeichnung). Diesbezüglich ist 1 eine vereinfachte, zur Beschreibung dienende Ansicht zur Darstellung der Struktur der Achsen des Roboters 50.
Wenn ein Ursprung einer jeden Achse als ein Ursprung eines Koordinatensystems definiert ist, das der entsprechenden Achse zugeordnet ist, bei der die Glieder miteinander verbunden sind, wird die Position des Ursprungs einer jeden Achse als eine Position in einem Koordinatensystem dargestellt, das in einem Raum spezifiziert ist (nachfolgend auch bezeichnet als ein Referenzkoordinatensystem). In der Struktur in 1 liegen die Ursprünge der J1-Achse 51 und J2-Achse 52 in derselben Position, die Ursprünge der J3-Achse 53 und J4-Achse 54 in derselben Position und die Ursprünge der J5-Achse 55 und J6-Achse 56 in derselben Position.
In der Ausführungsform ist bezüglich der Aussage „die Position der Drehachse wird bewegt” mit der Position der Achse ihr Drehwinkel gemeint und mit „wird bewegt” ist „wird gedreht” gemeint. Mit „Position des Ursprungs der Achse” ist die Position des Ursprungs des Koordinatensystems gemeint, das jeder Achse im Referenzkoordinatensystem, das im Raum spezifiziert ist, zugeordnet ist. Mit Referenzkoordinatensystem ist ein orthogonales Koordinatensystem gemeint, das in einem Raum fixiert ist und verwendet wird, um die Position und/oder Ausrichtung des vorderen Endes 58 oder eines Flanschabschnitts 57 (an dem das vordere Ende 58 angebracht ist) des Roboters 50, oder die Position und/oder Ausrichtung eines Koordinatensystems, das jeder Achse usw. zugeordnet ist, darzustellen.
Ein Werkzeugkoordinatensystem wird in Bezug auf den Roboter 50 spezifiziert, um die Position und/oder Ausrichtung des Roboters 50 im dem Raum zugeordneten Referenzkoordinatensystem darzustellen. Der Ursprung des Werkzeugkoordinatensystems, der einem translatorisch zu bewegenden Punkt oder einem Mittelpunkt entspricht, um den eine Drehbewegung durchgeführt wird, wird als ein Steuerpunkt definiert. Zudem ist ein Koordinatensystem, das dem Steuerpunkt zugeordnet ist und parallel zum Referenzkoordinatensystem ist, als ein Steuerkoordinatensystem definiert. Darüber hinaus kann die Position des Steuerpunkts beliebig bestimmt werden, solange der Steuerpunkt dem Roboter 50 zugeordnet ist.
Das vordere Ende 58 des Roboters 50 ist ein Gegenstand, der an einer vorderen Seite (oder Flanschabschnitt 57 des Roboters 50) der Achse, die am weitesten vom Sockel 59 des Roboters 50 entfernt ist, angebracht ist (in diesem Fall J6-Achse 56). Am vorderen Ende 58 des Roboters 50 ist ein sechsachsiger Kraftsensor (nicht gezeigt) angebracht. In der Robotersteuerung 10 misst der Kraftmessungsteil 21 eine auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 durch den Bediener ausgeübte Kraft auf der Basis von Ausgaben des Kraftsensors, die bei spezifizierten Zeitintervallen erfasst werden.
Der Kraftmessungsteil 21 spezifiziert ein Koordinatensystem, in dem der Ursprung an einem Kraftmessungspunkt am vorderen Ende 58 des Roboters 50 positioniert ist, und misst eine Translationskomponente F und eine Moment-Komponente M der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten Kraft im spezifizierten Koordinatensystem. Im Folgenden wird dieses Koordinatensystem als ein Kraftmessungskoordinatensystem bezeichnet und der Ursprung des Kraftmessungskoordinatensystems wird als ein Kraftmessungspunkt bezeichnet. In dieser Hinsicht werden die Translationskomponenten der Kraft der X-, Y- und Z-Achsen im Koordinatensystem, spezifiziert am vorderen Ende 58 des Roboters 50, mit Fx, Fy beziehungsweise Fz bezeichnet, und die Moment-Komponenten der Kraft um die X-, Y- und Z-Achsen im Koordinatensystem mit Mx, My beziehungsweise Mz bezeichnet.
Der Kraftmessungspunkt kann an einem Ausübungspunkt, auf den der Bediener die Kraft ausübt, am Ursprung des dem Kraftsensor zugeordneten Sensorkoordinatensystems oder an einem Punkt auf der Achse des Sensorkoordinatensystems usw. spezifiziert werden. Obwohl die sechs Komponenten der Kraft in der Ausführungsform gemessen werden, kann/können nur die Translationskomponente/n F oder nur die Moment-Komponente/n M der Kraft gemessen werden. Zudem kann der Kraftsensor an einem beliebigen Abschnitt angebracht werden solange der Sensor die auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübte Kraft messen kann. Anstatt des sechsachsigen Kraftsensors kann ein dreiachsiger Kraftsensor verwendet werden, zum Beispiel als ein Mittel zum Messen der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten Kraft. Anstatt den Kraftsensor zu verwenden kann ansonsten die auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübte Kraft durch Verwendung eines aktuellen Wertes des Aktors zum Bewegen der den Roboter 50 bildenden Achse, kann verwendet werden, wenn der Aktor ein Motor ist, oder einer Abweichung zwischen einer Befehlsposition und einer tatsächlichen Position der Achse, oder einer Ausgabe eines an jeder Achse angebrachten Drehmomentsensors usw. geschätzt werden.
Am vorderen Ende 58 des Roboters 50 kann ein Werkzeug zum Verarbeiten oder Befördern eines Werkstücks oder eine Manövriereinheit zum Betätigen oder Bewegen des Roboters in Erwiderung der Kraft angebracht sein. Die Manövriereinheit kann beispielsweise als ein Griff oder ein Steuerungsstab konfiguriert sein, die dazu fähig sind, vom Bediener 60 gegriffen zu werden, und kann einen Knopf usw. zum Einlernen des Roboters aufweisen. Wenn der Kraftsensor am vorderen Ende 58 des Roboters 50 angebracht ist, kann das Werkzeug oder die Manövriereinheit am Kraftsensor angebracht sein, der am Roboter 50 angebracht ist. Ansonsten kann der Kraftsensor am Werkzeug angebracht sein, das am Roboter 50 angebracht ist, und die Manövriereinheit kann an der vorderen Seite des Kraftsensors angebracht sein. Wenn die Kraft auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübt wird, kann die Kraft auf das am Kraftsensor angebrachte Werkzeug ausgeübt werden, ohne die Manövriereinheit zu verwenden, ansonsten kann die Kraft auf die am Kraftsensor angebrachte Manövriereinheit ausgeübt werden.
Wenn der Bediener die Kraft auf das/die am Kraftsensor angebrachte Werkzeug oder Manövriereinheit ausübt, sodass der Roboter 50 bewegt wird, misst der Kraftmessungsteil 21 eine Nettokraft, die durch den Bediener auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübt wird, basierend auf der vom Kraftsensor erfassten Kraft. Wenn in dieser Hinsicht eine Baugruppe des Kraftsensors und der Manövriereinheit am Werkzeug angebracht ist, das am vorderen Ende 58 des Roboters 50 angebracht ist, ist der Kraftsensor weniger von einer Schwerkraft oder einer Trägheitskraft eines am Kraftsensor angebrachten Abschnitts betroffen, wodurch ein Fehler beim Berechnen oder Bestimmen der Nettokraft geringer sein kann.
Damit die Baugruppe des Kraftsensors und der Manövriereinheit leicht vom Werkzeug abgenommen wird, kann die Baugruppe am Werkzeug durch Verwenden eines Mechanismus angebracht werden, der aus einem Magnet oder einer Feder usw. besteht. Aufgrund dessen kann die Baugruppe zum Erfassen der Kraft am Roboter nur angebracht werden, wenn der Roboter 50 in Erwiderung der Kraft zu bewegen oder betätigen ist. Deshalb kann die Baugruppe abgenommen werden, wenn die Einlernbetätigung nicht notwendig ist, oder die Baugruppe kann nach Bedarf in einem anderen Robotersystem verwendet werden.
2 ist ein Funktionsdiagramm eines Beispiels der Konfiguration der Robotersteuerung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt weist die Robotersteuerung 10 einen Kraftmessungsteil 21, einen Betätigungskraftberechnungsteil 22, einen Betätigungsbefehlsteil 23, einen Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24, einen Speicherteil 25, einen Eingabeteil 71 und einen Anzeigeausgabeteil 72 auf.
Der Kraftmessungsteil 21 misst eine auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 durch den Bediener ausgeübte Nettokraft auf. Diesbezüglich kompensiert der Kraftmessungsteil 21 die Wirkung auf die vom Kraftsensor erfasste Kraft aufgrund der Schwerkraft- oder Trägheitskraft (einschließlich der Corioliskraft und des Kreiseleffekts) eines Gegenstands, wie dem/der am Kraftsensor angebrachten Werkzeug und Manövriereinheit und dem gegriffenen Werkstück, sodass die vom Bediener auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübte Nettokraft bestimmt wird. Der Einfluss der Schwerkraft- oder Trägheitskraft durch den am Kraftsensor angebrachten Gegenstand kann durch ein konventionelles Verfahren kompensiert werden. Zum Beispiel kann die Masse und der Schwerpunkt des am Kraftsensor angebrachten Gegenstands zuvor berechnet werden, bevor der Bediener auf den Roboter die Kraft ausübt, und die Kraft kann mittels eines Verfahrens korrigiert werden, wie es in der Patentschrift JP 2008-142810 A hinsichtlich der berechneten Masse und des berechneten Schwerpunkts des Gegenstands und der Bewegung des Roboters offenbart wird.
Der Betätigungskraftberechnungsteil 22 berechnet eine Betätigungskraft zum Bewegen der Position und/oder Ausrichtung einer jeden Achse des Roboters 50 basierend auf der Kraft, welche die Translationskomponente und/oder die Moment-Komponente der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten Kraft beinhaltet. Wenn zum Beispiel die zu bewegende Achse eine Drehachse ist, wie in der ersten Ausführungsform, berechnet der Betätigungskraftberechnungsteil 22 die Betätigungskraft wie nachfolgend beschrieben.
Die Betätigungskraft kann basierend auf der Nettokraft (einem Messwert) berechnet werden, die tatsächlich auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübt wird, die vom Kraftmessungsteil 21 gemessen wird. Ansonsten kann die Betätigungskraft basierend auf der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten Nettokraft als eine virtuelle Kraft berechnet werden, die auf die zu bewegende Achse virtuell ausgeübt wird. Konkret heißt das, wenn die auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübte translatorische Kraft auf eine Ebene projiziert wird, die lotrecht zur Drehachsmitte der zu bewegenden Achse ist, kann die Richtung der Betätigungskraft zum Bewegen der Achse basierend darauf bestimmt werden, in welche Drehrichtung (Plus oder Minus) die projizierte translatorische Kraft gerichtet ist (mit anderen Worten basierend auf der Translationsrichtung der um die Drehachsmitte der Achse ausgeübten Kraft). Zudem kann die Größe der Betätigungskraft basierend auf der Größe der von der Kraftmessungskraft gemessenen translatorischen Kraft, oder der Größe der projizierten Kraft, oder der Größe einer Komponente der projizierten Kraft lotrecht zu einem Positionsvektor von der Drehachsmitte zu einem Ausübungspunkt der projizierten Kraft bestimmt werden.
Alternativ kann die Betätigungskraft basierend auf der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten, durch den Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft durch Berechnen eines Moments der Kraft um die Drehachsmitte der zu bewegenden Achse bestimmt werden. Darüber hinaus kann die Betätigungskraft basierend auf der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten, durch den Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft durch Berechnen eines Moments der Kraft um die Drehachsmitte der zu bewegenden Achse bestimmt werden, während ein Verfahren zum Berechnen eines Kraftvektors und/oder eines Positionsvektors angemessen verändert wird, sodass die Betätigbarkeit verbessert wird.
Die Richtung der Betätigungskraft zum Bewegen der Achse kann basierend auf einem Vorzeichen (Plus oder Minus) des Moments der um die Drehachsmitte der Achse ausgeübten Kraft bestimmt werden und die Größe einer angemessenen Betätigungskraft in Erwiderung der Betätigung kann basierend auf der Größe der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft bestimmt werden. In dieser Hinsicht genügt es, dass die Richtung der Betätigungskraft lediglich als vorwärts oder rückwärts (wie beispielsweise Plus oder Minus) spezifiziert wird, sodass die Bewegungsrichtung der zu bewegenden Achse bestimmbar ist. Um die Betätigbarkeit des Roboters zu verbessern, wenn der Roboter in Erwiderung der Kraft bewegt wird, ist es zudem bevorzugt, dass die Betätigungskraft angesichts der Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit des Roboters während seiner Betätigung nach Bedarf angepasst wird. Obwohl die Ausführungsform den Fall beschreibt, in dem die zu bewegende Achse eine Drehachse ist, wird eine Translationskomponente einer Axialkraft berechnet, wenn die zu bewegende Achse eine lineare Achse ist.
Der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 spezifiziert die Betätigungsachse als die in Erwiderung der Kraft zu bewegende Betätigungsachse unter der Vielzahl von Achsen (d. h. J1-Achse 51 bis J6-Achse 56) und spezifiziert die Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von der Richtung der Kraft. Wenn zwei oder mehr Betätigungsachsen spezifiziert werden, spezifiziert der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 außerdem je nach einem Status der Bewegungsbetätigung, ob jede Betätigungsachse zu bewegen ist oder nicht (d. h. wählt eine zu bewegende Betätigungsachse und eine nicht zu bewegende Betätigungsachse aus).
Die in Erwiderung der Kraft zu bewegende Achse (oder Betätigungsachse) kann basierend auf den Eingaben des Bedieners oder auf der momentanen Position eines jeden Achsenroboters 50 ausgewählt werden. Die Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von der Richtung der Kraft kann basierend auf einem vorgegebenen Wert oder auf der momentanen Position eines jeden Achsenroboters 50 und/oder der auf das vordere Ende 58 oder den Roboter 50 während der Bewegungsbetätigung ausgeübten Kraft bestimmt werden. Sollten zwei oder mehr Betätigungsachsen spezifiziert werden, werden beim Spezifizieren, ob jede Betätigungsachse zu bewegen ist oder nicht (d. h. beim Auswählen einer zu bewegenden Betätigungsachse aus der Vielzahl von Betätigungsachsen), je nach einem Status der Bewegungsbetätigung, die Richtung der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft relativ zur Betätigungsachse, das Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 und/oder eine vorgegebene Prioritätsreihenfolge usw. verwendet.
Der Betätigungsbefehlsteil 23 gibt basierend auf der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft einen Befehl zum Bewegen des Roboters 50 in Erwiderung der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten Kraft aus, indem die spezifizierten oder bestimmten Inhalte des Betätigungsachsenspezifizierungsteils 24 und die durch den Kraftberechnungsteil 22 berechnete Betätigungskraft verwendet werden. Wenn zwei oder mehr Betätigungsachsen spezifiziert werden, bestimmt der Betätigungsbefehlsteil 23 je nach Status der Bewegungsbetätigung, welche Betätigungsachse zu bewegen ist und gibt basierend auf den spezifizierten oder bestimmten Inhalten des Betätigungsachsenspezifizierungsteils 24 einen Betätigungsbefehl zum Bewegen der Betätigungsachse aus. Wenn der Betätigungsbefehl basierend auf der Betätigungskraft erzeugt wird, kann die Bewegungsgeschwindigkeit in Bezug auf die Betätigungskraft durch eine Kraftsteuerungsverstärkung bestimmt werden. Zudem ist bevorzugt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit nach Bedarf angepasst wird. Zum Beispiel kann je nach Status der Bewegungsbetätigung des Roboters 50 das Ansprechvermögen der Geschwindigkeit auf die Betätigungskraft herabgesetzt werden oder die Geschwindigkeit erhöht oder verringert werden.
Der Speicherteil 25 speichert Parameter, die für verschiedene Berechnungen notwendig sind, wie beispielsweise einen Parameter, der vom Kraftmessungsteil 21 zum Messen der Kraft benötigt wird, einen Parameter, der vom Betätigungskraftberechnungsteil 22 zum Berechnen der Betätigungskraft benötigt wird und einen Parameter, der vom Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 zum Spezifizieren der Betätigungsachse benötigt wird usw., wobei der Speicherteil 26 auch die Ergebnisse der Spezifizierung oder Bestimmung speichert.
Der Eingabeteil 71 empfängt und verarbeitet Daten, die in die Robotersteuerung 10 eingegeben werden, wobei die Daten Daten, die von einer Eingabevorrichtung, die mit der Robotersteuerung 10 verbunden ist und zur Eingabe verschiedener Einstellungen fähig ist, übertragen werden, und Einstellungsdaten, die in eine andere Steuerung oder einen Computer eingegeben werden und an die Robotersteuerung 10 über ein Netzwerk usw. übertragen werden, beinhalten.
Der Anzeigeausgabeteil 72 führt einen Prozess für die Anzeige und Ausgabe aus: für die Eingabe verschiedener Einstellungen benötigte Informationen; die vom Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 spezifizierte Betätigungsachse; die Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von der Richtung der Kraft; und die Bestimmung, ob jede Betätigungsachse zu bewegen ist oder nicht usw.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 3 ein Beispiel eines Vorgangs erklärt, der von der Robotersteuerung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, wobei der Roboter 50 durch Ausüben der Kraft auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 durch den Bediener bewegt wird. 3 zeigt ein Flussdiagramm, das das Beispiel des von der Robotersteuerung 10 durchgeführten Vorgangs zeigt.
Wenn der Prozess zum Bewegen des Roboters 50 initiiert wird und auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 durch den Bediener 60 usw. eine äußere Kraft ausgeübt wird, misst der Kraftmessungsteil 21 die auf das vordere Ende 58 ausgeübte Kraft (Schritt S1). Dann spezifiziert der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 die in Erwiderung der Kraft zu bewegende Betätigungsachse und bestimmt die Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von der Richtung der Kraft (Schritt S2).
Als nächstes berechnet der Betätigungskraftberechnungsteil 22 basierend auf der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten, vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft die Betätigungskraft zum Bewegen der Position der vom Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 spezifizierten Betätigungsachse (Schritt S3). Dann beurteilt der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24, ob zwei oder mehr Betätigungsachsen spezifiziert werden (Schritt S4). Diese Beurteilung wird verwendet, um je nach einem Status der Bewegungsbetätigung zu bestimmen, ob jede der Betätigungsachsen zu bewegen ist oder nicht. Wenn zwei oder mehr Betätigungsachsen spezifiziert werden, geht der Vorgang zu Schritt S6 über, ansonsten geht er zu Schritt S5 über.
Wenn eine Betätigungsachse spezifiziert wird, spezifiziert der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 die Betätigungsachse als „eine zu bewegende Achse” (Schritt S5). Wenn hingegen zwei oder mehr Betätigungsachsen spezifiziert werden, spezifiziert der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 je nach Status der Bewegungsbetätigung, ob jede Betätigungsachse zu bewegen ist oder nicht (Schritt S6). Mit anderen Worten, wenn die Vielzahl von Achsen als die in Erwiderung der Kraft zu bewegenden Betätigungsachsen spezifiziert wird, wird je nach Status der Bewegungsbetätigung bestimmt, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, um eine gewünschte Achse zu bewegen. Dann erzeugt der Betätigungsbefehlsteil 23 basierend auf der durch den Betätigungskraftberechnungsteil 22 berechneten Betätigungskraft und den spezifizierten und bestimmten Inhalten des Betätigungsachsenspezifizierungsteils 24 einen Betätigungsbefehl zum Bewegen der Position der Betätigungsachse und gibt ihn aus (Schritt S7).
In dieser Hinsicht werden einige Beispiele des Prozesses in Schritt S3 erklärt, in dem der Betätigungskraftberechnungsteil 23 die Betätigungskraft zum Bewegen der Position der Betätigungsachse berechnet. Der Berechnungsprozess kann sich bei jeder Achse unterscheiden und kann sich je nach Status der Bewegungsbetätigung unterscheiden.
4 zeigt, dass die vom Kraftmessungsteil 21 gemessene Kraft Fs auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübt wird. Die Kraft Fs beinhaltet eine translatorische Kraft-Komponente F und eine Kraft-Moment-Komponente M und besteht aus translatorischen Kraft-Komponenten Fx, Fy und Fz und Kraft-Moment-Komponenten Mx, My und Mz. In einem in Bezug auf die Betätigungsachse definierten Koordinatensystem fällt die Drehachsmitte der Betätigungsachse mit einer Z-Achse des Koordinatensystems zusammen. Durch Umwandeln der durch den Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft Fs in eine Kraft im der Betätigungsachse zugeordneten Koordinatensystem kann ein Kraft-Moment um die Z-Achse der umgewandelten oder berechneten Kraft als die Betätigungskraft bestimmt werden.
Alternativ kann die Betätigung wie folgt berechnet werden. 5 zeigt, dass eine der Achsen, die den Roboter 50 in 4 bildet, als eine Betätigungsachse 31 spezifiziert wird und erklärt ein Verfahren zum Berechnen der Betätigungskraft in Bezug auf die Betätigungsachse 31 durch Verwenden des Betätigungskraftberechnungsteils 22 auf der Basis der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft Fs. Zuerst wird ein Koordinatensystem, das aus einem Punkt P1, einer X-Achse Ax, einer Y-Achse Ay und einer Z-Achse Az besteht, in Bezug auf die Betätigungsachse 31 definiert. In dieser Hinsicht wird Punkt P1, der der Position der Betätigungsachse 31 im Referenzkoordinatensystem entspricht, als der Ursprung des spezifizierten Koordinatensystems bestimmt. Ferner fällt die Z-Achse Az mit der Drehachsmitte der Betätigungsachse 31 zusammen und eine Ebene C, die aus der X-Achse Ax und der Y-Achse Ay besteht, ist lotrecht zur Drehachsmitte der Betätigungsachse. Die Ebene C (oder die X-Y-Ebene) besteht aus der X-Achse Ax und der Y-Achse Ay des Koordinatensystems, das in Bezug auf die Betätigungsachse 31 spezifiziert ist.
Ferner wird ein Kraftmessungspunkt, der dem Ursprung eines Kraftmessungskoordinatensystems entspricht, das zum Messen der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten Kraft verwendet wird, auf die Ebene C projiziert und der projizierte Punkt wird als ein Punkt P2 bestimmt. In dieser Hinsicht kann ein Kraft-Moment in der Ebene C, das von der Moment-Komponente M (Mx, My, Mz) der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft Fs umgewandelt wurde, als Kraft-Moment M21 bestimmt werden. Alternativ kann ein Kraft-Moment um die Z-Achse Az im der Betätigungsachse 31 zugeordneten Koordinatensystem, das von der Moment-Komponente M (Mx, My, Mz) der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft Fs umgewandelt wurde, als Kraft-Moment M21 bestimmt werden.
Ein Positionsvektor von Punkt P1 zu Punkt P2 ist als Positionsvektor Pv definiert. Die Größe des Positionsvektors Pv entspricht einem Mindestabstand zwischen der Drehachsmitte der Betätigungsachse und dem Kraftmessungspunkt. Eine um die Drehachsmitte der Betätigungsachse in der Ebene C ausgeübte Kraft, die basierend auf der translatorischen Kraft-Komponente F (Fx, Fy, Fz) der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft Fs berechnet wird, kann als eine Kraft Fp definiert sein. Alternativ kann eine translatorische Kraft-Komponente, die durch Projizieren der translatorischen Kraft-Komponente F in der Ebene C erhalten wird, als Kraft Fp definiert sein. Wenn die Kraft Fp basierend auf der translatorischen Kraft-Komponente F der Kraft Fs berechnet wird, kann die Kraft Fp basierend auf der Richtung der translatorischen Kraft-Komponente F und der Drehbetätigung in eine vorgegebene Richtung berechnet werden. Darüber hinaus kann, wenn die Kraft Fp in der Ebene C berechnet wird, eine Änderung der Größe der Kraft Fp aufgrund einer Änderung der translatorischen Kraft-Komponente F der Kraft Fs verringert sein.
Danach wird die Betätigungskraft basierend auf dem Kraft-Moment M21 oder einem Kraft-Moment M11, das einem äußeren Produkt der Kraft Fp in der Ebene C und dem Positionsvektor Pv entspricht, berechnet. Konkret heißt das, wenn die Größe des Positionsvektors Pv kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, das Kraft-Moment M21 als die Betätigungskraft bestimmt wird. Andererseits wird, wenn die Größe des Positionsvektors Pv gleich oder größer als der vorgegebene Schwellenwert ist, das Kraft-Moment M11 als das äußere Produkt der Kraft Fp und des Positionsvektors Pv berechnet und der berechnete Kraft-Moment M11 wird als die Betätigungskraft bestimmt. Alternativ kann ein Kraft-Moment, das als eine Summierung der Kraft-Momente M11 und M21 erhalten wird, als die Kraftbetätigung bestimmt werden. In dieser Hinsicht können beim Berechnen der Summierung der Kraft-Momente M11 und M21 angesichts der Einflüsse der jeweiligen Kraft-Momente die Gewichtungskoeffizienten mit den entsprechenden Kraft-Momenten multipliziert werden. Ferner können die Gewichtungskoeffizienten basierend auf den Größen des Positionsvektors Pv und der Kraft Fp angepasst werden.
Wenn der Einfluss der Kraft-Moment-Komponente M der durch den Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft Fs beseitigt werden soll oder wenn die Betätigungsachse nur basierend auf der translatorischen Kraft-Komponente der Kraft Fs bewegt werden sollte ist bevorzugt, dass nur das Kraft-Moment M11 als die Betätigungskraft bestimmt wird, ohne das Kraft-Moment M21 in Betracht zu ziehen. Selbst wenn die Größe der Kraft Fp nicht geändert wird, kann die Größe des Kraft-Moments M11 je nach Größe des Positionsvektors Pv geändert werden. Deshalb wird, im Gegensatz zum Kraft-Moment M21, die Größe des Kraft-Moments M11 aufgrund der Bewegung des vorderen Endes 58 des Roboters 50 geändert, wodurch auch die Betätigungskraft geändert wird. Dementsprechend kann es bevorzugt sein, dass, wenn die Größe des Positionsvektors Pv gleich oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist und die Größe der Kraft Fp kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, nur das Kraft-Moment M21 als die Betätigungskraft bestimmt wird.
Wie zuvor erklärt wurde wird die virtuelle Kraft, die auf die Betätigungsachse 31 ausgeübt wird, basierend auf dem Kraft-Moment M11 (berechnet durch den Positionsvektor Pv in der Ebene C und die Kraft Fp in der Ebene C basierend auf der translatorischen Kraft-Komponente F der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft Fs) und/oder dem Kraft-Moment M21 (berechnet durch die Kraft-Moment-Komponente M der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft Fs) als die Betätigungskraft berechnet. Beim Berechnen des Kraft-Moments M11 kann die Kraft Fp so berechnet werden, dass die Größe der Kraft Fp soweit möglich aufgrund einer Änderung der Richtung der Kraft F nicht geändert wird; eine repräsentative translatorische Kraft kann basierend auf der Richtung der Kraft Fp bestimmt werden; und/oder ein repräsentativer Positionsvektor kann basierend auf der Größe des Positionsvektors Pv bestimmt werden. Dadurch kann die Fluktuation der Betätigungskraft während der Bewegungsbetätigung verringert werden, der Roboter 50 stabil bewegt werden und die Betätigbarkeit des Roboters verbessert werden. In dieser Hinsicht ist bevorzugt, dass die Richtung und Größe der Kraft Fp und/oder die Größe des Positionsvektors Pv so geändert wird, dass die berechnete Betätigungskraft nach und nach geändert wird (d. h. der Roboter kann gleichmäßig bewegt werden).
Als nächstes wird ein anderes Verfahren zum Berechnen der Betätigungskraft erklärt. Ein vom Positionsvektor Pv und der Kraft Fp gebildeter Winkel wird berechnet und es wird beurteilt, ob ein Vorzeichen des vom Positionsvektor Pv und der Kraft Fp berechneten Kraft-Moments Plus oder Minus ist. Dann wird bestimmt, in welche Richtung (Plus oder Minus) sich die Position der Betätigungsachse 31 bewegen sollte und ein Vorzeichen der Betätigungskraft wird bestimmt. Die Größe der Betätigungskraft entspricht der Größe der Kraft Fp oder der Größe der translatorischen Kraft-Komponente F der Kraft Fs. Die Betätigungskraft kann als solche berechnet werden. In dieser Hinsicht wird, wenn die Größe des Positionsvektors Pv relativ klein ist, das Kraft-Moment M21 verwendet. Alternativ wird die Betätigungskraft als eine Summierung eines ersten Wertes und eines zweiten Wertes berechnet, wobei der erste Wert durch Multiplizieren eines Koeffizienten mit der berechneten Kraft basierend auf dem Vorzeichen und der Größe wie zuvor beschrieben erhalten wird und der zweite Wert durch Multiplizieren eines anderen Koeffizienten mit dem Kraft-Moment M21 erhalten wird.
Als nächstes wird der Prozess des Betätigungsachsenspezifizierungsteils 24 der Robotersteuerung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung im Detail beschrieben. Der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 spezifiziert eine in Erwiderung der Kraft zu bewegende Achse unter der Vielzahl von Achsen als die Betätigungsachse und bestimmt die Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von der Richtung der Kraft. Weiterhin beurteilt der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 und bestimmt je nach Status der Bewegungsbetätigung, ob die spezifizierte Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht. In Schritt S6 bestimmt der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 je nach Status der Bewegungsbetätigung basierend auf der Richtung der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft, ob die spezifizierte Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht. Diese Prozesse werden unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 beschrieben.
Der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 spezifiziert die Betätigungsachse unter der Vielzahl von Achsen, die den Roboter 50 bilden, basierend auf den Eingaben, den Einstellungen und den momentanen Positionen der Achsen des Roboters 50. Sollten zum Beispiel zwei oder mehr Achsen als die Betätigungsachsen spezifiziert sein, kann die Vielzahl von Achsen gleichzeitig bewegt werden, wenn die Betätigungsachsen basierend auf der vom Betätigungskraftberechnungsteil 22 berechneten Betätigungskraft je nach Richtung der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten Kraft zu bewegen sind. Um eine gewünschte Achse oder eine Achse, welche einen vorgegebenen Zustand erfüllt, oder um keine andere Achse zu bewegen, die einen anderen Zustand erfüllt, werden je nach Status der Bewegungsbetätigung basierend auf der Richtung der Kraft, die auf die Betätigungskraft ausgeübt wird, welche vom Kraftmessungsteil 21 gemessen wird, eine bewegbare Betätigungsachse und eine unbewegbare Betätigungsachse spezifiziert. In dieser Hinsicht ist mit der „bewegbaren Betätigungsachse” eine Betätigungsachse gemeint, die in Erwiderung der Kraft bewegt werden darf (oder bewegbar ist) und mit der „unbewegbaren Betätigungsachse” eine Betätigungsachse gemeint, die selbst dann nicht bewegt werden darf (oder nicht bewegbar ist), wenn die Kraft darauf ausgeübt wird.
Als Verfahren zur Bestimmung der Betätigung als die bewegbare Betätigungsachse oder die unbewegbare Betätigungsachse basierend auf der Richtung der auf die Betätigungsachse ausgeübten, vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft kann ein beliebiges Verfahren verwendet werden, solange das Verfahren dazu fähig ist, zu bestimmen, ob die Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, indem ein Wert, der anhand der Richtung der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft berechnet wird, mit einem vorgegeben Schwellenwert oder mit einem anderen Wert verglichen wird, der in Bezug auf eine andere Betätigungsachse auf dieselbe Art und Weise berechnet wurde.
Es folgt eine Beschreibung einiger Beispiele des Verfahrens zur Bestimmung oder Beurteilung, basierend auf der Richtung der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen, auf die Betätigungsachse ausgeübten Kraft, ob die Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht. Die Bestimmung, ob jede Betätigung bewegt werden kann, wenn die Kraft auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübt wird, kann basierend darauf ausgeführt werden, ob die Größe der Betätigungskraft einer jeden Betätigungsachse, die vom Betätigungskraftberechnungsteil 22 berechnet wird, größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist. Wenn die Vielzahl von Betätigungsachsen als die bewegbaren Betätigungsachsen spezifiziert wird, kann die andere Achse als die unbewegbare Betätigungsachse bestimmt werden.
Beim Bestimmen oder Beurteilen, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, wenn die Vielzahl von Betätigungsachsen gleichzeitig einen Zustand für die bewegbare Betätigungsachse erfüllt, aber die bewegbaren Betätigungsachsen unter diesen begrenzt sein sollte, kann eine Vielzahl von Beurteilungsverfahren kompatibel kombiniert werden, sodass die Anzahl der bewegbaren Betätigungsachsen begrenzt wird. Zum Beispiel können die Beurteilungsverfahren ein Verfahren zur Bestimmung einer Prioritätsreihenfolge der Achsen und ein Verfahren zum Auswählen einer anderen Betätigungsachse usw. beinhalten. Ferner kann beim Bestimmen oder Beurteilen, ob jede Betätigungsachse der bewegbaren Betätigungsachse oder der unbewegbaren Betätigungsachse entspricht, eine Prioritätsreihenfolge in Bezug auf alle Betätigungsachsen vorgegeben werden und die Bestimmung oder Beurteilung kann sequenziell in Bezug auf alle Betätigungsachsen gemäß der Prioritätsreihenfolge ausgeführt werden. In diesem Fall können, wenn eine Betätigungsachse als die bewegbare Betätigungsachse bestimmt wird, die übrigen Betätigungsachsen als die unbewegbare Betätigungsachse bestimmt werden.
Wie zuvor erklärt wurde zeigt 4, dass die auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübte Kraft Fs vom Kraftmessungsteil 21 gemessen wird. In einem Beispiel des Verfahrens zur Beurteilung, ob die Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, wird eine Betätigungsachse unter den Betätigungsachsen, bei der die Richtung der translatorischen Kraft-Komponente F der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten, vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft Fs und die Drehachsmitte der Betätigungsachse am nahesten parallel zueinander sind, als die unbewegbare Betätigungsachse bestimmt. Alternativ kann eine Betätigungsachse unter den Betätigungsachsen, bei der ein Winkel zwischen der Richtung der Kraft F und der Drehachsmitte der Betätigungsachse innerhalb eines vorgegebenen Bereiches mit einer Zentrierung um null Grad beträgt, als die unbewegbare Betätigungsachse bestimmt werden.
Alternativ kann, wie in 5 gezeigt wird, eine Betätigungsachse unter den Betätigungsachsen, bei der ein Winkel zwischen der Richtung der Kraft FP in der Ebene C, die beim Bestimmen der auf die Betätigungsachse 31 ausgeübten Betätigungskraft berechnet wird, und der Richtung des Positionsvektors Pv innerhalb eines vorgegebenen Bereiches um ca. 90 Grad beträgt, als die unbewegbare Betätigungsachse bestimmt werden. Alternativ kann eine Betätigungsachse unter den Betätigungsachsen, bei der die Richtung der Kraft Fp in der Ebene C und die Richtung des Positionsvektors Pv am nahesten lotrecht zueinander sind, als die unbewegbare Betätigungsachse bestimmt werden.
Ein weiteres Verfahren wird unter Bezugnahme auf 6 erklärt. 6 erklärt ein anderes Verfahren zum Beurteilen, ob die Betätigungsachse als die bewegbare Betätigungsachse oder die unbewegbare Betätigungsachse basierend auf der Richtung der Kraft Fp spezifiziert wird. In 6 werden die geraden Linien Lw und Lv sowie die Bereiche Ra und Rb zur 5 hinzugefügt. Die gerade Linie Lw erstreckt sich in der Ebene C und beinhaltet die Punkte P1 und P2. Die gerade Linie Lv erstreckt sich in der Ebene C und kreuzt die gerade Linie Lw im rechten Winkel an Punkt P2. Basierend auf einem Winkel zwischen der Kraft Fp und der geraden Line Lw wird beurteilt, ob die Richtung der Kraft Fp innerhalb eines vorgegebenen Bereiches Ra in der Ebene C liegt, in dem der Punkt P1 in Bezug zur geraden Linie Lv liegt, oder innerhalb eines vorgegebenen Bereiches Rb, der nicht der Bereich Ra ist (in dem der Punkt P1 nicht liegt). Dann wird bestimmt, ob die Betätigungsachse der bewegbaren Betätigungsachse oder der unbewegbaren Betätigungsachse, je nach Richtung der Kraft Fp, entspricht. Wenn ein Winkel zwischen der Richtung der Kraft Fp und dem Positionsvektor Pv oder der geraden Linie Lw innerhalb eines vorgegebenen Bereiches um ca. null Grad beträgt, wird die Betätigungsachse jedoch als die unbewegbare Betätigungsachse spezifiziert. Mit anderen Worten ist die Richtung der Kraft Fp fast parallel zur Richtung des Positionsvektors Pv oder zur geraden Linie Lw, die Betätigungsachse wird als die unbewegbare Betätigungsachse spezifiziert. Durch Verwenden dieses Verfahrens kann die Betätigungsachse, wenn die Kraft Fp in Bezug auf eine Betätigungsachse innerhalb des Bereiches Ra liegt, als die bewegbare Betätigungsachse spezifiziert werden. Andererseits kann, wenn die Kraft Fp in Bezug auf eine andere Betätigungsachse innerhalb des Bereiches Rb liegt, die Betätigungsachse als die bewegbare Betätigungsachse spezifiziert werden.
Ein weiteres Verfahren wird unter Bezugnahme auf 7 erklärt. 7 erklärt ein anderes Verfahren zum Beurteilen, basierend auf einem Winkel zwischen der Richtung der Kraft-Komponente F der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft Fs und der Drehachsmitte der Betätigungsachse, ob die Betätigungsachse als die bewegbare Betätigungsachse oder die unbewegbare Betätigungsachse spezifiziert wird. Auf eine detaillierte Erklärung der Komponenten mit denselben Bezugszeichen wie beim anderen Fall wird verzichtet. 7 zeigt die Kraft F in einem in Bezug auf die Betätigungsachse 31 definierten Koordinatensystem so, dass die Drehachsmitte der Betätigungsachse 31 mit der Z-Achse Az zusammenfällt. Die Kraft F wird auf den Kraftmessungspunkt P3 ausgeübt. Die Z-Achse Az wird translatorisch zu einer Achse Aza bewegt, auf welcher der Punkt P3 liegt.
Ein Winkel Da zwischen der Achse Aza und der Richtung der Kraft F wird berechnet und es wird beurteilt, ob der Winkel Da in einem Bereich von null bis 90 Grad oder in einem Bereich von 90 bis 180 Grad liegt. Auf der Basis des Bereiches, in dem der Winkel Da beinhaltet ist, wird die Richtung der Kraft F relativ zur Drehachsmitte der Betätigungsachse berechnet und es wird bestimmt, ob die Betätigungsachse als die bewegbare Betätigungsachse oder als die unbewegbare Betätigungsachse spezifiziert wird. Durch Verwenden dieses Verfahrens kann die Betätigungsachse, wenn der Winkel Da in Bezug auf eine Betätigungsachse innerhalb des Bereiches von null bis 90 Grad liegt, als die bewegbare Betätigungsachse spezifiziert werden. Andererseits kann die Betätigungsachse, wenn der Winkel Da in Bezug auf eine andere Betätigungsachse innerhalb des Bereiches von 90 bis 180 Grad liegt, als die bewegbare Betätigungsachse spezifiziert werden.
Durch Verwendung eines der obigen Verfahren oder einer Kombination davon kann die Betätigungsachse als die bewegbare Betätigungsachse oder die unbewegbare Betätigungsachse je nach Status der Bewegungsbetätigung basierend auf der Richtung der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft, ob die spezifizierte Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, spezifiziert werden.
Es wird ein Verfahren zum Erzeugen und Ausgeben des Betätigungsbefehls zum Bewegen der Position der Betätigungsachse mithilfe des Betätigungsbefehlsteils 23 in Schritt S7 erklärt. Der Betätigungsbefehlsteil 23 bewegt die bewegbare Betätigungsachse, basierend auf der durch den Betätigungskraftberechnungsteil 22 berechneten Betätigungskraft und der Bewegungsrichtung in Abhängigkeit von der Richtung der vom Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 spezifizierten Kraft. In diesem Fall bestimmt der Betätigungsbefehlsteil 23 eine angestrebte Bewegungsrichtung (die Drehrichtung in der Drehachse) auf der Basis der Richtung der vom Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 spezifizierten Kraft (wobei in diesem Fall die Bewegungsrichtung der Betätigungsachse vom Vorzeichen der Betätigungskraft abhängt) und berechnet eine angestrebte Bewegungsgeschwindigkeit der Betätigungsachse auf der Basis der Größe der Betätigungskraft.
In dieser Hinsicht ist es bevorzugt, dass die angestrebte Bewegungsgeschwindigkeit der Betätigungsachse auf der Basis der Kraftsteuerung berechnet wird, wobei die Größe der Betätigungskraft mit einer Kraftsteuerungsverstärkung multipliziert wird, um das Ansprechvermögen der Bewegung relativ zur Kraft zu bestimmen. Ferner kann die Kraftsteuerungsverstärkung in Abhängigkeit vom Mindestabstand zwischen der Drehachsmitte der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 geändert werden. Aufgrund dessen kann das Ansprechvermögen in Bezug auf die Betätigungskraft je nach Position des vorderen Endes 58 des Roboters 50 geändert werden und die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters 50 kann in jedem Gebiet im Raum angepasst werden.
Wenn der Mindestabstand zwischen der Drehachsmitte der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 relativ lang oder kurz ist, ist, wenn die Betätigungsachse bei derselben Winkelgeschwindigkeit in derselben Betätigungskraft bewegt wird, die Geschwindigkeit in der Translationsrichtung des vorderen Endes 58 des Roboters 50 bei einem langen Mindestabstand höher als bei einem kurzen Mindestabstand. Wenn die Winkelgeschwindigkeit der Betätigungsachse bei langem Mindestabstand geringer als bei kurzem Mindestabstand ist, kann der Roboter 50 demnach sicher bewegt und leicht betätigt werden.
Demnach kann bei zunehmendem Mindestabstand zwischen der Drehachsmitte der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 die Kraftsteuerungsverstärkung basierend auf dem Mindestabstand geringer sein. Aufgrund dessen kann selbst dann, wenn die Größe der Betätigungskraft nicht geändert wird, die Geschwindigkeit des vorderen Endes 58 des Roboters 50 verringert werden, da das vordere Ende 58 des Roboters 50 von der Betätigungsachse entfernt ist, wodurch die Sicherheit und Betätigbarkeit des Roboters 50 verbessert werden können.
Wenn die angestrebte Geschwindigkeit der Betätigungsachse je nach Größe der Betätigungskraft zu verändern ist, nimmt die Tangentialgeschwindigkeit des vorderen Endes 58 des Roboters 50, da das vordere Ende 58 des Roboters 50 von der Betätigungsachse entfernt ist, selbst dann zu, wenn die Größe der Betätigungskraft nicht geändert wird. Wenn die bewegbare Betätigungsachse basierend auf der Betätigungskraft wie zuvor berechnet und der Bewegungsrichtung in Abhängigkeit von der Richtung der vom Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 spezifizierten Kraft zu bewegen ist, kann der Betätigungsbefehlsteil 23 deshalb eine angestrebte Bewegungsrichtung und eine angestrebte Tangentialgeschwindigkeit des vorderen Endes 58 des Roboters 50 um die Drehachsmitte der bewegbaren Betätigungsachse auf der Basis der Betätigungskraft berechnen und kann die bewegbare Betätigungsachse basierend auf einer angestrebten Bewegungsrichtung und einer Tangentialgeschwindigkeit der Betätigungsachse bewegen, die durch die angestrebte Bewegungsrichtung und die angestrebte Tangentialgeschwindigkeit des vorderen Endes 58 des Roboters 50 berechnet wird.
Aufgrund dessen kann, wenn die Größe der Betätigungskraft nicht geändert wird, die Tangentialgeschwindigkeit des vorderen Endes 58 des Roboters 50 unabhängig von der Position des vorderen Endes 58 konstant sein. In diesem Fall ist, selbst wenn die Größe der Betätigungskraft nicht geändert wird, die Drehgeschwindigkeit der Betätigungsachse verringert, da das vordere Ende 58 des Roboters 50 von der Betätigungsachse entfernt ist. Um diesen Effekt zu erzielen, kann, wenn die angestrebte Bewegungsgeschwindigkeit basierend auf der Größe der Betätigungskraft berechnet wird, die Größe der Betätigungskraft durch den Mindestabstand zwischen der Drehachsmitte der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 geteilt werden. Wenn die angestrebte Bewegungsrichtung und die angestrebte Geschwindigkeit der Betätigungsachse auf der Basis der Größe der Betätigungskraft nach dem Berechnen der Bewegungsrichtung und der Tangentialgeschwindigkeit des vorderen Endes 58 des Roboters 50 um die Drehachsmitte der Betätigungsachse basierend auf der Betätigungskraft berechnet wird, kann die angestrebte Tangentialgeschwindigkeit des vorderen Endes 58 des Roboters 50 durch die Kraftsteuerung berechnet werden, wobei die Größe der Betätigungskraft mit einer Kraftsteuerungsverstärkung multipliziert wird, um das Ansprechvermögen der Bewegung relativ zur Kraft zu bestimmen, sodass eine Bewegungsmenge des vorderen Endes 58 des Roboters 50 berechnet wird. Wie zuvor beschrieben erzeugt der Betätigungsbefehlsteil 23 den Befehl zum Bewegen der Position der bewegbaren Betätigungsachse basierend auf der durch den Betätigungskraftberechnungsteil 22 berechneten Betätigungskraft und der Bewegungsrichtung in Abhängigkeit von der Richtung der vom Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 spezifizierten Kraft und basierend auf den spezifizierten und bestimmten Inhalten des Betätigungsachsenspezifizierungsteils 24, und gibt ihn aus.
Als nächstes wird eine Robotersteuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung erklärt. In der Robotersteuerung der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich nur Schritt S6 zum Spezifizieren, ob die Betätigungsachse mithilfe des Betätigungsachsenspezifizierungsteils 24 bewegbar ist oder nicht, von der Robotersteuerung 10 der ersten Ausführungsform und die anderen Schritte können dieselben wie in der ersten Ausführungsform sein. Deshalb wird auf eine detaillierte Erklärung der zweiten Ausführungsform in Bezug auf die Offenbarung der 2 und 3, die ähnlich zur ersten Ausführungsform ist, verzichtet. Mit anderen Worten dient in der zweiten Ausführungsform das Verfahren durch den Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 zum Spezifizieren, ob die Betätigungsachse je nach Status der Bewegungsbetätigung bewegbar ist oder nicht, weshalb ein Basiskonzept des Verfahrens der ersten Ausführungsform entspricht.
In der zweiten Ausführungsform spezifiziert der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 die in Erwiderung der Kraft zu bewegende Betätigungsachse unter der Vielzahl von Achsen und bestimmt die Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von der Richtung der Kraft. Weiterhin bestimmt der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 je nach Status der Bewegungsbetätigung, ob die Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht. In der zweiten Ausführungsform spezifiziert in Schritt S6 der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 je nach Status der Bewegungsbetätigung basierend auf dem Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht.
Der Prozess des Betätigungsachsenspezifizierungsteils 24 der Robotersteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird im Detail beschrieben. Zuerst spezifiziert der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 die Betätigungsachse unter der Vielzahl von Achsen, die den Roboter 50 bilden, basierend auf den Eingaben, den Einstellungen und den momentanen Positionen der Achsen des Roboters 50. In der zweiten Ausführungsform werden zwei oder mehr Achsen als die Betätigungsachsen spezifiziert.
Wenn die zwei oder mehr Achsen als die Betätigungsachsen spezifiziert werden, kann die Vielzahl von Achsen gleichzeitig bewegt werden, wenn die Betätigungsachsen basierend auf der vom Betätigungskraftberechnungsteil 22 berechneten Betätigungskraft je nach Richtung der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten Kraft zu bewegen sind. Um eine gewünschte Achse oder eine Achse, welche einen vorgegebenen Zustand erfüllt, oder um keine andere Achse zu bewegen, die einen anderen Zustand erfüllt, werden je nach Status der Bewegungsbetätigung basierend auf dem Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 eine bewegbare Betätigungsachse und eine unbewegbare Betätigungsachse spezifiziert. In dieser Hinsicht ist mit der „bewegbaren Betätigungsachse” eine Betätigungsachse gemeint, die in Erwiderung der Kraft bewegt werden darf (oder bewegbar ist) und mit der „unbewegbaren Betätigungsachse” eine Betätigungsachse gemeint, die selbst dann nicht bewegt werden darf (oder nicht bewegbar ist), wenn die Kraft darauf ausgeübt wird.
Als Verfahren zur Bestimmung der Betätigung als die bewegbare Betätigungsachse oder die unbewegbare Betätigungsachse basierend auf dem Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 kann ein beliebiges Verfahren verwendet werden, solange das Verfahren dazu fähig ist, zu bestimmen, ob die Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, indem ein basierend auf dem Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 berechneter Wert mit einem vorgegebenen Schwellenwert oder mit einem anderen in Bezug auf eine andere Betätigungsachse auf dieselbe Art und Weise berechneten Wert verglichenen wird.
Die Bestimmung, ob jede Betätigung bewegt werden kann, wenn die Kraft auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübt wird, kann basierend darauf ausgeführt werden, ob die Größe der Betätigungskraft einer jeden Betätigungsachse, die vom Betätigungskraftberechnungsteil 22 berechnet wird, größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist. Wenn die Vielzahl von Betätigungsachsen als die bewegbaren Betätigungsachsen spezifiziert wird, kann die andere Achse als die unbewegbare Betätigungsachse bestimmt werden.
Beim Bestimmen oder Beurteilen, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, wenn die Vielzahl von Betätigungsachsen gleichzeitig einen Zustand für die bewegbare Betätigungsachse erfüllt, aber die bewegbaren Betätigungsachsen unter diesen begrenzt sein sollte, kann eine Vielzahl von Beurteilungsverfahren kompatibel kombiniert werden, sodass die Anzahl der bewegbaren Betätigungsachsen begrenzt wird. Zum Beispiel können die Beurteilungsverfahren ein Verfahren zur Bestimmung einer Prioritätsreihenfolge der Achsen und ein Verfahren zum Auswählen einer anderen Betätigungsachse usw. beinhalten. Ferner kann beim Bestimmen oder Beurteilen, ob jede Betätigungsachse der bewegbaren Betätigungsachse oder der unbewegbaren Betätigungsachse entspricht, eine Prioritätsreihenfolge in Bezug auf alle Betätigungsachsen vorgegeben werden und die Bestimmung oder Beurteilung kann sequenziell in Bezug auf alle Betätigungsachsen gemäß der Prioritätsreihenfolge ausgeführt werden. In diesem Fall können, wenn eine Betätigungsachse als die bewegbare Betätigungsachse bestimmt wird, die übrigen Betätigungsachsen als die unbewegbare Betätigungsachse bestimmt werden.
Das Verfahren zur Bestimmung der Betätigung als die bewegbare Betätigungsachse oder die unbewegbare Betätigungsachse basierend auf dem Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 wird unter Bezugnahme auf 8 erklärt. 8 zeigt ein in Bezug auf eine Betätigungsachse spezifiziertes Koordinatensystem ähnlich zur obigen Ausführungsform. Zuerst wird ein Koordinatensystem, das aus einem Punkt P1, einer X-Achse Ax, einer Y-Achse Ay und einer Z-Achse Az besteht, in Bezug auf eine Betätigungsachse definiert. In dieser Hinsicht wird Punkt P1, der der Position der Betätigungsachse im Referenzkoordinatensystem entspricht, als der Ursprung des spezifizierten Koordinatensystems bestimmt. Ferner fällt die Z-Achse Az mit der Drehachsmitte der Betätigungsachse zusammen und eine Ebene C, die aus der X-Achse Ax und der Y-Achse Ay besteht, ist lotrecht zur Drehachsmitte der Betätigungsachse. Ein Punkt P3 bezeichnet die Position des vorderen Endes 58 des Roboters 50 und entspricht in diesem Fall dem Kraftmessungspunkt. Die Ebene C (oder die X-Y-Ebene) besteht aus der X-Achse Ax und der Y-Achse Ay des in Bezug auf die Betätigungsachse spezifizierten Koordinatensystems.
In einem Beispiel des Verfahrens zur Bestimmung der Betätigung als die bewegbare Betätigungsachse oder die unbewegbare Betätigungsachse wird ein Abstand Ea zwischen Punkt P1 (oder dem Ursprung der Betätigungsachse) und Punkt P3, der die Position des vorderen Endes 58 des Roboters 50 bezeichnet, in Bezug auf jede Betätigungsachse berechnet und eine Betätigungsachse unter den Betätigungsachsen, bei der der Abstand Ea der kürzeste ist, wird als die bewegbare Betätigungsachse bestimmt. Alternativ kann eine Betätigungsachse, bei der der Abstand Ea innerhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt, als die bewegbare Betätigungsachse bestimmt werden.
In einem Verfahren wird ein Abstand Eb zwischen der Drehachsmitte der Betätigungsachse und dem Punkt P3, der die Position des vorderen Endes 58 des Roboters 50 bezeichnet, in Bezug auf jede Betätigungsachse berechnet und eine Betätigungsachse unter den Betätigungsachsen, bei der der Abstand Eb der kürzeste ist, wird als die bewegbare Betätigungsachse bestimmt. Alternativ kann eine Betätigungsachse, bei der der Abstand Eb innerhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt, als die bewegbare Betätigungsachse bestimmt werden.
In noch einem Verfahren wird ein Abstand Ec zwischen der Ebene C (einschließlich des Ursprungs der Betätigungsachse und lotrecht zur Drehachsmitte der Betätigungsachse) und dem Punkt P3, der die Position des vorderen Endes 58 des Roboters 50 bezeichnet, in Bezug auf jede Betätigungsachse berechnet und eine Betätigungsachse unter den Betätigungsachsen, bei der der Abstand Ec der kürzeste ist, wird als die bewegbare Betätigungsachse bestimmt. Alternativ kann eine Betätigungsachse, bei der der Abstand Ec innerhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt, als die bewegbare Betätigungsachse bestimmt werden.
In noch einem anderen Verfahren kann die Betätigungsachse abhängig davon als die bewegbare Achse oder die unbewegbare Achse bestimmt werden, in welchem Gebiet des der Betätigungsachse zugeordneten Koordinatensystems das vordere Ende 58 des Roboters 50 liegt. Wenn zum Beispiel das Koordinatensystem in acht Gebiete unterteilt ist (d. h. einen ersten Quadranten, in dem die Vorzeichen der Positionen in den Richtungen der X-Achse Ax, Y-Achse Ay und Z-Achse Az Plus, Plus beziehungsweise Plus sind; einen zweiten Quadranten, in dem die Vorzeichen der Positionen in den Richtungen der X-Achse Ax, Y-Achse Ay und Z-Achse Az Minus, Plus beziehungsweise Plus sind; einen dritten Quadranten, in dem die Vorzeichen der Positionen in den Richtungen der X-Achse Ax, Y-Achse Ay und Z-Achse Az Minus, Minus beziehungsweise Plus sind; einen vierten Quadranten, in dem die Vorzeichen der Positionen in den Richtungen der X-Achse Ax, Y-Achse Ay und Z-Achse Az Plus, Minus beziehungsweise Plus sind; einen fünften Quadranten, in dem die Vorzeichen der Positionen in den Richtungen der X-Achse Ax, Y-Achse Ay und Z-Achse Az Plus, Plus beziehungsweise Minus sind, einen sechsten Quadranten, in dem die Vorzeichen der Positionen in den Richtungen der X-Achse Ax, Y-Achse Ay und Z-Achse Az Minus, Plus beziehungsweise Minus sind; einen siebten Quadranten, in dem die Vorzeichen der Positionen in den Richtungen der X-Achse Ax, Y-Achse Ay und Z-Achse Az Minus, Minus beziehungsweise Minus sind; und einen achten Quadranten, in dem die Vorzeichen der Positionen in den Richtungen der X-Achse Ax, Y-Achse Ay und Z-Achse Az Plus, Minus beziehungsweise Minus sind), kann die Betätigungsachse als die bewegbare oder die unbewegbare Achse in Bezug auf jeden Quadranten bestimmt werden. Im Konkreten kann die Bestimmung basierend darauf durchgeführt werden, in welchem Quadranten Punkt P3 (der die Position des vorderen Endes 58 des Roboters 50 repräsentiert) existiert. In diesem Fall kann eine andere Gebietseingrenzung zu jedem Quadranten hinzugefügt werden. Zum Beispiel kann die Gebietseingrenzung basierend darauf durchgeführt werden, ob die Position in jede Richtung der X-Achse Ax, Y-Achse Ay und Z-Achse innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt oder ob der Abstand Ea, Eb oder Ec wie oben erklärt innerhalb eines vorgegebenen Bereiches usw. liegt. So kann, wenn der die Position des vorderen Endes 58 des Roboters 50 repräsentierende Punkt P3 in einem spezifizierten Gebiet oder in einem spezifizierten Quadranten des der Betätigungsachse zugeordneten Koordinatensystems liegt, die Betätigungsachse als die bewegbare Betätigungsachse bestimmt werden.
Durch Verwendung eines der obigen Verfahren oder einer Kombination davon kann die Betätigungsachse als die bewegbare Betätigungsachse oder die unbewegbare Betätigungsachse je nach Status der Bewegungsbetätigung basierend auf dem Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 spezifiziert werden.
Als nächstes wird eine Robotersteuerung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung erklärt. In der Robotersteuerung der dritten Ausführungsform unterscheidet sich nur Schritt S6 zum Spezifizieren, ob die Betätigungsachse mithilfe des Betätigungsachsenspezifizierungsteils 24 bewegbar ist oder nicht, von der Robotersteuerung 10 der ersten Ausführungsform und die anderen Schritte können dieselben wie in der ersten Ausführungsform sein. Deshalb wird auf eine detaillierte Erklärung der dritten Ausführungsform in Bezug auf die Offenbarung der 2 und 3, die ähnlich zur ersten Ausführungsform ist, verzichtet. Mit anderen Worten dient in der dritten Ausführungsform das Verfahren durch den Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 zum Spezifizieren, ob die Betätigungsachse je nach Status der Bewegungsbetätigung bewegbar ist oder nicht, weshalb ein Basiskonzept des Verfahrens der ersten Ausführungsform entspricht.
In der dritten Ausführungsform spezifiziert der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 die in Erwiderung der Kraft zu bewegende Betätigungsachse unter der Vielzahl von Achsen und bestimmt die Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von der Richtung der Kraft. Weiterhin bestimmt der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 je nach Status der Bewegungsbetätigung, ob die Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht. In der dritten Ausführungsform spezifiziert in Schritt 56 der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 basierend auf mindestens einem des Folgenden, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht: der Richtung der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft, die auf die Betätigungsachse ausgeübt wird; und dem Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50, und basierend auf einer vorgegebenen Prioritätsreihenfolge, je nach Status der Bewegungsbetätigung.
Der Prozess des Betätigungsachsenspezifizierungsteils 24 der Robotersteuerung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung wird im Detail beschrieben. Zuerst spezifiziert der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 die Betätigungsachse unter der Vielzahl von Achsen, die den Roboter 50 bilden, basierend auf den Eingaben, den Einstellungen und den momentanen Positionen der Achsen des Roboters 50. In der dritten Ausführungsform werden zwei oder mehr Achsen als die Betätigungsachsen spezifiziert. Um eine gewünschte Achse oder eine Achse, welche einen vorgegebenen Zustand erfüllt, oder um keine andere Achse zu bewegen, die einen anderen Zustand erfüllt, werden je nach Status der Bewegungsbetätigung eine bewegbare Betätigungsachse und eine unbewegbare Betätigungsachse spezifiziert. In dieser Hinsicht ist mit der „bewegbaren Betätigungsachse” eine Betätigungsachse gemeint, die in Erwiderung der Kraft bewegt werden darf (oder bewegbar ist) und mit der „unbewegbaren Betätigungsachse” eine Betätigungsachse gemeint, die selbst dann nicht bewegt werden darf (oder nicht bewegbar ist), wenn die Kraft darauf ausgeübt wird.
In einem Verfahren der dritten Ausführungsform wird basierend auf mindestens einem der Richtung der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft, die auf die Betätigungsachse ausgeübt wird (wie in der ersten Ausführungsform erklärt); und des Positionsverhältnisses zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 (wie in der zweiten Ausführungsform erklärt), und basierend auf einer vorgegebenen Prioritätsreihenfolge, je nach Status der Bewegungsbetätigung, bestimmt, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht.
Das Bestimmungsverfahren, das auf der Richtung der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft, die auf die Betätigungsachse ausgeübt wird, basiert, und das Bestimmungsverfahren, das auf dem Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 basiert, können unter einer Kombination einer Vielzahl von Zuständen kombiniert werden, sodass bestimmt wird, ob die Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht. Wenn zum Beispiel eine Betätigungsachse unter mindestens einem der Zustände als bewegt beurteilt wird, kann die Betätigungsachse als die bewegbare Betätigungsachse bestimmt werden. Wenn alternativ eine Betätigungsachse unter allen Zuständen als bewegt beurteilt wird, kann die Betätigungsachse als die bewegbare Betätigungsachse bestimmt werden. Alternativ kann eine Bewertung, wenn die Betätigungsachse als unter jedem Zustand bewegt beurteilt wird, zuvor bestimmt werden und dann, wenn eine Gesamtbewertung, die durch Beurteilen einer Betätigungsachse unter der Vielzahl von Zuständen erhalten wird, gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist, kann die Betätigungsachse mit der Gesamtbewertung als die bewegbare Betätigungsachse bestimmt werden.
Wenn die bewegbare Betätigungsachse nicht nur durch das Verfahren, das auf der Richtung der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft, die auf die Betätigungsachse ausgeübt wird, basiert, oder durch das Verfahren, das auf dem Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 basiert, bestimmbar ist, kann ein anderes Verfahren zur Bestimmung der bewegbaren Betätigungsachse verwendet werden. Konkret kann die Richtung der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft, die auf die Betätigungsachse ausgeübt wird, das Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 basiert, ein anderes Verfahren zur Bestimmung der bewegbaren Betätigungsachse verwendet werden und die vorgegebene Prioritätsreihenfolge kann zur Bestimmung der bewegbaren Betätigungsachse verwendet werden. Wenn zum Beispiel die Vielzahl von bewegbaren Betätigungsachsen bestimmt wird und die Anzahl bewegbarer Betätigungsachsen begrenzt sein sollte, kann die bewegbare Betätigungsachse basierend auf der vorgegebenen Prioritätsreihenfolge ausgewählt werden. So kann bei der Bestimmung der Betätigungsachse als die bewegbare Betätigungsachse oder die unbewegbare Betätigungsachse durch Verwendung der Zustände, einschließlich der Richtung der Kraft, des Positionsverhältnisses und der Prioritätsreihenfolge, wie zuvor beschrieben, eine gewünschte Achse als die bewegbare Betätigungsachse bestimmt werden und/oder eine nicht notwendige Achse kann als die unbewegbare Betätigungsachse bestimmt werden.
Als nächstes wird eine Robotersteuerung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung erklärt. Wie in einem Flussdiagramm in 9 gezeigt wird, unterscheidet sich die Robotersteuerung der vierten Ausführungsform von der Robotersteuerung 10 der ersten Ausführungsform darin, dass die Schritte S4 bis S6 aus dem Flussdiagramm in 3 gelöscht wurden. Ferner bestimmt in der vierten Ausführungsform der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 in 2 nicht, ob die Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, sondern wählt und spezifiziert stattdessen zwei Betätigungsachsen aus der Vielzahl von den Roboter 50 bildenden Achsen, um die Bewegung einer gewünschten Achse zu vereinfachen.
Wenn die Vielzahl von Betätigungsachsen spezifiziert wird, wird bei der Robotersteuerung der ersten, zweiten oder dritten Ausführungsform je nach Status der Bewegungsbetätigung bestimmt, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, sodass eine gewünschte Achse bewegt wird. Andererseits werden bei der Robotersteuerung der vierten Ausführungsform, wenn die Vielzahl von Betätigungsachsen spezifiziert wird, zuvor zwei Betätigungsachsen spezifiziert, um die Bewegung einer gewünschten Achse zu vereinfachen. Mit anderen Worten ist in der vierten Ausführungsform durch Spezifizieren von zwei angemessenen Achsen als die Betätigungsachsen unter der Vielzahl von den Roboter 50 bildenden Achsen eine gewünschte Achse wahlweise in der Bewegungsbetätigung bewegbar. Ein Basiskonzept der vierten Ausführungsform entspricht der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform darin, dass die Robotersteuerung ein Verfahren zum wahlweisen Bewegen einer gewünschten Achse, wenn die Vielzahl von in Erwiderung der Kraft zu bewegenden Betätigungsachsen spezifiziert wird, ausführt.
Wie in 9 gezeigt wird, misst, wenn der Prozess zum Bewegen des Roboters 50 initiiert wird und auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 durch den Bediener 60 usw. eine äußere Kraft ausgeübt wird, der Kraftmessungsteil 21 die auf das vordere Ende 58 ausgeübte Kraft (Schritt S1). Dann spezifiziert der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 die in Erwiderung der Kraft zu bewegende Betätigungsachse und bestimmt die Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von der Richtung der Kraft (Schritt S2).
Als nächstes berechnet der Betätigungskraftberechnungsteil 22 basierend auf der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten, vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft die Betätigungskraft zum Bewegen der Position der vom Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 spezifizierten Betätigungsachse (Schritt S3). Dann erzeugt der Betätigungsbefehlsteil 23 basierend auf der durch den Betätigungskraftberechnungsteil 22 berechneten Betätigungskraft und den spezifizierten und bestimmten Inhalten des Betätigungsachsenspezifizierungsteils 24 einen Betätigungsbefehl zum Bewegen der Position der Betätigungsachse und gibt ihn aus (Schritt S7).
Der Prozess des Betätigungsachsenspezifizierungsteils 24 der Robotersteuerung der vierten Ausführungsform wird im Detail beschrieben. In Schritt S2 spezifiziert der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 die in Erwiderung der Kraft zu bewegende Betätigungsachse und bestimmt die Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von der Richtung der Kraft. In dieser Hinsicht spezifiziert der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 zwei Drehachsen unter der Vielzahl von Achsen als die Betätigungsachsen, die den Roboter 50 bilden, wobei sich die Drehachsmitten der zwei Drehachsen unabhängig von den Positionen der Vielzahl von Achsen rechtwinklig kreuzen.
Durch Spezifizieren der zwei Drehachsen als die Betätigungsachsen wie zuvor beschrieben, sind die Betätigungsachsen, wenn die Richtung der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten Kraft richtig ausgewählt wurde, unabhängig bewegbar und demnach ist eine gewünschte Achse in Erwiderung der Kraft bewegbar. Mit anderen Worten ist, wenn nur eine der zwei spezifizierten Betätigungsachsen bewegt werden sollte, nur die gewünschte Betätigungsachse durch Ausüben der Kraft auf das vordere Ende 58 in die Richtung, die parallel zur Drehachsmitte der anderen Betätigungsachse ist, bewegbar.
Das Verfahren zur Spezifizierung der Betätigungsachsen wie zuvor beschrieben wird unter Bezugnahme auf 1 erklärt. In diesem Fall berechnet der Betätigungskraftberechnungsteil 22 die Betätigungskraft auf der Basis der Kraft, die um die Drehachsmitte der Betätigungsachse ausgeübt wird, wie in Bezug auf die Robotersteuerung 10 der ersten Ausführungsform erklärt wird. Die Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von der Richtung der Kraft ist dieselbe wie die Richtung der Betätigungskraft.
Beim Roboter 50, der wie in 1 gezeigt aus den Achsen besteht, können zum Beispiel die J1-Achse 51 und die J2-Achse 52 als die zwei Betätigungsachsen spezifiziert sein. Diese Achsen sind als zwei Drehachsen konfiguriert, sodass sich ihre Drehachsmitten unabhängig von den Positionen der Vielzahl von Achsen, die den Roboter 50 bilden, rechtwinklig kreuzen (dasselbe ist auch auf zwei Drehachsen übertragbar, wie unten erklärt wird). In diesem Fall ist, wenn die translatorische Kraft auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 in die Richtung ausgeübt wird, die parallel zur Drehachsmitte der J2-Achse 52 ist, die J1-Achse 51 basierend auf der vom Betätigungskraftberechnungsteil 22 berechneten Betätigungskraft bewegbar, da die Kraft um die Drehachsmitte auf die J1-Achse 51 ausgeübt wird. Dahingegen ist die J2-Achse 52 nicht bewegbar, da die Kraft um ihre Drehachsmitte nicht darauf ausgeübt wird. Andererseits ist, wenn die translatorische Kraft auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 in die Richtung ausgeübt wird, die parallel zur Drehachsmitte der J1-Achse 51 ist, die J2-Achse 52 basierend auf der vom Betätigungskraftberechnungsteil 22 berechneten Betätigungskraft bewegbar, da die Kraft um die Drehachsmitte auf die J2-Achse 52 ausgeübt wird. Dahingegen ist die J1-Achse 51 nicht bewegbar, da die Kraft um ihre Drehachsmitte nicht darauf ausgeübt wird.
Alternativ können die J3-Achse 53 und die J4-Achse 54 als die zwei Betätigungsachsen spezifiziert sein. Ansonsten können die J4-Achse 54 und die J5-Achse 55 als die zwei Betätigungsachsen spezifiziert sein. Ansonsten können die J5-Achse 55 und die J6-Achse 56 als die zwei Betätigungsachsen spezifiziert sein. In jedem Fall ist, wenn nur eine der zwei spezifizierten Betätigungsachsen bewegt werden sollte, nur die gewünschte Betätigungsachse durch Ausüben der Kraft auf das vordere Ende 58 in die Richtung, die parallel zur Drehachsmitte der anderen Betätigungsachse ist, bewegbar.
Wie zuvor beschrieben ist durch Spezifizieren der zwei Drehachsen, deren Drehachsmitten sich rechtwinklig kreuzen, unabhängig von den Positionen der den Roboter 50 bildenden Achsen, als die Betätigungsachsen, wenn die Richtung der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten Kraft richtig ausgewählt wurde, nur eine gewünschte Achse in Erwiderung der Kraft bewegbar. Aufgrund dessen ist eine zu bewegende Achse mithilfe einer Einlernbetätigungsvorrichtung usw. auswählbar, ohne die zu bewegende Achse zu wechseln oder einzustellen, und die zwei Achsen sind gleichzeitig je nach der Position einer jeden Achse des Roboters 50 und/oder der Richtung der ausgeübten Kraft bewegbar.
Bei einer Robotersteuerung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung, zusätzlich zur vierten Ausführungsform, spezifiziert der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 basierend auf mindestens einem der Richtung der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft, die auf die Betätigungsachse ausgeübt wird, und des Positionsverhältnisses zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50, und einer vorgegebenen Prioritätsreihenfolge, je nach Status der Bewegungsbetätigung, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht.
Wie in einem Flussdiagramm in 10 gezeigt wird, unterscheidet sich die Robotersteuerung der fünften Ausführungsform von der Robotersteuerung der vierten Ausführungsform darin, dass Schritt S6 zur Bestimmung, je nach Status der Bewegungsbetätigung, ob die Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, zum Flussdiagramm in 9 hinzugefügt ist. In der fünften Ausführungsform, wird außerdem ähnlich zu den Robotersteuerungen der anderen Ausführungsformen das Verfahren zum wahlweisen Bewegen einer gewünschten Achse, wenn die Vielzahl von Betätigungsachsen spezifiziert wird, ausgeführt.
In der Bewegungsbetätigung der Betätigungsachse durch die Robotersteuerung der vierten Ausführungsform ist, wenn nur eine der zwei spezifizierten Betätigungsachsen bewegt werden sollte, nur die gewünschte Betätigungsachse durch Ausüben der Kraft auf das vordere Ende 58 in die Richtung, die parallel zur Drehachsmitte der anderen Betätigungsachse ist, bewegbar. In dieser Hinsicht kann es je nach Status der Bewegungsbetätigung schwierig sein, die Kraft auf das vordere Ende 58 in die Richtung, die parallel zur Drehachsmitte der anderen Betätigungsachse ist, auszuüben. Selbst wenn die Kraft auf das vordere Ende 58 in die Richtung, die parallel zur Drehachsmitte der anderen Betätigungsachse ist, ausgeübt wird, kann die Größe der Betätigungskraft Null sein oder die Betätigungskraft kann nicht erzeugt werden, wodurch es schwierig sein kann, die gewünschte Betätigungsachse zu bewegen. In der fünften Ausführungsform ist die gewünschte Achse selbst dann bewegbar, wenn die ausgeübte Kraft nicht parallel zur Drehachsmitte der anderen Betätigungsachse ist.
In Schritt S2 in 10 spezifiziert der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 die in Erwiderung der Kraft zu bewegende Betätigungsachse unter der Vielzahl von Achsen und bestimmt die Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von der Richtung der Kraft. Deshalb spezifiziert der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 basierend auf den Eingaben durch den Bediener und/oder der momentanen Position einer jeden Achse des Roboters 50 zwei Drehachsen, deren Drehachsmitten sich unabhängig von den Positionen der den Roboter 50 bildenden Achsen rechtwinklig kreuzen, als die Betätigungsachsen.
In Schritt S6 in 10 bestimmt der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 basierend auf mindestens einem der Richtung der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft, die auf die Betätigungsachse ausgeübt wird, und des Positionsverhältnisses zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50, und einer vorgegebenen Prioritätsreihenfolge, je nach Status der Bewegungsbetätigung, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht.
In Schritt S6 kann als ein Verfahren zur Bestimmung, ob die Betätigungsachse als die bewegbare Betätigungsachse oder die unbewegbare Betätigungsachse spezifiziert wird, mindestens eines der Folgenden verwendet werden: das Bestimmungsverfahren, das auf der Richtung der vom Kraftmessungsteil 21 gemessenen Kraft, die auf die Betätigungsachse ausgeübt wird, basiert, das Bestimmungsverfahren, das auf dem Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 basiert; und das Bestimmungsverfahren, das auf der vorgegebenen Prioritätsreihenfolge basiert. Die Prioritätsreihenfolge in Bezug auf die Betätigungsachsen kann vorgegeben sein und wenn beide der zwei Betätigungsachsen basierend auf der Betätigungskraft, die basierend auf der auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 ausgeübten Kraft berechnet wird, bewegt werden, bestimmen, ob die Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, ist eine der Achsen basierend auf der Prioritätsreihenfolge bewegbar.
Darüber hinaus kann das Verfahren des Betätigungsachsenspezifizierungsteils 24 zur Bestimmung, ob je nach Status der Bewegungsbetätigung die Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, jeweils auf die zwei Betätigungsachsen übertragen werden.
In einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in 11 gezeigt wird, beinhaltet das Robotersystem 11 eine Einlernbetätigungsvorrichtung 70 zum Eingeben verschiedener Einstellungen in die Robotersteuerung 10 und der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 spezifiziert die Betätigungsachse basierend auf den Eingaben der Einlernbetätigungsvorrichtung 70. Dann wählt die Einlernbetätigungsvorrichtung 70 eine Kombination von Achsen aus, die dazu fähig sind, als die Betätigungsachsen spezifiziert zu werden, und gibt sie ein.
Wie in 11 gezeigt wird, ist beim Robotersystem 11, beinhaltend den Roboter 50, der von der Robotersteuerung 10 gesteuert wird, die Einlernbetätigungsvorrichtung 70 zur Eingabe verschiedener Einstellungen in die Robotersteuerung 10 mit der Robotersteuerung 10 verbunden. Wie in 12 gezeigt wird, kann die Einlernbetätigungsvorrichtung 70 an einem angemessenen Abschnitt des Roboters 50 angebracht sein (zum Beispiel am vorderen Ende 58 oder einem Glied, das die Achsen des Roboters 50 verbindet), damit der Bediener 60 die Einlernbetätigungsvorrichtung 70 beim Eingeben verschiedener Einstellungen usw. nicht halten muss. Ferner kann die Einlernbetätigungsvorrichtung 70 eine Funktion zur Anzeige und Ausgabe verschiedener Status in Bezug auf die Bewegungsbetätigung des Roboters 50 usw., eine Funktion zur Eingabe verschiedener Einstellungen und eine Funktion zur Eingabe eines Befehls in Bezug auf die Bewegungs- oder Anhaltebetätigung für den Roboter 50 aufweisen.
Der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 spezifiziert die Betätigungsachse basierend auf den Eingaben von der Einlernbetätigungsvorrichtung 70. In diesem Fall können zwei Drehachsen unter der Vielzahl von den Roboter 50 bildenden Achsen, deren Drehachsmitten sich unabhängig von den Positionen der Achsen rechtwinklig kreuzen, als die Betätigungsachsen spezifiziert werden.
Die 13a und 13b zeigen Beispiele, bei denen Achsen, die dazu fähig sind, als die Betätigungsachsen spezifiziert zu werden, als Optionen angegeben werden und die Betätigungsachse kann eine Eingabe (spezifiziert) unter den Optionen sein. Zum Beispiel bezeichnet die Option „J1–J2”, dass die J1-Achse und J2-Achse als die Betätigungsachsen ausgewählt sind und eine Farbe oder Form eines Zeichens, die der Option zugeordnet ist (in den Zeichnungen ein Zeichen, das an der linken Seite eines Buchstabens dargestellt ist), zeigt an, ob die zugeordnete Option (oder die Kombination von Achsen) ausgewählt ist oder nicht. In dieser Hinsicht ist nach der Auswahl einer Option oder Kombination bevorzugt, dass der Bediener keine Optionen oder Kombinationen außer die ausgewählte Option oder Kombination auswählen kann.
Im Beispiel von 13b beinhalten die Optionen die Option „J4–J5”, die eine Kombination der J4-Achse und J5-Achse als die zwei Betätigungsachsen bezeichnet. Demgegenüber beinhalten im Beispiel von 13a die Optionen keine Option „J4–J5”, weshalb eine solche Option in 13a nicht auswählbar ist. So kann eine ungewünschte Kombination der Betätigungsachse spezifiziert werden, sodass sie nicht ausgewählt wird. Aufgrund dessen können die Betätigungsachsen leicht gewählt oder spezifiziert werden, selbst wenn schwer zu verstehen ist, welche Kombination der Achsen angemessen ist oder auswählbar ist, wenn die zwei Drehachsen unter der Vielzahl von den Roboter 50 bildenden Achsen, deren Drehachsmitten sich unabhängig von den Positionen der Achsen rechtwinklig kreuzen, als die Betätigungsachsen spezifiziert werden sollten.
In einer siebten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in 12 gezeigt wird, beinhaltet das Robotersystem 11 eine Einlernbetätigungsvorrichtung 70 zum Eingeben verschiedener Einstellungen in die Robotersteuerung 10 und der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 spezifiziert die Betätigungsachse basierend auf den Eingaben der Einlernbetätigungsvorrichtung 70. Dann zeigt die Einlernbetätigungsvorrichtung 70 eine Achse an, die dazu fähig ist, unter der Vielzahl von den Roboter 50 bildenden Achsen als die Betätigungsachse ausgewählt zu werden, und zeigt eine Achse an, die nicht die ausgewählte Achse ist, während sie mindestens eines aus Folgendem ist: dass die Achse, die nicht die ausgewählte Achse ist, gleichzeitig als die Betätigungsachse auswählbar ist; und dass die Achse, die nicht die ausgewählte Achse ist, nicht gleichzeitig als die Betätigungsachse auswählbar ist, wie in den 14a und 14b gezeigt wird.
Deshalb kann durch Ändern einer Farbe oder Form eines Zeichens, einer Taste oder eines Buchstaben, die einer jeden als Option angegebenen Achse zugeordnet sind, oder durch Hinzufügen einer Schlusslinie oder Unterstreichung des Zeichens usw. angegeben werden, ob jede Option auswählbar ist oder nicht. In diesem Fall können zwei Drehachsen unter der Vielzahl von den Roboter 50 bildenden Achsen, deren Drehachsmitten sich unabhängig von den Positionen der Achsen rechtwinklig kreuzen, als die Betätigungsachsen spezifiziert werden.
Im Beispiel in 14a werden unter den Achsen, die Roboter 50 bilden, die Achsen, die dazu fähig sind, als die Betätigungsachsen spezifiziert zu werden, angezeigt, und die J4-Achse wurde bereits als die Betätigungsachse ausgewählt. In diesem Fall ist die Farbe und/oder Form des Zeichens an der linken Seite eines jeden Buchstabens, die die J3-Achse und die J5-Achse bezeichnen, verändert, sodass angezeigt wird, dass die J3-Achse oder J5-Achse mit der J4-Achse als die Betätigungsachse kombinierbar ist. Ferner ist die Farbe und/oder Form des Zeichens an der linken Seite eines jeden Buchstabens, die die anderen Achsen bezeichnen (d. h. J1-Achse, J2-Achse und J6-Achse), verändert, sodass angezeigt wird, dass die anderen Achsen nicht mit der J4-Achse als die Betätigungsachse kombinierbar sind.
Andererseits wurde im Beispiel in 14b die J5-Achse bereits als die Betätigungsachse ausgewählt. In diesem Fall ist die Farbe und/oder Form des Zeichens an der linken Seite eines jeden Buchstabens, die die J4-Achse und die J6-Achse bezeichnen, verändert, sodass angezeigt wird, dass die J4-Achse oder J6-Achse mit der J5-Achse als die Betätigungsachse kombinierbar ist. Ferner ist die Farbe und/oder Form des Zeichens an der linken Seite eines jeden Buchstabens, die die anderen Achsen bezeichnen, verändert, sodass angezeigt wird, dass die anderen Achsen nicht mit der J5-Achse als die Betätigungsachse kombinierbar sind.
Wie zuvor erklärt wurde wird in der siebten Ausführungsform, wenn eine Achse unter der Vielzahl von den Roboter 50 bildenden Achsen als die Betätigungsachse spezifiziert wird, die andere Achse, die dazu fähig ist, gleichzeitig als die Betätigungsachse ausgewählt zu werden, und/oder die andere Achse, die dazu unfähig ist, als die Betätigungsachse ausgewählt zu werden, visuell angezeigt. Aufgrund dessen können die Betätigungsachsen leicht gewählt oder spezifiziert werden, selbst wenn schwer zu verstehen ist, welche Kombination der Achsen angemessen ist, wenn die zwei Drehachsen unter der Vielzahl von den Roboter 50 bildenden Achsen, deren Drehachsmitten sich unabhängig von den Positionen der Achsen rechtwinklig kreuzen, als die Betätigungsachsen spezifiziert werden sollten.
In einer achten Ausführungsform der Erfindung, zusätzlich zur ersten, zweiten, dritten oder fünften Ausführungsform, beinhaltet das Robotersystem 11 eine Anzeigevorrichtung 73, wie beispielsweise eine Einlernbetätigungsvorrichtung 70, und eine Anzeigevorrichtung 73 einen spezifizierenden Zustand, der verwendet wird, wenn der Betätigungsachsenspezifizierungsteil 24 bestimmt, ob die Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht. Die Anzeigevorrichtung 73 kann von der Einlernbetätigungsvorrichtung 70 getrennt sein. Die Anzeigevorrichtung 73 kann nur eine Anzeigefunktion haben, im Gegensatz zur Einlernbetätigungsvorrichtung 70, die eine Anzeigefunktion sowie eine Eingabefunktion aufweist. Durch Anzeige des obigen Spezifizierungszustands in der Anzeigevorrichtung 73 kann leicht verstanden werden, wie die Bewegungsbetätigung ausgeführt wird, um eine gewünschte Achse usw. zu bewegen, wodurch die Betätigbarkeit der Bewegung der Achse verbesserbar ist.
In einer neunten Ausführungsform der Erfindung kann zusätzlich zur sechsten oder siebten Ausführungsform, wenn der Mindestabstand zwischen dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 und der Drehachsmitte einer Drehachse unter der Vielzahl von den Roboter 50 bildenden Achsen, der basierend auf den momentanen Positionen der Achsen des Roboters 50 berechnet wird, gleich oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, die Einlernbetätigungsvorrichtung zeigen, dass das vordere Ende 58 des Roboters 50 in der Nähe der Drehachsmitte der Drehachse liegt oder dass die Drehachse nicht als die Betätigungsachse spezifizierbar ist.
Wenn der Mindestabstand zwischen dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 und der Drehachsmitte der Betätigungsachse, der basierend auf den momentanen Positionen der Achsen des Roboters 50 berechnet wird, kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, kann die Betätigungskraft der Betätigungsachse durch Ausüben der translatorischen Kraft auf das vordere Ende 58 des Roboters 50 nicht richtig berechnet werden, wodurch die Betätigungsachse nicht wie gewünscht bewegt wird. Die Einlernbetätigungsvorrichtung zeigt, dass das vordere Ende 58 des Roboters 50 in der Nähe der Drehachsmitte der Drehachse ist oder dass solch eine Achse nicht als die Betätigungsachse spezifizierbar ist, um den Bediener über eine solche Situation zu informieren und dabei die Situation zu vermeiden.
In der sechsten oder siebten Ausführungsform der Erfindung kann, wenn die Betätigungsachse durch Verwendung der Einlernbetätigungsvorrichtung 70 spezifiziert wird, unter den Optionen einschließlich der Kombinationen der Achsen, eine Option, bei der der Mindestabstand zwischen dem vorderen Ende 58 des Roboters 50 und der Drehachsmitte einer der in der Option eingeschlossenen Achsen kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, als unwählbare Option bestimmt sein. Ferner ist, wenn eine Betätigungsachse durch Verwendung der Einlernbetätigungsvorrichtung 70 spezifiziert wird, bevorzugt, dass die andere Achse, bei der der obige Mindestabstand kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, als unwählbare Achse in der Vorrichtung angezeigt wird. Aufgrund dessen ist die Betätigungsachse angemessen spezifizierbar, wodurch die Betätigbarkeit des Roboters verbesserbar ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in einem Betätigungsverfahren zum Bewegen des Roboters durch Ausüben der Kraft auf das vordere Ende des Roboters die Position einer gewünschten Achse des Roboters leicht bewegbar, ohne eine spezielle Eingabevorrichtung zu verwenden und ohne eine Eingabebetätigung zum Wechseln eines Bewegungsverfahrens durchzuführen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 085106 A [0003]
JP 06-250728 A [0004, 0006]
JP 56-085106 A [0005]
JP 2008-142810 A [0044]

Claims

Robotersteuerung (10) zum Bewegen eines eine Vielzahl von Achsen aufweisenden Roboters (50) basierend auf einer auf den Roboter ausgeübten Kraft, wobei die Robotersteuerung Folgendes umfasst: einen Kraftmessungsteil (21), der eine auf ein vorderes Ende (58) des Roboters ausgeübte Kraft misst; einen Betätigungskraftberechnungsteil (22), der eine Betätigungskraft zur Ausführung einer Bewegungsbetätigung in Bezug auf eine Position einer jeden Achse des Roboters basierend auf der vom Kraftmessungsteil gemessenen Kraft berechnet; einen Betätigungsbefehlsteil (23), der einen Befehl zum Bewegen des Roboters ausgibt; und einen Betätigungsachsenspezifizierungsteil (24), der eine Achse der Vielzahl von Achsen spezifiziert, die in Erwiderung der Kraft als eine Betätigungsachse (31) zu bewegen ist, und eine Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von einer Richtung der Kraft bestimmt, wobei dann, wenn zwei oder mehr Achsen als die Betätigungsachsen spezifiziert werden, der Betätigungsachsenspezifizierungsteil basierend auf der Richtung der vom Kraftmessungsteil gemessenen Kraft relativ zur Betätigungsachse, je nach einem Status der Bewegungsbetätigung, bestimmt, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, und wobei der Betätigungsbefehlsteil basierend auf den durch den Betätigungsachsenspezifizierungsteil spezifizierten und bestimmten Inhalten und der vom Betätigungskraftberechnungsteil berechneten Betätigungskraft einen Betätigungsbefehl zum Bewegen einer Position der Betätigungsachse ausgibt.
Robotersteuerung (10) zum Bewegen eines eine Vielzahl von Achsen aufweisenden Roboters (50) basierend auf einer auf den Roboter ausgeübten Kraft, wobei die Robotersteuerung Folgendes umfasst: einen Kraftmessungsteil (21), der eine auf ein vorderes Ende (58) des Roboters ausgeübte Kraft misst; einen Betätigungskraftberechnungsteil (22), der eine Betätigungskraft zur Ausführung einer Bewegungsbetätigung in Bezug auf eine Position einer jeden Achse des Roboters basierend auf der vom Kraftmessungsteil gemessenen Kraft berechnet; einen Betätigungsbefehlsteil (23), der einen Befehl zum Bewegen des Roboters ausgibt; und einen Betätigungsachsenspezifizierungsteil (24), der eine Achse der Vielzahl von Achsen spezifiziert, die in Erwiderung der Kraft als eine Betätigungsachse (31) zu bewegen ist, und eine Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von einer Richtung der Kraft bestimmt, wobei dann, wenn zwei oder mehr Achsen als die Betätigungsachsen spezifiziert werden, der Betätigungsachsenspezifizierungsteil basierend auf einem Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende des Roboters je nach einem Status der Bewegungsbetätigung bestimmt, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, und wobei der Betätigungsbefehlsteil basierend auf den durch den Betätigungsachsenspezifizierungsteil spezifizierten und bestimmten Inhalten und der vom Betätigungskraftberechnungsteil berechneten Betätigungskraft einen Betätigungsbefehl zum Bewegen einer Position der Betätigungsachse ausgibt.
Robotersteuerung (10) zum Bewegen eines eine Vielzahl von Achsen aufweisenden Roboters (50) basierend auf einer auf den Roboter ausgeübten Kraft, wobei die Robotersteuerung Folgendes umfasst: einen Kraftmessungsteil (21), der eine auf ein vorderes Ende (58) des Roboters ausgeübte Kraft misst; einen Betätigungskraftberechnungsteil (22), der eine Betätigungskraft zur Ausführung einer Bewegungsbetätigung in Bezug auf eine Position einer jeden Achse des Roboters basierend auf der vom Kraftmessungsteil gemessenen Kraft berechnet; einen Betätigungsbefehlsteil (23), der einen Befehl zum Bewegen des Roboters ausgibt; einen Betätigungsachsenspezifizierungsteil (24), der eine Achse der Vielzahl von Achsen spezifiziert, die in Erwiderung der Kraft als eine Betätigungsachse (31) zu bewegen ist, und eine Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von einer Richtung der Kraft bestimmt, wobei dann, wenn zwei oder mehr Achsen als die Betätigungsachsen spezifiziert werden, der Betätigungsachsenspezifizierungsteil basierend auf mindestens einem der Richtung der vom Kraftmessungsteil gemessenen Kraft relativ zur Betätigungsachse und einem Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende des Roboters und basierend auf einer vorgegebenen Prioritätsreihenfolge, je nach einem Status der Bewegungsbetätigung, bestimmt, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht, und wobei der Betätigungsbefehlsteil basierend auf den durch den Betätigungsachsenspezifizierungsteil spezifizierten und bestimmten Inhalten und der vom Betätigungskraftberechnungsteil berechneten Betätigungskraft einen Betätigungsbefehl zum Bewegen einer Position der Betätigungsachse ausgibt.
Robotersteuerung (10) zum Bewegen eines eine Vielzahl von Achsen, beinhaltend zwei oder mehr Drehachsen, aufweisenden Roboters (50) basierend auf einer auf den Roboter ausgeübten Kraft, wobei die Robotersteuerung Folgendes umfasst: einen Kraftmessungsteil (21), der eine auf ein vorderes Ende (58) des Roboters ausgeübte Kraft misst; einen Betätigungskraftberechnungsteil (22), der eine Betätigungskraft zur Ausführung einer Bewegungsbetätigung in Bezug auf eine Position einer jeden Achse des Roboters basierend auf der vom Kraftmessungsteil gemessenen Kraft berechnet; einen Betätigungsbefehlsteil (23), der einen Befehl zum Bewegen des Roboters ausgibt; und einen Betätigungsachsenspezifizierungsteil (24), der eine Achse der Vielzahl von Achsen spezifiziert, die in Erwiderung der Kraft als eine Betätigungsachse (31) zu bewegen ist, und eine Bewegungsrichtung der Betätigungsachse in Abhängigkeit von einer Richtung der Kraft bestimmt, wobei der Betätigungsachsenspezifizierungsteil zwei Drehachsen der Vielzahl von Achsen als die Betätigungsachsen spezifiziert, wobei die zwei Drehachsen Drehachsmitten aufweisen, die sich unabhängig von den Positionen der Vielzahl von Achsen rechtwinklig kreuzen, und wobei der Betätigungsbefehlsteil basierend auf den durch den Betätigungsachsenspezifizierungsteil spezifizierten und bestimmten Inhalten und der vom Betätigungskraftberechnungsteil berechneten Betätigungskraft einen Betätigungsbefehl zum Bewegen einer Position der Betätigungsachse ausgibt.
Robotersteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsachsenspezifizierungsteil zwei Drehachsen der Vielzahl von Achsen als die Betätigungsachsen spezifiziert, wobei die zwei Drehachsen Drehachsmitten aufweisen, die sich unabhängig von den Positionen der Vielzahl von Achsen rechtwinklig kreuzen, und basierend auf mindestens einem der Richtung der vom Kraftmessungsteil gemessenen Kraft relativ zur Betätigungsachse, einem Positionsverhältnis zwischen der Betätigungsachse und dem vorderen Ende des Roboters und einer vorgegebenen Prioritätsreihenfolge, je nach einem Status der Bewegungsbetätigung, bestimmt, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht.
Robotersystem (11), umfassend den Roboter und die Robotersteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Robotersystem nach Anspruch 6, umfassend eine Einlernbetätigungsvorrichtung (70), die in die Robotersteuerung Einstellungen eingibt, wobei der Betätigungsachsenspezifizierungsteil die Betätigungsachse basierend auf Eingaben von der Einlernbetätigungsvorrichtung spezifiziert, und wobei die Einlernbetätigungsvorrichtung eine Option unter Optionen auswählt und eingibt, wobei die Optionen Kombinationen der Achsen beinhalten, die als die Betätigungsachsen spezifiziert werden.
Robotersystem nach Anspruch 6, umfassend eine Einlernbetätigungsvorrichtung (70), die in die Robotersteuerung Einstellungen eingibt, wobei der Betätigungsachsenspezifizierungsteil die Betätigungsachse basierend auf Eingaben von der Einlernbetätigungsvorrichtung spezifiziert, und wobei die Einlernbetätigungsvorrichtung eine Achse anzeigt, die dazu fähig ist, unter der Vielzahl von Achsen als die Betätigungsachse ausgewählt zu werden, und eine Achse anzeigt, die nicht die ausgewählte Achse ist, während sie mindestens eines aus Folgendem repräsentiert: dass die Achse, die nicht die ausgewählte Achse ist, gleichzeitig als die Betätigungsachse auswählbar ist; und dass die Achse, die nicht die ausgewählte Achse ist, nicht gleichzeitig als die Betätigungsachse auswählbar ist.
Robotersystem (11), umfassend den Roboter und die Robotersteuerung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 und 5, wobei das Robotersystem eine Anzeigevorrichtung (73) umfasst und die Anzeigevorrichtung einen spezifizierten Zustand anzeigt, durch den der Betätigungsachsenspezifizierungsteil bestimmt, ob jede Betätigungsachse bewegbar ist oder nicht.
Robotersystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlernbetätigungsvorrichtung basierend auf aktuellen Positionen der Achsen des Roboters anzeigt, dass das vordere Ende des Roboters in der Nähe der Drehachsmitte der Drehachse liegt oder dass die die Drehachse beinhaltenden Achsen nicht als die Betätigungsachsen spezifizierbar sind, wenn ein Mindestabstand zwischen dem vorderen Ende des Roboters und der Drehachsmitte der Drehachse der Vielzahl von Achsen gleich oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist.