TW201707894A - 機器人系統 - Google Patents

Abstract

本發明之機器人系統具備：機械臂，其具有用以對作業對象物進行作業之末端效應器；記憶部，其儲存有作為預定軌道資訊之用以使末端效應器移動之資訊；動作控制部，其使用預定軌道資訊使機械臂動作而使末端效應器移動；軌道修正裝置，其藉由被操作而生成用以對移動中之末端效應器之軌道進行修正之操作資訊；攝影機，其拍攝作業對象物；圖像生成部，其生成合成圖像，該合成圖像係將自預定軌道資訊獲得之末端效應器之預定軌道合成於由攝影機傳送來之拍攝圖像而成；及監視器，其顯示合成圖像。

Description

機器人系統

本發明係關於一種機器人系統。

一直以來，於製造現場係藉由產業用機器人自動地進行焊接、塗裝、零件之組裝、密封劑之塗佈等重複作業。為了使機器人進行作業，需實施如下教示，即向機器人指示作業所需之資訊，並使之儲存該資訊。例如於專利文獻1中，揭示有藉由直接教示而使機械臂記住作業之軌道之教示作業之一例。

先前技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2013-71231號公報

機器人能根據被教示之資訊高速且高精度地實現相同作業之重複操作。然而，於作業對象物存在差異之情形或作業環境發生變化之情形時，存在以相同之軌道無法確保作業品質之情況。另一方面，於主從 方式之機器人系統中，有以操作員手動操作主臂，藉此使從動臂追隨該操作而進行動作之方式構成者。此種系統所實施之作業中，操作員可針對每個作業對象物操作主臂並隨機應變地使從動臂作業，但另一方面，作業需要大量時間及勞動量。

因此，本發明提供一種能隨機應變地應對每一作業、且可削減操作員之勞動量之機器人系統。

為了解決上述課題，本發明者等人考慮到如下系統，即，於機械臂根據預先設定之程式自動地進行動作之中途，操作員操作可遠端操作機械臂之裝置，藉此可反映該操作而修正機械臂之軌道。然而，於該系統中，若操作員無法事先掌握如何對預先設定之機械臂之軌道進行軌道修正，則無法實現適當之軌道修正。本發明係自此種觀點出發而完成者。

即，本發明之機器人系統具備：機械臂，其具有用以對作業對象物進行作業之末端效應器；記憶部，其儲存有作為預定軌道資訊之用以使前述末端效應器移動之資訊；動作控制部，其使用前述預定軌道資訊使前述機械臂動作而使前述末端效應器移動；軌道修正裝置，其藉由被操作，而生成用以對移動中之前述末端效應器之軌道進行修正之操作資訊；攝影機，其拍攝前述作業對象物；圖像生成部，其生成合成圖像，該合成圖像係將自前述預定軌道資訊獲得之前述末端效應器之預定軌道合成於由前述攝影機傳送來之拍攝圖像而成；及監視器，其顯示前述合成圖像。

根據上述構成，使藉由圖像生成部將末端效應器之預定軌道合成於拍攝作業對象物所得之拍攝圖像而成之合成圖像顯示於監視器。藉 此，操作員可預先掌握末端效應器是否以對作業對象物進行既定作業之方式適當地移動。又，由於可藉由軌道修正裝置即時地對移動中之末端效應器之軌道進行修正，故操作員可一面觀看監視器上之合成圖像，一面於需要實施軌道修正之部位進行末端效應器之軌道之修正。如此，可自監視器上之合成圖像辨識需要實施軌道修正之部位，故能隨機應變地應對每一作業，又，可僅對所需部位以手動操作進行軌道修正，因此能削減操作員之勞動量。

於上述機器人系統中，亦可為前述圖像生成部取得前述末端效應器之當前位置資訊，並根據前述當前位置資訊，更新合成於前述拍攝圖像之前述末端效應器之預定軌道。根據該構成，使藉由軌道修正裝置進行軌道修正後之末端效應器之預定軌道顯示於監視器。因此，操作員於藉由軌道修正裝置進行軌道修正之後亦能預先掌握末端效應器是否以對作業對象物進行既定作業之方式移動。

於上述機器人系統中，亦可為前述末端效應器之預定軌道係第1預定軌道，該第1預定軌道為於自當前時刻起不再操作前述軌道修正裝置之情形時所預定之前述末端效應器之軌道，且前述圖像生成部進而將第2預定軌道合成於前述拍攝圖像，該第2預定軌道為於自當前時刻起維持前述軌道修正裝置被操作之狀態之情形時所預定之前述末端效應器之軌道。根據該構成，由於使自當前時刻起不再操作軌道修正裝置之情形與自當前時刻起維持軌道修正裝置被操作之狀態之情形時之2個預定軌道顯示於監視器，故操作員能更準確地判斷應如何操作軌道修正裝置。

於上述機器人系統中，亦可為前述圖像生成部將前述末端效 應器到達前述預定軌道上之既定位置時之前述末端效應器之姿勢顯示於該既定位置。根據該構成，可預先掌握末端效應器於預定軌道上行進時是否採取末端效應器可對作業對象物適當地進行作業之姿勢。

本發明可提供一種能隨機應變地應對每一作業、且可削減操作員之勞動量之機器人系統。

1‧‧‧機械臂

16‧‧‧末端效應器

2‧‧‧手動操作裝置(軌道修正裝置)

3‧‧‧控制裝置

31‧‧‧動作控制部

32‧‧‧記憶部

33‧‧‧圖像生成部

34‧‧‧預定軌道資訊

4‧‧‧攝影機

5‧‧‧監視器

71‧‧‧模式選擇部

圖1係顯示實施形態之機器人系統之構成之示意圖。

圖2係顯示圖1所示機器人系統之控制系統之構成的示意圖。

圖3係顯示圖2所示動作控制部之控制系統之方塊圖之一例的圖。

圖4係顯示圖1所示機器人系統所實施之機械臂之軌道修正之狀況之圖，(a)顯示了顯示於監視器之合成圖像，(b)顯示手動操作裝置之狀態。

圖5係顯示圖4所示狀況之稍後之機械臂之軌道修正之狀況的圖，(a)顯示了顯示於監視器之合成圖像，(b)顯示手動操作裝置之狀態。

以下，參照圖式對本發明一實施形態之機器人系統進行說明。本實施形態之機器人系統100係具備如下構件之系統：機械臂1，其反覆進行既定作業；及手動操作裝置2，其可藉由手動操作而操作機械臂1之動作。於機器人系統100中，處於遠離機械臂1之作業區域之位置(作業區域外)之操作員啟動手動操作裝置2而輸入指令，藉此機械臂1可進行與 該指令對應之動作，從而進行既定作業。又，於機器人系統100中，機械臂1亦可於操作員不操作手動操作裝置2之情況下自動地進行既定作業。

於本說明書中，將按照透過手動操作裝置2輸入之指令使機械臂1動作之運轉模式稱為「手動模式」。再者，於上述「手動模式」中亦包含根據藉由操作員操作手動操作裝置2而輸入之指令，自動對動作中之機械臂1之部分動作動作進行動作修正的情況。又，將按照預先設定之任務程式使機械臂1動作之運轉模式稱為「自動模式」。

進而，本實施形態之機器人系統100構成為能於機械臂1自動進行動作之中途，將手動操作裝置2之操作反映於機械臂1之自動之動作中，以修正原本為自動進行之動作。本說明書中，將在能反映透過手動操作裝置2輸入之指令之狀態下，按照預先設定之任務程式使機械臂1動作之運轉模式稱為「修正自動模式」。再者，上述「自動模式」其與「修正自動模式」之區別在於，在使機械臂1動作之運轉模式為自動模式時，手動操作裝置2之操作不會反映於機械臂1之動作中。

首先，參照圖1說明本實施形態之機器人系統100之構成。圖1係顯示本實施形態之機器人系統100之構成之一例之示意圖。如圖1所示，機器人系統100具備產業用機器人10、手動操作裝置2、攝影機4、監視器5、及輸入裝置7。以下，詳細說明機器人系統100之各構成要素。

(產業用機器人10之構成)

產業用機器人10，具備機械臂1、安裝於機械臂1之前端之末端效應器16、以及管理機械臂1及末端效應器16之動作之控制裝置3。本實施形態中，產業用機器人10係對作業對象物(以下，稱為「工件」)W進行焊接 作業之焊接機器人，末端效應器16係焊接槍。工件W例如為藉由焊接而相互接合之2個被焊接材料，例如為金屬板。產業用機器人10具備如下等構件(圖示均省略)：焊接機，其向焊接槍供給電氣及保護氣體；以及熔填金屬進給裝置，其向焊接槍之前端進給線狀之熔填金屬。產業用機器人10對設於台座17之工件W進行焊接作業。但是，產業用機器人10並無特別限定，例如，亦可為組裝機器人或塗裝機器人、塗佈機器人、檢查機器人等。

機械臂1，具備基座15、被支承於基座15之臂部13、及被支承於臂部13之前端且供安裝末端效應器16之手腕部14。如圖1所示，機械臂1係具有3個以上之複數個關節JT1~JT6之多關節機械臂，且依序連結複數個連桿11a~11f而構成。更詳細而言，於第1關節JT1，基座15與第1連桿11a之基端部以可繞沿鉛垂方向延伸之軸旋轉之方式連結。於第2關節JT2，第1連桿11a之前端部與第2連桿11b之基端部以可繞沿水平方向延伸之軸旋轉之方式連結。於第3關節JT3，第2連桿11b之前端部與第3連桿11c之基端部以可繞沿水平方向延伸之軸旋轉之方式連結。於第4關節JT4，第3連桿11c之前端部與第4連桿11d之基端部以可繞沿第4連桿11c之長度方向延伸之軸旋轉之方式連結。於第5關節JT5，第4連桿11d之前端部與第5連桿11e之基端部以可繞與連桿11d之長度方向正交之軸旋轉之方式連結。於第6關節JT6，第5連桿11e之前端部與第6連桿11f之基端部以可扭轉旋轉之方式連結。而且，於第6連桿11f之前端部設置有機械介面。於該機械介面，可裝卸地安裝有與機械臂1之作業內容對應之末端效應器16。

藉由以上述第1關節JT1、第1連桿11a、第2關節JT2、第 2連桿11b、第3關節JT3、及第3連桿11c構成之連桿與關節之連結體形成機械臂1之臂部13。又，藉由以上述第4關節JT4、第4連桿11d、第5關節JT5、第5連桿11e、第6關節JT6、及第6連桿11f構成之連桿與關節之連結體形成機械臂1之手腕部14。

於關節JT1~JT6，設置有作為使該關節所連結之2個構件相對旋轉之致動器之一例之驅動馬達M1~M6(參照圖2及圖3)。驅動馬達M1~M6例如為由控制裝置3伺服控制之伺服馬達。又，於關節JT1~JT6，設置有用以檢測驅動馬達M1~M6之旋轉位置之旋轉感測器E1~E6(參照圖2及圖3)、及用以檢測控制驅動馬達M1~M6之旋轉之電流的電流感測器C1~C6(參照圖3)。旋轉感測器E1~E6例如為編碼器。再者，於上述驅動馬達M1~M6、旋轉感測器E1~E6、及電流感測器C1~C6之記載中，與各關節JT1~JT6對應地於字母後加上標記符號1~6。以下，於表示關節JT1~JT6中之任意關節之情形時，省略標記符號而稱為「JT」，針對驅動馬達M、旋轉感測器E及電流感測器C亦相同。

控制裝置3，例如可由運算部(未圖示)、及記憶體部(未圖示)構成，該運算部由微控制器、MPU、PLC(Programmable Logic Controller，可程式化邏輯控制器)、邏輯電路等構成，該記憶體部由ROM或RAM等構成。

圖2係顯示機器人系統100之控制系統之構成之示意圖。再者，於圖2中，為了簡化，各顯示一個驅動馬達M及旋轉感測器E，且省略了電流感測器C。如圖2所示，控制裝置3具備作為功能塊之動作控制部31、記憶部32及圖像生成部33。控制裝置3所具備之功能塊，例如可由控 制裝置3之運算部讀取並執行儲存於記憶體部之程式而實現。

於記憶部32，儲存有作為預定軌道資訊34之用以使末端效應器16自動地移動之資訊。預定軌道資訊34例如為藉由教示作業使機械臂1以進行既定作業之方式進行動作而被儲存之教示資訊。預定軌道資訊34可為包含時間序列資料之軌道資訊，亦可為顯示不連續點之姿勢之路徑資訊。再者，於本實施形態之機器人系統100中，記憶部32設置於控制裝置3，但亦可與控制裝置3分開設置。動作控制部31控制機械臂1之動作。關於動作控制部31及圖像生成部33之詳細情況將於下文敍述。

(手動操作裝置2)

返回至圖1，手動操作裝置2係受理來自操作員之操作指示之裝置。手動操作裝置2設置於機械臂1之作業區域外。手動操作裝置2具有由操作員手動地操作之操作部21。本實施形態中之手動操作裝置2例如為操縱桿，操作部21為揺動式之操作桿。藉由操作手動操作裝置2之操作部21，而生成操作資訊。操作資訊包含與操作部21之操作量及操作方向相關之資訊。本實施形態中，操作部21之操作量為操作桿之傾倒操作量，操作部21之操作方向為操作桿之傾倒操作方向。所生成之操作資訊被傳送至控制裝置3。

於本實施形態之機器人系統100，若於使機械臂1動作之運轉模式為手動模式時將操作資訊傳送至控制裝置3，則機械臂1進行與操作資訊對應、即與操作部21之操作量及操作方向對應之動作。又，若於使機械臂1動作之運轉模式為修正自動模式時將操作資訊傳送至控制裝置3，則正自動地進行動作中之機械臂1之軌道根據操作資訊、即根據操作部21之操作量及操作方向被修正。如下所述，本實施形態中，手動操作裝置2發 揮作為修正移動中之末端效應器16之軌道之軌道修正裝置之功能。

操作部21構成為當操作員之手離開操作部21時，操作部21藉由彈簧等彈壓構件而恢復至未被向任何方向操作之空檔狀態。以下，將操作部21被操作員操作之狀態(即，操作部21不處於空檔之狀態)稱為手動操作裝置2之「操作狀態」，將操作部21未被操作員操作之狀態(即，操作部21處於空檔之狀態)稱為手動操作裝置2之「無操作狀態」。但是，操作部21亦可不構成為當操作員之手離開操作部21時恢復至空檔狀態，例如，亦可構成為當操作員之手離開操作部21時操作部21維持放開手之前之狀態。於該情形時，即便操作員之手離開操作部21，只要操作部21不處於空檔狀態，便視為操作部21正被操作。

(攝影機4及監視器5)

攝影機4拍攝工件W、及對工件W進行既定作業之末端效應器16。攝影機4係設置於設置有機械臂1之空間。攝影機4係以由其拍攝之圖像中包含工件W、及對工件W直接施以動作之末端效應器16之前端部(焊接槍之前端部)之方式設置。更詳細而言，攝影機4係設於可辨識工件W上之作業部位、及對工件W施以作業之末端效應器16之軌道之位置。本實施形態中，攝影機4係以自上方拍攝工件W之方式設置，但並無特別限定，亦能以自斜上方拍攝工件W之方式設置。例如，於設於台座17之工件W上之作業部位沿鉛垂方向延伸，且末端效應器16一面沿鉛垂方向移動一面對工件W施以作業之情形時，攝影機4亦能以對工件W橫向地進行拍攝之方式設置。又，本實施形態中，攝影機4係以相對於設於台座17之工件W之相對位置固定之方式設置。

攝影機4連接於控制裝置3。攝影機4與控制裝置3既可彼此藉由有線連接，亦可藉由無線連接。

由攝影機4拍攝之拍攝圖像被傳送至控制裝置3之圖像生成部33。又，自記憶部32向圖像生成部33傳送預定軌道資訊34。圖像生成部33生成合成圖像，該合成圖像係將自預定軌道資訊34獲得之末端效應器16之預定軌道合成於自攝影機4傳送之拍攝圖像而成。更詳細而言，圖像生成部33係將自攝影機4傳送之拍攝圖像作為背景，使末端效應器16之前端部之預定軌道重疊於該拍攝圖像上。

又，圖像生成部33取得拍攝圖像上之末端效應器16之當前位置資訊，並根據當前位置資訊，更新合成於拍攝圖像之末端效應器16之預定軌道。本實施形態中，圖像生成部33根據自旋轉感測器E傳送之各驅動馬達M之旋轉位置資訊算出拍攝圖像上之當前位置。但是，當前位置資訊之取得方法可為任何方法，例如圖像生成部33亦可自動作控制部31取得當前位置資訊。

本實施形態中，圖像生成部33將第1預定軌道L₁及第2預定軌道L₂之2個預定軌道合成於拍攝圖像。

第1預定軌道L₁係於將當前時刻之手動操作裝置2之狀態設為無操作狀態時末端效應器16所行進之預定之軌道。換言之，第1預定軌道L₁係於自當前時刻起不再操作手動操作裝置2之情形時所預定之末端效應器16之軌道。第1預定軌道L₁係根據自記憶部32傳送之預定軌道資訊34及末端效應器16之當前位置資訊，由圖像生成部33生成。

又，第2預定軌道L₂係於維持當前時刻之手動操作裝置2 之操作狀態(包含操作部21之操作量及操作方向)時末端效應器16所行進之預定之軌道。換言之，第2預定軌道L₂係於自當前時刻起維持手動操作裝置2被操作之狀態之情形時所預定之末端效應器16之軌道。第2預定軌道L₂係根據自記憶部32傳送之預定軌道資訊34、末端效應器16之當前位置資訊、及於當前時刻傳送之操作資訊，由圖像生成部33生成。

於在當前時刻手動操作裝置2處於無操作狀態之情形時，第2預定軌道L₂與第1預定軌道L₁成為相同軌道。因此，圖像生成部33為了避免重複，僅將第1預定軌道L₁合成於拍攝圖像。

只要操作員能看懂，則合成於拍攝圖像之第1及第2預定軌道L₁、L₂可為任何態樣。例如，合成圖像上之第1及第2預定軌道L₁、L₂亦可為將末端效應器16之前端部作為代表點，而以實線或虛線等顯示根據預定軌道資訊34預想之該代表點於拍攝圖像上行進之線者。本實施形態中，圖像生成部33於拍攝圖像上，以細虛線顯示第1預定軌道L₁，以粗虛線顯示第2預定軌道L₂。

又，圖像生成部33將顯示末端效應器16之姿勢之圖像即姿勢圖像合成於拍攝圖像。具體而言，圖像生成部33將末端效應器16到達其預定軌道上之既定位置時之末端效應器16之姿勢顯示於該既定位置。本實施形態中，末端效應器16到達第1預定軌道L₁上之既定位置時之末端效應器16之姿勢圖像P₁合成於拍攝圖像之該既定位置。又，末端效應器16到達第2預定軌道L₂上之既定位置時之末端效應器16之姿勢圖像P₂合成於拍攝圖像之該既定位置。

此處，顯示末端效應器16之姿勢圖像之「預定軌道上之既 定位置」並無特別限定，例如，可為於末端效應器16自末端效應器16之當前位置沿預定軌道行進了既定距離時所預定之末端效應器16之位置，亦可為於自當前時刻起經過既定時間時所預定之末端效應器16之位置。又，姿勢圖像P₁、P₂亦可分別為複數個。例如，複數個姿勢圖像P₁亦可沿第1預定軌道L₁相互隔開間隔而合成於拍攝圖像。

顯示末端效應器16之姿勢之圖像P₁、P₂只要為顯示末端效應器16相對於工件W之方向者，則可為任何態樣，例如，可顯示為相對於工件W之箭頭，亦可為模擬末端效應器16之圖形。或者，顯示末端效應器16之姿勢之圖像P₁、P₂亦可為藉由與攝影機4不同之攝影機拍攝末端效應器16所得之實際拍攝圖像。本實施形態中，顯示末端效應器16之姿勢之圖像P₁、P₂係示意性地顯示末端效應器16即焊接槍之前端部者，且係顯示自該焊接槍之行進方向觀察該焊接槍時焊接槍相對於工件W之方向者。

再者，於本實施形態之機器人系統100中，圖像生成部33係設置於控制裝置3，但亦可與控制裝置3分開設置。

控制裝置3連接於監視器5，由圖像生成部33生成之合成圖像被傳送並輸出至監視器5。監視器5與控制裝置3相互既可藉由有線連接，亦可藉由無線連接。監視器5係設置於設置有手動操作裝置2之空間。操作員觀看輸出至監視器5之合成圖像，比較工件W之應被施以作業之部位與末端效應器16之前端部之預定軌道，以對工件W適當地進行作業之方式操作手動操作裝置2。

(輸入裝置7)

輸入裝置7係與手動操作裝置2一同設置於作業區域外，且受理來自 操作員之操作指示，並將受理之操作指示輸入至控制裝置3之輸入裝置。本實施形態中，輸入裝置7係電腦，但並無特別限定，例如，亦可為開關、調整鈕、操縱桿或平板等之行動終端。

如圖2所示，輸入裝置7具備模式選擇部71及顯示操作部72。模式選擇部71係供操作員自上述自動模式、修正自動模式及手動模式中選擇使機械臂1進行動作之運轉模式者。與由模式選擇部71選擇之運轉模式相關之資訊被傳送至控制裝置3之動作控制部31。動作控制部31根據自模式選擇部71傳送之資訊，即按照由模式選擇部71選擇之運轉模式使機械臂1動作。

具體而言，向動作控制部31傳送儲存於記憶部32之預定軌道資訊34作為用以使機械臂1自動地進行動作之資訊。又，向動作控制部31傳送藉由操作手動操作裝置2而生成之操作資訊。動作控制部31按照由模式選擇部71選擇之運轉模式，使用預定軌道資訊34及操作資訊之其中一者或兩者。

於由模式選擇部71選擇之運轉模式為手動模式時，動作控制部31使用操作資訊。更詳細而言，於使機械臂1進行動作之運轉模式為手動模式時，動作控制部31不使用自記憶部32傳送之預定軌道資訊34，而使用藉由操作手動操作裝置2而傳送之操作資訊(輸入指令)來控制機械臂1之動作。

又，於由模式選擇部71選擇之運轉模式為自動模式時，動作控制部31使用預定軌道資訊34。更詳細而言，於使機械臂1進行動作之運轉模式為自動模式時，動作控制部31不使用自手動操作裝置2傳送之操 作資訊，而使用按照預先設定之任務程式自記憶部32傳送之預定軌道資訊34來控制機械臂1之動作。

又，於由模式選擇部71選擇之運轉模式為修正自動模式時，動作控制部31使用預定軌道資訊34及操作資訊兩者。再者，於運轉模式為修正自動模式時，於操作資訊未被傳送至動作控制部31之情形時，動作控制部31僅使用預定軌道資訊34。更詳細而言，於使機械臂1進行動作之運轉模式為修正自動模式時，動作控制部31若於機械臂1使用預定軌道資訊34自動地進行動作之中途收到操作資訊，則使用預定軌道資訊34與操作資訊兩者控制機械臂1之動作。藉此，對機械臂1根據預定軌道資訊34自動地行進之預定之軌道進行修正。

顯示操作部72係為了對顯示於監視器5之圖像進行操作而使用。例如，操作員可操作顯示操作部72，而放大或縮小顯示於監視器5之圖像、或者變更預定軌道之顯示方法等。

以下，參照圖3，對使機械臂1進行動作之運轉模式為修正自動模式時之機械臂1之軌道修正進行說明。圖3係顯示動作控制部31之控制系統之方塊圖之一例的圖。於該例中，預定軌道資訊34及操作資訊例如為包含時間序列資料之軌道資訊。

動作控制部31具備加法器31a、減法器31b、31e、31g、位置控制器31c、微分器31d、速度控制器31f，根據基於預定軌道資訊34之指令值及基於操作資訊之指令值，控制機械臂1之驅動馬達M之旋轉位置。

加法器31a藉由將基於預定軌道資訊34之位置指令值與基於操作資訊之修正指令值相加，而生成經修正之位置指令值。加法器31a 將修正後之位置指令值傳送至減法器31b。

減法器31b自修正後之位置指令值減去由旋轉感測器E檢測出之位置當前值，而生成角度偏差。減法器31b將所生成之角度偏差傳送至位置控制器31c。

位置控制器31c藉由基於預先設定之傳輸函數或比例係數之運算處理，根據自減法器31b傳送之角度偏差生成速度指令值。位置控制器31c將所生成之速度指令值傳送至減法器31e。

微分器31d對由旋轉感測器E檢測出之位置當前值資訊進行微分，而生成驅動馬達M之旋轉角度之每單位時間之變化量、即速度當前值。微分器31d將所生成之速度當前值傳送至減法器31e。

減法器31e從自位置控制器31c傳送之速度指令值減去自微分器31d傳送之速度當前值，而生成速度偏差。減法器31e將所生成之速度偏差傳送至速度控制器31f。

速度控制器31f藉由基於預先設定之傳輸函數或比例係數之運算處理，根據自減法器31e傳送之速度偏差生成轉矩指令值(電流指令值)。速度控制器31f將所生成之轉矩指令值傳送至減法器31g。

減法器31g從自速度控制器31f傳送之轉矩指令值減去由電流感測器C檢測出之電流當前值，而生成電流偏差。減法器31g將所生成之電流偏差傳送至驅動馬達M，而驅動驅動馬達M。

如此，動作控制部31控制驅動馬達M，以於自與預定軌道資訊34相關之軌道予以修正而得之軌道上進行動作之方式控制機械臂1。再者，於機械臂1之運轉模式為自動模式時，向減法器31b傳送基於預定軌 道資訊34之位置指令值，於機械臂1之運轉模式為手動模式時，向減法器31b傳送基於操作資訊之位置指令值。

以下，參照圖4及圖5，將進行焊接作業之機械臂1之軌道修正作為機械臂1之軌道修正之一例進行說明。於圖4及圖5中，顯示於選擇修正自動模式作為使機械臂1進行動作之運轉模式時藉由手動操作裝置2修正機械臂1之軌道(即，末端效應器16之軌道)之情況。

於圖4(a)中，顯示某一時刻之監視器5上之合成圖像。又，於圖4(b)中，顯示該時刻之手動操作裝置2之狀態。具體而言，於圖4(a)中，顯示了顯示於監視器5之2個工件W(W_A、W_B)與末端效應器16之預定軌道。再者，實際上，於監視器5放映出末端效應器16之前端部，但於圖4(a)中予以省略。2個工件W_A、W_B係被焊接而相互接合之被焊接材料。圖4(a)所示之細線係2個工件W_A、W_B之接合部位，且係將被焊接之部分(以下，稱為「接合線」)。圖4(a)所示之粗線係2個工件W_A、W_B之接合部位，且係已被焊接之部分。圖4(a)所示之粗線與細線之接縫即黑點係末端效應器16之前端部之當前位置。

如圖4(b)所示，於該時刻手動操作裝置2處於無操作狀態。因此，如圖4(a)所示，於合成圖像上，作為自當前位置起之末端效應器16之預定軌道，未顯示第2預定軌道L₂，而僅以細虛線顯示第1預定軌道L₁。又，於圖4(a)中，末端效應器16到達第1預定軌道L₁上之既定位置時之末端效應器16之姿勢圖像P₁顯示於該位置。如圖4(a)所示，第1預定軌道L₁自末端效應器16之前端部之當前位置向本圖之紙面下方呈直線狀延伸。另一方面，接合線雖自末端效應器16之前端部之當前位置向本 圖之紙面下方沿第1預定軌道L₁延伸，但自中途向紙面左方彎曲。即，第1預定軌道L₁自其軌道之中途與接合線之間產生了分歧。此種第1預定軌道L₁與接合線之分歧例如可能起因於作為被焊接材料之每個工件之差異。

為了對工件W_A、W_B適當地進行焊接作業，必須使末端效應器16之實際軌道沿著接合線。操作員觀看監視器5，確認是否應利用手動操作裝置2實施軌道修正。末端效應器16之前端部之第1預定軌道L₁自圖4(a)所示之當前位置起至軌道之中途沿著接合線，因此操作員直至第1預定軌道L₁自接合線脫離之部位為止，不操作手動操作裝置2。其結果，動作控制部31僅使用預定軌道資訊34控制機械臂1之動作，且末端效應器16之前端部沿預定軌道、即沿接合線移動。

又，於圖5(a)中，顯示了顯示圖4(a)之合成圖像之時刻稍後的時刻之監視器5上之合成圖像，於圖5(b)中，顯示了顯示圖5(a)之合成圖像之時刻之手動操作裝置2之狀態。如圖5(b)所示，於該時刻手動操作裝置2處於操作狀態。因此，如圖5(a)所示，於合成圖像上，作為自當前位置起之末端效應器16之預定軌道，以細虛線顯示第1預定軌道L₁，以粗虛線顯示第2預定軌道L₂。於圖5(a)中，為了參考，而以二點鏈線顯示圖4(a)所示之第1預定軌道L₁。又，於圖5(a)中，末端效應器16到達第1預定軌道L₁上之既定位置時之末端效應器16之姿勢圖像P₁顯示於該位置，末端效應器16到達第2預定軌道L₂上之既定位置時之末端效應器16之姿勢圖像P₂顯示於該位置。

操作員觀看監視器5，自末端效應器16之前端部到達圖4(a)所示之第1預定軌道L₁(於圖5(a)中為以二點鏈線顯示之軌道)自 接合線脫離之部位之時刻起，操作手動操作裝置2，從而如圖5(a)所示，以末端效應器16之前端部之軌道沿接合線之方式實施軌道修正。又，與末端效應器16之前端部之移動一併地，隨時更新自該當前位置起之第1及第2預定軌道L₁、L₂並將其等顯示於監視器5。因此，操作員可隨時確認自當前位置起之第1及第2預定軌道L₁、L₂與為了適當地完成拍攝圖像上之作業而要求之軌道(於該例中為沿接合線之軌道)之分歧。因此，操作員可觀看監視器5，而判斷手動操作裝置2之操作開始時點或操作停止時點、手動操作裝置2之操作方向或操作量(操作之程度)。又，操作員可觀看末端效應器16即焊接槍之姿勢圖像P1、P₂，而預先判斷在預定軌道L₁、L₂上行進時焊接槍相對於接合線之角度是否成為適當地進行焊接作業之角度。

如以上說明，於本實施形態之機器人系統100中，使合成圖像顯示於監視器5，該合成圖像係藉由圖像生成部33將末端效應器16之預定軌道合成於拍攝工件W所得之拍攝圖像而成，因此操作員可預先掌握末端效應器16是否以對工件W進行既定作業之方式適當地移動。又，可藉由作為軌道修正裝置之手動操作裝置2即時地對移動中之末端效應器16之軌道進行修正，因此操作員可一面觀看監視器5上之合成圖像，一面於需要實施軌道修正之部位進行末端效應器16之軌道之修正。

如此，於本實施形態之機器人系統100中，可自監視器5上之合成圖像辨識需要實施軌道修正之部位，因此能隨機應變地應對每一作業，又，可僅對所需之部位以手動操作進行末端效應器16之軌道修正，因此能削減操作員之勞動量。

又，本實施形態中，使藉由手動操作裝置2進行軌道修正後 之末端效應器16之預定軌道顯示於監視器5。因此，操作員於藉由手動操作裝置2進行軌道修正之後亦能預先掌握末端效應器16是否以對工件W進行既定作業之方式移動。

又，本實施形態中，於監視器5顯示自當前時刻起不再操作手動操作裝置2之情形及自當前時刻起維持軌道修正裝置被操作之狀態之情形時之2個預定軌道L₁、L₂，因此操作員能更準確地判斷應如何操作手動操作裝置2。

又，本實施形態中，使末端效應器16到達預定軌道L₁、L₂上之既定位置時之末端效應器16之姿勢顯示於監視器，因此能預先掌握末端效應器16於預定軌道L₁、L₂上行進時是否採取末端效應器16可對工件W適當地進行作業之姿勢。

本發明並不限定於上述實施形態，可於不脫離本發明之主旨之範圍內進行各種變形。

例如，於上述實施形態中，圖像生成部33根據當前位置資訊更新合成於拍攝圖像之末端效應器16之預定軌道，但圖像生成部33亦可構成為不更新末端效應器16之預定軌道，而根據預定軌道資訊34始終顯示最初顯示於合成圖像之預定軌道。又，上述實施形態中，作為合成於拍攝圖像之預定軌道，顯示有第1預定軌道L₁與第2預定軌道L₂，但圖像生成部33亦可構成為僅將第1預定軌道L₁與第2預定軌道L₂中之任一者合成於拍攝圖像。又，圖像生成部33亦可不將顯示末端效應器16之姿勢之圖像即姿勢圖像P₁、P₂合成於拍攝圖像。

又，於上述實施形態中，手動操作裝置2係操縱桿，但亦可 為其他構成之手動操作裝置2，例如亦可為具備方向鍵作為操作部21之手動操作裝置2。又，手動操作裝置2亦可由複數個裝置構成，例如亦可由2個操縱桿構成。

又，機器人系統100亦可為利用主從方式之機器人之系統，手動操作裝置2亦可為與作為從動臂之機械臂1具有相似構造之主臂。於該情形時，於使機械臂1進行動作之運轉模式為手動模式時，機械臂1追隨手動地使之移動之主臂2之動作而進行動作。又，於該情形時，圖像生成部33亦可構成為僅將第1預定軌道L₁合成於拍攝圖像。

又，上述實施形態中，機器人系統100係具備1個攝影機4之構成，但機器人系統100亦可具備複數個攝影機。例如，機器人系統100亦可為除自上方拍攝工件W之作業部位之攝影機4以外，還具備自橫向拍攝工件W之作業部位之攝影機之構成。於該情形時，圖像生成部33亦可將預定軌道亦合成於從自橫向進行拍攝之攝影機傳送之拍攝圖像上，並向監視器5傳送合成圖像。與自上方進行拍攝之攝影機4相關之合成圖像、及與橫向地進行拍攝之攝影機相關之合成圖像兩者既可顯示於1個監視器5，亦可顯示於不同之監視器。根據該構成，操作員可自複數個合成圖像立體地掌握工件W與預定軌道之關係，因此能進行更適當之軌道修正。

上述實施形態中，模式選擇部71或顯示操作部72等各輸入部係配置於1個輸入裝置7，但亦可設置於不同之輸入裝置。又，手動操作裝置2與輸入裝置7亦可一體地構成。

又，上述實施形態中，構成為可操作手動操作裝置2而以手動模式使機械臂1進行動作，但使機械臂1進行動作之運轉模式亦可不包 含手動模式。於該情形時，手動操作裝置2作為僅於修正自動模式時使用之軌道修正裝置而利用，模式選擇部71亦可用以供操作員從自動模式與修正自動模式中之任一者選擇使機械臂1進行動作之運轉模式。

1‧‧‧機械臂

2‧‧‧手動操作裝置(軌道修正裝置)

3‧‧‧控制裝置

4‧‧‧攝影機

5‧‧‧監視器

7‧‧‧輸入裝置

10‧‧‧產業用機器人

11a、11b、11c、11d、11e、11f‧‧‧連桿

13‧‧‧臂部

14‧‧‧手腕部

15‧‧‧基座

16‧‧‧末端效應器

17‧‧‧台座

21‧‧‧操作部

JT1、JT2、JT3、JT4、JT5、JT6‧‧‧關節

W‧‧‧工件

Claims (4)

1. 一種機器人系統，其具備：機械臂，其具有用以對作業對象物進行作業之末端效應器；記憶部，其儲存有作為預定軌道資訊之用以使前述末端效應器移動之資訊；動作控制部，其使用前述預定軌道資訊使前述機械臂動作而使前述末端效應器移動；軌道修正裝置，其藉由被操作而生成用以對移動中之前述末端效應器之軌道進行修正之操作資訊；攝影機，其拍攝前述作業對象物；圖像生成部，其生成合成圖像，該合成圖像係將自前述預定軌道資訊獲得之前述末端效應器之預定軌道合成於由前述攝影機傳送來之拍攝圖像而成；及監視器，其顯示前述合成圖像。
2. 如申請專利範圍第1項之機器人系統，其中前述圖像生成部取得前述末端效應器之當前位置資訊，且根據前述當前位置資訊，更新合成於前述拍攝圖像之前述末端效應器之預定軌道。
3. 如申請專利範圍第2項之機器人系統，其中前述末端效應器之預定軌道係第1預定軌道，該第1預定軌道為於自當前時刻起不再操作前述軌道修正裝置之情形時所預定之前述末端效應器之軌道；且 前述圖像生成部進而將第2預定軌道合成於前述拍攝圖像，該第2預定軌道為於自當前時刻起維持前述軌道修正裝置被操作之狀態之情形時所預定之前述末端效應器之軌道。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之機器人系統，其中前述圖像生成部將前述末端效應器到達前述預定軌道上之既定位置時之前述末端效應器之姿勢顯示於該既定位置。