TW202245708A - 教示裝置、標記計測方法及程式 - Google Patents

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並木勇太
高橋悠太郎
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日商發那科股份有限公司
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Abstract

一種為了製作程式而使用的教示裝置(50)，前述程式藉由視覺感測器來計測設置於作業空間的標記，前述教示裝置(50)具備製作使用者介面的使用者介面製作部(152)，前述使用者介面用以輸入關於標記的計測的設定資訊，使用者介面製作部(152)是於使用者介面中，將就第1前述標記所輸入之第1前述設定資訊，設為可於關於第2前述標記的設定中利用。

Description

教示裝置、標記計測方法及程式
發明領域
本發明是關於一種教示裝置。
發明背景
已提案一種自動化系統，其使機器人乘載於台車或AGV(Automated Guided Vehicle：無人搬送車)而移動，使其於工具機等之作業空間前停止並進行作業。
於此類自動化系統中，機器人對於工具機進行加工對象物的裝載/卸載等各種作業時，搭載有機器人的台車或AGV的停止位置每次移動都會改變。因此，機器人每次只進行相同的動作並不足夠，必須計測台車或AGV相對於工具機的停止位置的偏離，對機器人的動作加以補正，以使其可對作業空間正確地進行作業。在那種時候，是於機器人的指部安裝照相機，計測安裝於作業空間的標記(marker)，藉此計測機器人與工具機等之作業空間的位置關係，並補正位置偏離量而使機器人動作。
作為求出機器人與作業空間的相對位置的手法之一，專利文獻1記載一種構成：「藉由機器人末端的基準位置檢測器(照相機4)計測設置於作業座標的基準(6)，從依據機器人座標的基準的計測位置、與預先計測的作業座標中之基準的位置的差，推定設置誤差並將其補正，藉此控制機器人」(發明摘要)。
又，專利文獻2記載一種構成：「作為機器人外科手術系統100可包含機械手臂104、端接器112、患者210、及/或構成為追蹤外科用器具608的三維之運動的1個或複數個標記118」(段落0050)。 先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開平4-211807號公報 專利文獻2：日本特開2020-72773號公報
發明概要 發明欲解決之課題
以安裝於機器人的指部的照相機計測設置於作業空間的標記時，從週程時間(cycle time)或教示工時的觀點來看，希望檢測1個標記就能補正機器人的位置。然而，有時無法在依據1個標記的計測來進行的位置補正中，得到所需的精度。此類情況下，可藉由計測複數個標記來提升位置補正的精度。然而，若計測方法或教示順序，在以1個標記進行計測時與以複數個標記進行計測時不同，會耗費人力在增加標記以使精度提升上。 用以解決課題之手段
本揭示的一態樣是一種教示裝置，其為了製作程式而使用，前述程式藉由視覺感測器來計測設置於作業空間的標記，前述教示裝置具備製作使用者介面的使用者介面製作部，前述使用者介面用以輸入關於前述標記的計測的設定資訊，前述使用者介面製作部是於前述使用者介面，將就第1前述標記所輸入之第1前述設定資訊，設為可於關於第2前述標記的設定中利用。
本揭示的其他態樣是一種標記計測方法，其為用以藉由視覺感測器來計測設置於作業空間的標記的方法，前述標記計測方法包含：針對第1前述標記進行計測，評估第1前述標記的計測結果的精度，當前述第1標記的計測結果的精度低於預定的水準時，針對追加之1個以上的前述標記進行計測；與第1前述標記的計測有關的設定資訊，可作為與追加之1個以上的前述標記的各個之計測有關的設定資訊來利用。
本揭示的進一步其他的態樣是一種程式，其令電腦執行提供使用者介面的動作，前述使用者介面受理關於1個標記的計測之第1設定資訊的輸入，且以可利用就前述第1標記所輸入之前述第1設定資訊的做法，來受理關於第2標記的計測之第2設定資訊的輸入。 發明效果
若依據上述構成，即使在需要複數個標記的計測的狀況下，使用者仍可與針對1個標記的計測進行設定的情況以同等的做法，且容易地針對複數個標記的計測來進行設定。
從附圖所示之本發明典型的實施形態之詳細說明，本發明的這些目的、特徵及優點、以及其他目的、特徵及優點將變得更加明確。
用以實施發明之形態
接著，參考圖式來說明本揭示的實施形態。在所參考的圖式中，於同樣的構成部分或功能部分附上同樣的參考符號。為了易於理解，這些圖式適當地變更了比例。又，圖式所示之形態是用以實施本發明的一個例子，本發明不受圖示的形態所限定。
圖1是表示包含一實施形態的教示裝置50的機器人系統100的機器構成的圖。機器人系統100包含工具機10、產業用機器人(以下記載為機器人)20、控制機器人20的機器人控制裝置30、及用以搬送機器人20及機器人控制裝置30的搬送裝置81。機器人20是在搭載於搬送裝置81的狀態下，配置於工具機10前的預定的位置，執行作業對象物(以下記載為工件)對工具機10內之裝載/卸載等預定的作業。亦即，機器人系統100是構成為藉由機器人20，將工件對工具機10的裝載/卸載予以自動化的自動化系統。
於圖1，機器人20是記載為垂直多關節機器人，但亦可使用其他類型的機器人。搬送裝置81是例如台車或AGV(Automated Guided Vehicle：無人搬送車)。
教示裝置50是無線或有線連接於機器人控制裝置30，為了教示機器人20(為了製作機器人20的控制程式)而使用。再者，在機器人系統100的實際運用時，由於使用教示裝置50所製作的控制程式是登錄於機器人控制裝置30內的狀態，因此教示裝置50亦可從機器人系統100中省略。
於如圖1之機器人系統100中，若機器人20執行工件的加載/卸載等作業，搭載有機器人20的搬送裝置81的位置會改變。因此，機器人20必須構成為可計測機器人20相對於工具機10的位置偏離，以便對工具機10正確地進行作業。因此，構成為於機器人20的臂前端部21搭載有視覺感測器71，機器人20(機器人控制裝置30)使用視覺感測器71來檢測機器人20相對於作業空間(工具機10)的位置偏離，並補正該位置偏離而執行作業。
教示裝置50提供製作程式(以下將此類程式亦稱為計測程式)的功能，前述程式藉由搭載於機器人20的臂前端部21的視覺感測器71，來計測設置於作業空間(工具機10)之預定的位置之標記4的三維位置，並計測機器人20的相對於作業空間從期望的位置起算之位置偏離。包含使用教示裝置50所製作的計測程式的控制程式，是登錄於機器人控制裝置30，之後，機器人20(機器人控制裝置30)能以以下的方式動作：檢測機器人20的相對於作業空間從期望的位置起算之位置偏離，來進行位置補正，並執行預定的作業。
視覺感測器71亦可為二維照相機，或亦可為三維位置檢測器。於本實施形態，視覺感測器71是採用二維照相機。視覺感測器71連接於機器人控制裝置30。於本實施形態，機器人控制裝置30具有用以控制視覺感測器71的功能、對於視覺感測器71所拍攝之圖像進行各種圖像處理的功能等。又，校正資料預先記憶於機器人控制裝置30的記憶體32，前述校正資料包含表示以機器人20作為基準之視覺感測器71的位置的資料。
圖2是表示機器人控制裝置30及教示裝置50的硬體構成例的圖。機器人控制裝置30亦可具有：對於處理器31，透過匯流排連接有記憶體32(ROM、RAM、非揮發性記憶體等)、輸出入介面33、包含各種操作開關的操作部34等之作為一般電腦的構成。教示裝置50亦可具有：對於處理器51，透過匯流排連接有記憶體52(ROM、RAM、非揮發性記憶體等)、顯示部53、藉由鍵盤(或軟體鍵盤)等輸入裝置所構成的操作部54、輸出入介面55等之作為一般電腦的構成。再者，教示裝置50可使用教示操作盤、平板終端、智慧型手機、個人電腦及其他各種資訊處理裝置。
圖3是教示裝置50及機器人控制裝置30的功能方塊圖。教示裝置50是用於使用控制機器人20用的命令，來製作控制程式的裝置。於本實施形態，作為例示，教示裝置50是可使用表示命令的圖標來進行程式編寫的裝置。教示裝置50具有用以製作控制程式的程式製作部151、及用以輸入關於機器人20的教示的各種設定之設定部154。程式製作部151具有：標記UI製作部152，其製作UI(使用者介面)，前述UI用以受理關於標記的計測之設定的輸入；及標記設定輸入受理部153，其受理透過該UI之標記的設定輸入操作。再者，標記設定用的UI是利用顯示部53及操作部54的功能來實現。
設定部154提示UI畫面來受理設定的輸入，前述UI畫面用以進行與關於機器人20的教示的各種設定(例如工具座標系統的設定)有關的輸入。輸入的各種設定記憶於教示裝置50的記憶部(記憶體52)。
如圖3所示，機器人控制裝置30具備記憶控制程式及其他各種資訊的記憶部131、按照控制程式來控制機器人20的動作的動作控制部132、標記位置計測部133、相對位置計算部134及計測精度評估部135。
標記位置計測部133使用視覺感測器71來計測標記4的三維位置。於本實施形態，作為一例，標記位置計測部133使用作為二維照相機的視覺感測器71，藉由立體計測法來進行標記4的位置計測。亦即，標記位置計測部133改變由二維照相機構成的視覺感測器71的位置，從2個不同的位置拍攝同一標記4，算出該標記4的三維位置。此手法亦帶來以下優點：能藉由使用價格較低廉的二維照相機，以低成本來實現位置計測系統。再者，亦可採用所屬技術領域習知的用以計測標記(亦稱為目標標記或視覺標記)的位置的其他手法。
於記憶部131記憶有校正資料(calibration data)，前述校正資料表示以設定於機器人20的臂前端部21的座標系統(機械介面座標系統)作為基準之二維照相機(視覺感測器71)的位置。另，機器人控制裝置30(標記位置計測部133)可掌握機器人20在動作時之臂前端部21的位置及姿勢。因此，機器人控制裝置30(標記位置計測部133)因應機器人20的動作，將機械介面座標系統轉換成機器人座標系統，藉此可將二維照相機(視覺感測器71)之攝像時的感測器座標系統與機器人座標系統建立對應。藉此，於標記位置計測部133，可求出機器人座標系統中之三維位置來作為對象(標記4)的位置。
相對位置計算部134根據計測到的標記位置，來求出作業空間(工具機10)與機器人20的相對位置(換言之，機器人20相對於作業空間的從期望的位置起算之偏離量)。
動作控制部132根據計算出來的作業空間與機器人的相對位置關係(機器人20相對於作業空間的從期望的位置起算之偏離量)來控制機器人20，使機器人20以已從規定的位置及姿勢補正後的正確位置及姿勢來執行作業。
計測精度評估部135具有評估標記位置計測部133計測一個標記4的位置之計測結果的精度的功能。
再者，標記位置計測部133、相對位置計算部134及計測精度評估部135之關於標記位置計測的功能，可藉由將使用教示裝置50所製作之關於標記位置計測的計測程式，登錄於機器人控制裝置30的記憶部131，由機器人控制裝置30的處理器31執行該計測程式來實現。
圖4是表示本實施形態所使用的標記4之例的圖。本例的標記4具有如圖4所圖示的點型樣。於圖4所例示的標記，較大的點141-144表示設定於標記4之座標系統(標記座標系統)。點141表示標記座標系統的原點，點141-142表示標記座標系統的X軸，點141、143-144表示標記座標系統的Y軸。Z軸是相對於標記形成面的法線方向。當機器人控制裝置30按照計測程式進行標記4的計測時，標記4的點間隔的資訊可作為已知的資訊來使用。因此，機器人控制裝置30(標記位置計測部133及相對位置計算部134)可藉由計測標記4的各點，來求出設定於標記4的標記座標系統的位置及姿勢。再者，此類的標記4的位置及姿勢可由視覺感測器71(二維照相機)所進行的1次計測來求出，亦能以立體計測法來求出。如上述，於本實施形態是記載以立體計測法來求出的情況。又，於本實施形態雖記載使用如圖4所示之形狀的標記4的情況，但作為計測對象的標記可使用任意形狀的標記。在使用任意形狀的標記時，是透過可進行關於標記計測的詳細設定之使用者介面等(後述的標記UI畫面220等)來教示標記的形狀。
藉由以視覺感測器來計測1個標記4，可取得標記4相對於視覺感測器71的三維位置，但有時以一個標記的計測無法得到足夠的精度。圖5表示設置於作業空間的一個標記4、及應加以補正的教示位置M1。若標記4與應加以補正的教示位置M1的間隔d變大，會有對教示位置M1的補正後的平移位置造成不良影響的傾向。這是由於將教示位置M1作為以標記4為基準的座標系統內之位置來操作(補正)時，若標記4的姿勢產生誤差θ，教示位置M1的補正後的位置可能產生d×sinθ之平移方向的偏離。
因此，本實施形態的機器人控制裝置30使計測的標記4的數目增加，並以將標記的計測結果合成的形式，來進行座標系統或補正量的掌握，藉此使教示點的補正精度提升。作為一例，如圖6所示，將3個標記4(標記41、標記42、標記43)配置於應加以補正的教示位置M1的周圍。將標記41、標記42、標記43分別作為單體所計測的位置假設為P1、P2、P3。標記位置計測部133將標記41的位置P1作為原點位置，將標記42的位置P2作為X軸方向的位置，將標記43的位置P3作為位在XY平面狀的位置，來掌握座標系統。如此，使用複數個標記4來掌握座標系統的位置/姿勢時，可使精度比計測一個標記的情況提升。又，此情況下，越加大標記間的距離，越可縮小姿勢的誤差。
再者，作為將計測複數個標記的結果合成，以掌握對象物整體(於本實施形態為作業空間)的位置及姿勢的手法，亦可採用所屬技術領域中習知的其他手法。例如以2項(2個標記)進行計測時，雖無法識別以連結計測出來的2項的線段作為軸的旋轉量，但若此旋轉量在系統精度上不易變化，則已為充分實用的構成。
計測精度評估部135具有評估標記位置計測部133所進行之標記4的位置計測的結果的功能。作為一例，計測精度評估部135如下進行標記4的位置計測結果的評估。假設標記4中之各計測點(各點)的計測出來的位置為Pxi，標記4的各計測點相對於原點的位置(設計值)為Pyi，計測出來的標記的位置/姿勢為Pm時， Σ(Pxi-Pm×Pyi)^2    ･･･(1) 上式是表示各計測點之計測誤差的平方和的指標值，可藉由此指標值的大小來評估計測的精度。再者，於上述，Pxi、Pm、Pyi是同時轉換矩陣。再者，亦可藉由從複數個視點來計測標記4，並綜合地評估該等計測結果，來評估計測精度。例如在標記4的計測精度低的狀態時，來自複數個視點的計測結果可能產生不一致。
標記位置計測部133及相對位置計算部134亦可計測一個標記4並求出上述指標值，且在以一個標記所進行的位置計測的精度低時(例如數式(1)的誤差的指標值大於預定的閾值時)，使要計測的標記4的數目增加(例如進行3個標記4的計測)。又，標記位置計測部133及相對位置計算部134亦可計測一個標記4來求出上述指標值，且在判斷為以一個標記所進行的計測的精度足夠時(例如數式(1)的誤差的指標值為預定的閾值以下時)，藉由一個標記4的計測來求出機器人20與作業空間的相對位置關係。
教示裝置50提供程式編寫功能，前述程式編寫功能用以實現機器人控制裝置30之如上述的標記計測功能。以下說明教示裝置50的程式製作功能。
圖7是表示由程式製作部151所生成之程式製作畫面400的基本的構成例的圖。程式製作畫面400包含：圖標顯示區域200，其顯示可使用於程式製作的圖標的清單；及程式製作區域300，其用以排列從圖標顯示區域200選擇之所需的圖標，藉此進行程式製作。使用者從圖標顯示區域200，藉由例如拖曳及放下(drag and drop)操作，將所需的圖標依序排列於程式製作區域300來進行程式編寫。又，使用者選擇配置於程式製作區域300的圖標，並選擇詳細頁籤262，藉此可對於現在選擇的圖標進行詳細設定(教示)。
圖8是表示與執行對一個標記之計測的命令對應的圖標(以下記述為1項標記計測圖標211)的圖。1項標記計測圖標211提供如下的功能：藉由使用視覺感測器71之視覺檢測功能，來計測標記的三維位置，並算出機器人20與標記(亦即作業空間)的相對位置關係。顯示於1項標記計測圖標211上側的2個數字表示此1項標記計測圖標211包含2個教示點的設定。當1項標記計測圖標211與其他圖標一同配置於程式製作區域300時，1項標記計測圖標211上側的2個數字表示程式內之教示點的號碼。於圖8，作為例示而表示1項標記計測圖標211的2個教示點的號碼為第2個及第3個。
圖9是表示用以進行1項標記計測圖標211的詳細設定之標記UI(使用者介面)畫面220的構成例的圖。標記UI畫面220是由標記UI製作部152所生成。標記UI畫面220亦可在例如選擇了配置於程式製作區域300的1項標記計測圖標211的狀態下，藉由選擇詳細頁籤262來啟動並顯示。如圖9所例示，標記UI畫面220具有如下的設定輸入欄221至225來作為詳細設定項目： (1)立體計測用的2處計測位置(計測位置1、計測位置2) (2)視覺感測器的曝光時間 (3)標記的選擇 (4)標記的點間隔 再者，亦可於設定輸入欄221至225，預先進行預設的設定。
進行2個計測位置的設定時，選擇教示按鈕221a、222a，操作機器人20(微動(jog)操作)來教示計測位置(視覺感測器71的位置)。
圖10表示用以進行對3項標記之計測的圖標(以下記述為3項標記計測圖標230)的圖。如上參考圖6所述，3項標記計測圖標230提供對3項的標記4進行計測，並求出機器人20與作業空間的相對位置關係的功能。3項標記計測圖標230可藉由在形成為「コ」字形的3項標記合成圖標231的中央部的凹陷部分，排列3個1項標記計測圖標211來簡單地構成。如上參考圖6所述，3項標記合成圖標231提供藉由將3個標記的位置合成的做法，來求出機器人(視覺感測器)與作業空間的相對位置關係的功能，前述3個標記的位置是藉由3個1項標記計測圖標211來分別計測。
在進行3項標記的計測時，操作者亦只要排列3個相同的1項標記計測圖標211即可。亦即，關於3個標記的計測的設定，操作者可操作圖9所示之相同的標記UI畫面220來設定。亦即，在對於3個標記4的各個的設定中，使用共通的UI畫面。
於此，由於設定項目在3個標記的設定中是共通的，因此亦可構成為，使輸入於針對一個標記的1項標記計測圖標211的設定資訊，作為預設值反映在其他2個1項標記計測圖標211的設定資訊。例如於圖9所示之上述設定項目例的情況下，立體計測用的2個位置以外的設定項目可設為共通的內容。
如此，若依據本實施形態，在進行3項標記計測時，可透過與進行1項標記計測時共通的UI畫面來進行設定，且可使在進行1項標記計測時所輸入的設定資訊，反映為進行3項標記計測時之設定值的預設值。因此，可減輕使用者進行3項標記計測時的負擔。亦即，使用者在進行3項標記計測時，亦可與1項標記計測以同樣的間隔進行設定，不要求具有用以進行3項標記計測的複雜的知識。
圖11表示計測程式240，其以第1個標記進行計測之後，評估計測結果，只在評估值低時(亦即判定為計測的精度低時)，進行第2個及第3個標記的計測來提高位置計測的精度。於計測程式240，在具有延長於「コ」字上的形狀的3項標記合成圖標231中，包含第1個1項標記計測圖標211、條件分支圖標241、第2個1項標記計測圖標211及第3個1項標記計測圖標211。條件分支圖標241是設定為提供如下動作：當上述數式(1)的誤差的指標值大於閾值時，進行第2個及第3個標記的計測，若誤差的指標值為閾值以下時，不進行第2個及第3個標記的計測。如此，若依據本實施形態，可容易地實現當以1個標記未能得到足夠的精度時轉移到複數個標記的計測的動作。亦即，在以1個標記未能得到足夠的精度時，可無縫地切換到複數個標記的計測。
圖12將圖11所示之計測程式240的動作表示為流程圖。首先，進行第一個標記的計測(步驟S1)。接著，評估第一個標記的計測的精度(步驟S2)。於此，藉由上述數式(1)來求出精度的指標值。當數式(1)的指標值為預定之值以下且判定為精度良好時(S3：通過)，退出本處理。此情況下，使用一個標記的計測結果，可得到機器人20與作業空間的相對位置關係。
當數式(1)的指標值大於預定之值而判定為精度不佳時(S3：不通過)，進行第2個標記的計測(步驟S4)及第3個標記的計測(步驟S5)。然後，如參考圖6所說明，以將3個標記的計測結果合成的形式，來求出作業空間的座標系統，並得到機器人20與作業空間的相對位置關係(步驟S6)。
再者，標記4亦可於作業空間(工具機10)預先配置3個，或者亦可在判定為以一個標記計測的精度不佳時(S3：不通過)，由使用者使標記4的數目增加。再者，當使用者使標記4增加時，使用者操作教示裝置50來設定已追加的標記4的配置資訊。
於上述流程圖，步驟S1對應於計測程式240的第1個1項標記計測圖標211，步驟S4對應於計測程式240的第2個1項標記計測圖標211，步驟S5對應於計測程式240的第3個1項標記計測圖標211。於步驟S6中求出相對位置的動作，是對應於3項標記合成圖標231的功能，由判斷條件的步驟S3所進行的流程控制，是對應於條件分支圖標241的功能。
圖13表示計測程式250，其為以3個標記進行計測時，在1項標記計測圖標211之間追加有經由點時之程式例。於本例，在3項標記合成圖標231中配置有3個1項標記計測圖標211，於第1個1項標記計測圖標211與第2個1項標記計測圖標211之間，插入有用以加入經由點的直線移動圖標251。此情況下，從第1個標記的計測位置到第2個標記的計測位置之間，機器人20是以經由由直線移動圖標251所指定之教示點的方式動作。故，當從第1個標記的計測位置通往第2個標記的計測位置的路徑上，有障礙物或特異點時，可避開該等。如此，即便在進行複數個標記的計測時，由於各計測的圖標是分開的，因此可進行追加經由點等靈活的程式編寫。
以上說明了透過由程式製作部151所提供的程式編寫功能，來進行關於標記計測的詳細設定的情況之動作例。教示裝置50具有設定部154，前述設定部154提供受理關於機器人的教示的各種設定輸入之功能。關於標記計測的設定亦可透過教示裝置50之此類設定輸入功能(亦即設定部154的功能)來進行。
圖14A表示作為設定部154的功能所提供之標記計測用的標記設定輸入畫面500之例。標記設定輸入畫面500包含用以指定要計測的標記數之輸入欄511、用以指定計測方式的輸入欄512、用以輸入計測位置的輸入欄513及514。於圖14A之例，由於對一個標記指定立體計測法的計測，因此配置有與2個計測位置有關(計測位置1、計測位置2)的輸入欄513及514。使用者可選擇教示按鈕513a、514a來進行計測位置的教示。
於圖14A所示的標記設定輸入畫面500中，將標記數指定為2時，如圖14B的標記設定輸入畫面500B所示，會追加出現用以輸入第2個標記的計測位置之輸入欄515及516。使用者可選擇教示按鈕515a、516a來進行第2個標記的計測位置的教示。使用者已經透過標記設定輸入畫面500就一個標記進行設定輸入時，於標記設定輸入畫面500B，會以可利用的狀態來反映：作為第一個標記(標記1)的設定資訊而已透過標記設定輸入畫面500所輸入的資訊。如此，若依據設定部154之標記計測用的設定功能，藉由在標記設定輸入畫面中，在標記數的下拉式選單中將標記數變更為2，即可簡單地轉移到2個標記的計測的設定。
透過標記設定輸入畫面500或標記設定輸入畫面500B所輸入之關於標記計測的設定資訊，是複製並儲存於可供程式參考之全域(global)的記憶體區域。若於控制程式中包含標記計測命令，該標記計測命令可使用位於上述全域的記憶體區域的設定資訊，來進行標記計測用的動作。
圖15將教示裝置50的標記UI製作部152及標記設定輸入受理部153之動作表示為流程圖，前述動作為：提供用以輸入標記計測設定的介面並受理設定輸入。於此，說明關於如圖10所例示之用以計測3個標記的程式的情況下之標記UI製作部152及標記設定輸入受理部153的動作。
首先，標記UI製作部152提示用以進行第1標記計測的設定輸入的標記UI畫面220，標記設定輸入受理部153透過標記UI畫面220來受理第1標記計測用的設定輸入(步驟S101)。接下來，標記UI製作部152提示用以進行第2標記計測的設定輸入的標記UI畫面220(步驟S102)。此時，標記UI製作部152在第2標記的計測用的標記UI畫面220中，使已經作為第1標記的計測的設定而輸入之值，反映為預設值。然後，標記設定輸入受理部153透過第2標記用的標記UI畫面220，來受理第2標記計測用的設定輸入(步驟S102)。由於在第2標記用的標記UI畫面220，反映出已經輸入的第1標記用之值且可以利用，因此使用者只要將為了設定第2標記的計測所特別需要的項目(例如第2標記的計測位置)進行設定即可。
接下來，標記UI製作部152提示用以進行第3標記計測的設定輸入的標記UI畫面220，標記設定輸入受理部153透過第3標記用的標記UI畫面220來受理第2標記計測用的設定輸入(步驟S103)。此時，由於在第3標記用的標記UI畫面220，亦反映出已經輸入的第1標記及第2標記用之值且可以利用，因此使用者只要將為了設定第3標記的計測所特別需要的項目(例如第3標記的計測位置)進行設定即可。
如此，若依據標記UI製作部152及標記設定輸入受理部153的功能，會實現提供使用者介面的動作，前述使用者介面受理關於第1標記的計測之第1設定資訊的輸入，且以可利用就第1標記所輸入之第1設定資訊的做法，來受理關於第2標記的計測之第2設定資訊的輸入。再者，藉由設定部154亦可實現與此同等的動作。
上述實施形態中教示裝置50所提供的功能亦可表現如下。亦即，一種教示裝置，其為了製作程式而使用，前述程式藉由視覺感測器來計測設置於作業空間的標記，前述教示裝置具備製作使用者介面的使用者介面製作部(標記UI製作部152或設定部154)，前述使用者介面用以輸入關於標記的計測的設定資訊，使用者介面製作部是於使用者介面中，將就第1標記所輸入之第1設定資訊，設為可於關於第2標記的設定中利用。
上述實施形態中的標記計測方法(圖11、圖12等)可表現如下。亦即，一種標記計測方法，是用以藉由視覺感測器來計測設置於作業空間的標記的方法，前述標記計測方法包含：針對第1標記進行計測，評估第1標記的計測結果的精度，當第1標記的計測結果的精度低於預定的水準時，針對追加之1個以上的前述標記進行計測；與第1標記的計測有關的設定資訊，可作為與追加之1個以上的前述標記的各個之計測有關的設定資訊來利用。
若依據本實施形態，即使在需要複數個標記的計測的狀況下，使用者仍可與針對1個標記的計測進行設定的情況以同等的做法，且容易地針對複數個標記的計測來進行設定。
以上使用典型的實施形態來說明了本發明，若是所屬技術領域中具有通常知識者應可理解可不脫離本發明的範圍而對上述各實施形態進行變更及各種其他的變更、省略、追加。
於上述實施形態，教示裝置50雖構成為可使用圖標進行程式編寫之程式編寫裝置，但教示裝置50亦可構成為可進行文字為基(text-based)的程式編寫之程式編寫裝置。以下表示與圖10所示之用以計測三個標記的命令圖標對應之文字為基的程式。 (計測程式之例) FIND MARKER FIND MARKER FIND MARKER CALCULATE MARKERS 於上述計測程式中，命令‘FIND MARKER’是用以進行一個標記的計測之計測命令，相當於上述的1項標記計測圖標211。又，命令‘CALCULATE MARKERS’是整合與三個標記有關的計測結果來求出機器人與作業空間的相對位置關係的命令，相當於上述的3項標記合成圖標231。對於這些命令的詳細設定的輸入，亦可採用與上述實施形態同樣的做法，透過標記計測的設定輸入用之使用者介面畫面來進行。或者，這些命令語句亦可設為參考複製到全域的記憶體區域之設定資訊而動作。
於上述實施形態中，圖3所示之教示裝置或機器人控制裝置的功能方塊，亦可由教示裝置或機器人控制裝置的CPU執行儲存於記憶裝置的各種軟體來實現，或者亦可藉由以ASIC(Application Specific Integrated Circuit(特殊應用積體電路))等硬體為主體的構成來實現。
於上述實施形態中所示之執行各種處理的程式(包含圖12所示之計測程式、圖15所示之提供使用者介面的動作的程式)，可記錄於電腦可讀取的各種記錄媒體(例如ROM、EEPROM、快閃記憶體等半導體記憶體、磁性記錄媒體、CD-ROM、DVD-ROM等光碟片)。
4,41,42,43,118:標記 4:照相機 6:基準 10:工具機 20:機器人 21:臂前端部 30:機器人控制裝置 31,51:處理器 32,52:記憶體 33,55:輸出入介面 34,54:操作部 50:教示裝置 53:顯示部 71:視覺感測器 81:搬送裝置 100:機器人系統 100:機器人外科手術系統 104:機械手臂 112:端接器 131:記憶部 132:動作控制部 133:標記位置計測部 134:相對位置計算部 135:計測精度評估部 141~144:點 151:程式製作部 152:標記UI製作部 153:標記設定輸入受理部 154:設定部 200:圖標顯示區域 210:患者 211:1項標記計測圖標 220:標記UI畫面 221~225:設定輸入欄 221a,222a,513a,514a,515a,516a:教示按鈕 230:3項標記計測圖標 231:3項標記合成圖標 240,250:計測程式 241:條件分支圖標 251:直線移動圖標 262:詳細頁籤 300:程式製作區域 400:程式製作畫面 500,500B:標記設定輸入畫面 511~516:輸入欄 608:外科用器具 AGV:無人搬送車 ASIC:特殊應用積體電路 d:間隔 M1:教示位置 P1,P2,P3:位置 S1~S6,S101~S103:步驟 X,Y,Z:軸 θ:誤差
圖1是表示包含一實施形態的教示裝置的機器人系統的機器構成的圖。 圖2是表示機器人控制裝置及教示裝置的硬體構成例的圖。 圖3是教示裝置及機器人控制裝置的功能方塊圖。 圖4是表示本實施形態所使用的標記之例的圖。 圖5是表示設置於作業空間的1個標記、及應加以補正的教示位置的圖。 圖6是表示設置於作業空間的3個標記、及應加以補正的教示位置的圖。 圖7是表示程式製作畫面的基本的構成例的圖。 圖8是表示執行對1個標記之計測的命令的圖標的圖。 圖9是表示用以進行1項標記計測圖標的詳細設定之標記UI畫面的構成例的圖。 圖10是表示與執行對3個標記之計測的命令對應的圖標的圖。 圖11是表示以第1個標記進行計測之後，評估計測結果，當評估值低時，計測第2個及第3個標記的計測程式的圖。 圖12是表示圖11所示之計測程式的動作的流程圖。 圖13是表示以3個標記進行計測時，在1項標記計測圖標之間追加有經由點的程式的圖。 圖14A是表示由設定部所提供之用以計測1個標記的標記設定輸入畫面的圖。 圖14B是表示由設定部所提供之用以計測2個標記的標記設定輸入畫面的圖。 圖15是表示提供用以輸入標記計測設定的介面並受理設定輸入的動作的流程圖。
20:機器人
30:機器人控制裝置
50:教示裝置
53:顯示部
54:操作部
71:視覺感測器
131:記憶部
132:動作控制部
133:標記位置計測部
134:相對位置計算部
135:計測精度評估部
151:程式製作部
152:標記UI製作部
153:標記設定輸入受理部
154:設定部

Claims (10)

  1. 一種教示裝置，其為了製作程式而使用，前述程式藉由視覺感測器來計測設置於作業空間的標記， 前述教示裝置具備製作使用者介面的使用者介面製作部，前述使用者介面用以輸入關於前述標記的計測的設定資訊， 前述使用者介面製作部是於前述使用者介面中，將就第1前述標記所輸入之第1前述設定資訊，設為可於關於第2前述標記的設定中利用。
  2. 如請求項1之教示裝置，其中前述使用者介面包含：關於第1前述標記的設定用之第1使用者介面畫面、及關於第2前述標記的設定用之第2使用者介面畫面， 於前述第2使用者介面畫面中，第1前述設定資訊至少部分地被設定為預設值。
  3. 如請求項2之教示裝置，其中前述第1使用者介面畫面及前述第2使用者介面畫面包含共通的設定項目。
  4. 如請求項1至3中任一項之教示裝置，其進一步具備程式製作部，前述程式製作部生成用以製作前述程式的程式製作畫面， 於前述程式製作畫面，用以計測第1前述標記的第1計測命令及用以計測第2前述標記的第2計測命令是作為同一命令而配置。
  5. 如請求項4之教示裝置，其中前述第1計測命令及前述第2計測命令是以同一圖標來表示。
  6. 一種標記計測方法，是用以藉由視覺感測器來計測設置於作業空間的標記的方法，前述標記計測方法包含： 針對第1前述標記進行計測， 評估第1前述標記的計測結果的精度， 當第1前述標記的計測結果的精度低於預定的水準時，針對追加之1個以上的前述標記進行計測； 與第1前述標記的計測有關的設定資訊，可作為與追加之1個以上的前述標記的各個之計測有關的設定資訊來利用。
  7. 如請求項6之標記計測方法，其進一步包含：將與第1前述標記及追加之1個以上的前述標記有關的計測結果合成，求出前述作業空間與前述視覺感測器的相對位置關係。
  8. 一種程式，其令電腦執行提供使用者介面的動作，前述使用者介面受理關於第1標記的計測之第1設定資訊的輸入，且以可利用就前述第1標記所輸入之前述第1設定資訊的做法，來受理關於第2標記的計測之第2設定資訊的輸入。
  9. 如請求項8之程式，其中前述使用者介面包含：關於前述第1標記的設定用之第1使用者介面畫面、及關於前述第2標記的設定用之第2使用者介面畫面， 於前述第2使用者介面畫面中，前述第1設定資訊至少部分地被設定為預設值。
  10. 如請求項9之程式，其中前述第1使用者介面畫面及前述第2使用者介面畫面包含共通的設定項目。
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