TWI623399B - Teaching system of dual-arm robot and teaching method of dual-arm robot - Google Patents

Teaching system of dual-arm robot and teaching method of dual-arm robot Download PDF

Info

Publication number
TWI623399B
TWI623399B TW104144017A TW104144017A TWI623399B TW I623399 B TWI623399 B TW I623399B TW 104144017 A TW104144017 A TW 104144017A TW 104144017 A TW104144017 A TW 104144017A TW I623399 B TWI623399 B TW I623399B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
link
teaching
dual
arm
arms
Prior art date
Application number
TW104144017A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201634199A (zh
Inventor
Yuuki Takayama
Masayuki Kamon
Original Assignee
Kawasaki Heavy Ind Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Ind Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Ind Ltd
Publication of TW201634199A publication Critical patent/TW201634199A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI623399B publication Critical patent/TWI623399B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
    • G05B19/423—Teaching successive positions by walk-through, i.e. the tool head or end effector being grasped and guided directly, with or without servo-assistance, to follow a path
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/163—Programme controls characterised by the control loop learning, adaptive, model based, rule based expert control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/06—Control stands, e.g. consoles, switchboards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0084—Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators
    • B25J9/0087—Dual arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041—Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/106—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B25J9/126—Rotary actuators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1682—Dual arm manipulator; Coordination of several manipulators
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39553—Dual gripper, two heads to pick up different objects

Abstract

本發明之雙臂機器人之教示系統，具備：雙臂機器人，具備複數之連桿藉由關節軸連結而成之兩隻手臂及兩個指示部，該兩個指示部設於前述兩隻手臂之各手臂前端，用以指示空間中之座標點且構成為教示者可把持；以及控制裝置，將藉由教示者以兩手直接且同時使前述兩個指示部移動而被指示之座標點做為教示點取得並將對應於取得之教示點之動作對前述雙臂機器人教示。

Description

雙臂機器人之教示系統及雙臂機器人之教示方法
本發明係關於雙臂機器人之教示系統與雙臂機器人之教示方法。
一般而言，機器人之教示係使用教導裝置(teach pendant)來進行。做為更直覺地對機器人教示之方法，有觸摸機器人以教示動作之直接教示(direct teaching)法(參照例如專利文獻1~專利文獻3)。
【先前技術文獻】
【專利文獻1】日本特開2013-059852號公報
【專利文獻2】日本特開2013-043250號公報
【專利文獻3】日本特開2012-157946號公報
然而，以往之機器人之直接教示法必需使用搖桿或力感測器等用以進行教示之專用感測器。因此，於教示中機器人之動作會發生延遲，產生不協調感。甚至若輸入急速動作，機器人會突然動作而有危險伴隨等問題。
近年來，在流動作業線等，有使接近人體大小之雙臂機器人代替作業者作業之傾向。一般而言，雙臂機器人之教示會有必須找出迴避兩隻手臂之干涉之軌道等教示作業繁雜之問題。針對上述問題，本發明之目的在於以直覺且容易地進行雙臂機器人之教示作業。
本發明之一態樣之雙臂機器人之教示系統，具備：雙臂機器人，具備複數之連桿藉由關節軸連結而成之兩隻手臂及兩個指示部，該兩個指示部設於前述兩隻手臂之各手臂前端，用以指示空間中之座標點且構成為教示者可把持；以及控制裝置，將藉由教示者以兩手直接且同時使前述兩個指示部移動而被指示之座標點做為教示點取得並將對應於取得之教示點之動作對前述雙臂機器人教示。
藉由上述構成，教示者可以自己之雙手握住兩手臂前端(指示部)，藉由直接且同時使兩手臂移動以進行教示。藉此，可對雙臂機器人直覺地教示手臂不會互相干涉之軌道。進而，不需要以往之直接教示中所必需之專用感測器，而能廉價地構成系統。
前述各手臂具備驅動前述關節軸之各個之伺服馬達，前述控制裝置係在將前述伺服馬達伺服關閉且將煞車解除之狀態下取得前述教示點亦可。
藉由上述構成，藉由利用手臂之背向驅動，教示者容易使兩手臂移動，故教示作業變容易。此外，將伺服馬達關閉並解除煞車，故可完全排除機器人失控之可能性，可確保安全性。例如，伺服馬達可為直接驅動馬達，亦可具備DC馬達及低減速比之傳達機構。藉此，手臂之背向驅動良好地作用。
前述控制裝置進一步具備用來將前述各手臂之前述伺服馬達伺服關閉且將煞車解除之第1操作鍵、用來將被前述各手臂之前述指示部指示之座標點做為教示點登錄之第2操作鍵亦可。
藉由上述構成，教示者可以第1操作鍵開始手臂之教示動作，並在任意點以第2操作鍵登錄教示點。藉此，教示動作變容易。
前述第1操作鍵與第2操作鍵係設於各前述手臂亦可。
藉由上述構成，教示者容易以兩手操作鍵，故教示動作變容易。
前述第1操作鍵與第2操作鍵係設於各前述指示部或該指示部之附近亦可。
藉由上述構成，容易操作鍵，故可良好地教示教示點。
前述各手臂進一步具備以作為支點之第1關節軸之鉛直之旋轉軸線為中心相對於前述機器人本體可轉動地被支持之第1連桿、以作為支點之第2關節軸之水平之旋轉軸線為中心相對於前述第1連桿可轉動地被支持之第2連桿、藉由使與重力相反方向之力對前述第2連桿作用來使前述第2連桿相對於前述第1連桿靜止之自重補償機構亦可。
藉由上述構成，於教示中對教示者之手臂作用之自重負荷被減輕，故教示變容易。例如自重補償機構可為拉伸彈簧、配重、輔助連桿。
前述機器人本體包含具有前端分離既定間隔往左右分歧之分歧部之支柱，包含前述兩隻手臂之各手臂之基端之第1連桿以作為支點之第1關節軸之旋轉軸線為中心相對於前述支柱之分歧部可轉動地被支持亦可。
藉由上述構成，機器人本體之支柱前端分歧，故於2個手臂之第1關節軸之間有空間產生，可消除遮蔽教示者視線之物。藉此，教示者之視野擴大，教示動作變容易。
前述第1關節軸之第1旋轉軸線係與前述支柱之中心軸平行，進一步具備第2連桿與自重補償機構，前述第1連桿係以前述第1關節軸之第1 旋轉軸線為中心相對於前述支柱之分歧部於水平方向可轉動地以垂吊狀態被支持，前述第2連桿係以具有垂直於前述支柱之中心軸之旋轉軸線之第2關節軸為中心相對於前述第1連桿於垂直方向可轉動地被支持，前述自重補償機構係藉由使與重力相反方向之力對前述第2連桿作用而使前述第2連桿相對於前述第1連桿以相對於前述第1連桿之旋轉軸大致90度之角度靜止亦可。
藉由上述構成，藉由自重補償機構而相對於各手臂之第1連桿被維持為大致水平方向之角度之第2連桿與第1連桿一起於水平方向轉動，故於第1連桿及第2連桿之下方有空間產生，教示者藉由將兩肩插入此空間，可使機器人之手臂與教示者之肩之軸關節位置大致一致。藉此，教示動作變容易。
本發明其他態樣之具備複數之連桿藉由關節軸連結而成之兩隻手臂、設於前述兩隻手臂之各手臂之前端指示空間中之座標點且構成為教示者可把持之兩個指示部之雙臂機器人之教示方法，其特徵在於：將藉由教示者以兩手直接且同時使前述兩個指示部移動而被指示之座標點做為教示點取得並將對應於取得之教示點之動作對前述雙臂機器人教示。
利用本發明，可直覺且容易地進行雙臂機器人之教示作業。
本發明之上述目的、其他目的、特徵、優點，可參照附圖由以下之較佳實施形態之詳細說明而更為清楚。
1‧‧‧機器人教示系統
2‧‧‧雙臂機器人
3‧‧‧控制裝置
4R、4L‧‧‧右手臂、左手臂
5R、5L‧‧‧指示部(右)、指示部(左)
10‧‧‧機器人本體
10A‧‧‧支柱
10B‧‧‧架台
10R、10L‧‧‧分歧部(右)、分歧部(左)
11‧‧‧座椅
15~18‧‧‧第1連桿~第4連桿
21~27‧‧‧第1關節軸~第7關節軸
28‧‧‧自重補償機構
31‧‧‧演算部
32‧‧‧記憶部
35‧‧‧伺服控制部
40‧‧‧控制指令生成部
41‧‧‧教示點取得部
42‧‧‧動作生成部
50‧‧‧把持部
51‧‧‧前端部
52a、52b‧‧‧操作許可按鈕(第1操作鍵)
53‧‧‧位置登錄按鈕(第2操作鍵)
圖1係顯示本實施形態之雙臂機器人之教示系統之概略構成之前視圖。
圖2係示意顯示圖1之雙臂機器人之右手臂之關節構造之圖。
圖3係顯示圖1之控制裝置之構成之方塊圖。
圖4係顯示圖1之雙臂機器人之教示方法之一流程例之流程圖。
圖5係從斜前方觀察教示者對圖1之雙臂機器人教示之狀況之立體圖。
圖6係從斜後方觀察教示者對圖1之雙臂機器人教示之狀況之立體圖。
以下，參照圖式說明本發明之實施形態。在以下，對所有圖式中相同或相當之要素使用相同符號，省略重複之說明。
圖1係顯示一實施形態之雙臂機器人之教示系統之概略構成之前視圖。如圖1所示，機器人教示系統1具備雙臂機器人2、透過控制線3a連接於雙臂機器人2之控制裝置3。在同圖中係以雙臂機器人2之前方向一致於紙面上方向之方式來說明。
[雙臂機器人]
雙臂機器人2具備機器人本體10、設於機器人本體10右側之右手臂4R、設於機器人本體10左側之左手臂4L。
機器人本體10具備支柱10A、設於地面並支持支柱10A之架台10B。支柱10A具有前端分離既定間隔往左右分歧之分歧部10R及10L。於機器人本體10後側配置教示者用之座椅11。教示者坐在座椅11上進行雙臂機器人2之教示作業。
右手臂4R係複數之連桿藉由關節軸連結而成。於右手臂4R前端設有指示部5R。指示部5R用以指示空間中之座標點且構成為教示者可把持。
左手臂4L係複數之連桿藉由關節軸連結而成。於左手臂4L前端設有指示部5L。指示部5L用以指示空間中之座標點且構成為教示者可把持。在本實施形態係構成為左右之手臂4L、4R相對於機器人本體10之支柱10A之中心軸10a左右對稱。
以下，針對右手臂4R之具體構成說明。圖2係示意顯示右手臂4R之關節構造之圖。如圖2所示，右手臂4R係4種類之連桿(15~18)藉由7個關節軸(21~27)連結而成，於其前端設有指示部5R。
以與第1關節軸21、第2關節軸22、第3關節軸23、第4關節軸24、第5關節軸25、第6關節軸26、第7關節軸27之各關節軸分別設定對應之 方式，分別設置驅動用之伺服馬達、用以進行伺服馬達之旋轉制動之煞車、及檢測伺服馬達之旋轉角度位置之位置感測器(皆未圖示)。在該圖中，係以斜線表示複數個關節軸中之驅動軸。本實施形態中，伺服馬達可為直接驅動馬達，亦可具備DC馬達及低減速比之傳達機構。位置感測器係例如編碼器。煞車係例如若藉由供電而激磁以解除煞車、相反地若不被激磁則煞車會作用之激磁作動電磁煞車。
第1連桿15係長度方向之一端透過第1關節軸21連結於支柱10A(圖1)之分歧部10R，長度方向之另一端透過一對第2關節軸22連結於第2連桿16。第1連桿15係以第1關節軸21之第1旋轉軸線21a為中心相對於支柱之分歧部10R於水平方向可轉動地以垂吊狀態被支持。此處，第1關節軸21之第1旋轉軸線21a係與支柱10A之中心軸10a(圖1)平行。
第2連桿16係以一對互相平行之第2連桿構件16a、16b構成，此一對第2連桿構件16a、16b之長度方向之一端分別透過一對第2關節軸22連結於第1連桿15，一對第2連桿構件16a、16b之長度方向之另一端分別透過一對第3關節軸23連結於第3連桿17。第2連桿16係以具有垂直於支柱10A之中心軸10a(圖1)之旋轉軸線之第2關節軸22為中心相對於第1連桿15於垂直方向可轉動地被支持。此外，第3連桿17係長度方向之一端透過一對第3關節軸23、23連結於第2連桿16。
因此，構成第2連桿16之一對互相平行之第2連桿構件16a、16b與一 對第2關節軸22、22與一對第3關節軸23、23係構成平行連桿機構。僅一對第2關節軸22、22中之一方之關節軸為驅動軸，一對第2關節軸22、22中之另一方之關節軸與一對第3關節軸23、23係從動軸。
因此，第3連桿17係只要第1連桿15及第2連桿16之姿勢確定就唯一確定。在此，一對第2關節軸22、22及一對第3關節軸23、23分別配置於鉛直方向，故第3連桿17係一邊維持此唯一確定之姿勢一邊在被以上述平行連桿規定之鉛直面內移動。此外，右手臂4R具備藉由使與重力相反方向之力對第2連桿16作用來使第2連桿16相對於第1連桿15靜止之自重補償機構28。自重補償機構28在本實施形態雖係由拉伸彈簧構成，但由配重或輔助連桿構成亦可。自重補償機構28之一端連接於第1連桿15，另一端連接於第3關節軸23。藉此，可使第2連桿16相對於第1連桿15以相對於第1連桿之旋轉軸亦即第1旋轉軸線21a成大致90度之角度靜止。
第3連桿17之長度方向之另一端透過第4關節軸24連結於第4連桿18。
第4連桿18係長度方向之一端透過第4關節軸24連結於第3連桿17。第4連桿18係以第4關節軸24之第4旋轉軸線24a為中心相對於第3連桿17於水平方向可轉動地被支持。在此，第4關節軸24之第4旋轉軸線24a係與第1關節軸21之第1旋轉軸線21a平行。
第4連桿18之長度方向之另一端透過第5關節軸25、第6關節軸26、第7關節軸27連結於指示部5R。
第6關節軸26係以第5關節軸25之第5旋轉軸線25a為中心相對於第4連桿18可轉動地被支持。此處，第5關節軸25之第5旋轉軸線25a係與第1旋轉軸線21a及第4旋轉軸線24a垂直。亦即，在此，第5旋轉軸線25a係水平之旋轉軸線。
指示部5R係長度方向之一端連結於第7關節軸27。指示部5R係以第7關節軸27之第7旋轉軸線27a為中心相對於第6關節軸26可轉動地被支持。此處，第6關節軸26之第6旋轉軸線26a係與第5旋轉軸線25a垂直，第7關節軸27之旋轉軸線27a係與第6旋轉軸線26a垂直。
因此，指示部5R係相對於第4連桿18可往任意之方向轉動，可採取任意之姿勢。
指示部5R係由棒狀之把持部50與用以指示空間中之座標點之前端部51構成。於把持部50設有操作許可按鈕52a、52b與位置登錄按鈕53。此等並不限於按鈕，亦可為其他操作鍵。
操作許可按鈕52a、52b係用來開始教示操作之操作按鈕。操作許可按鈕52a係用來將第1關節軸21~第6關節軸26之所有伺服馬達伺服關閉且 解除煞車之按鈕。操作許可按鈕52b係用來將本體10側之第1關節軸21~第3關節軸23之3軸伺服馬達伺服關閉且解除煞車之按鈕。藉由使用操作許可按鈕52b，可在將手臂之前端(指示部5R、5L)之姿勢固定之狀態下調整手臂位置。此外，藉由按壓操作許可按鈕52a、52b雙方，將手臂前端側之第4關節軸24~第6關節軸26之3軸伺服馬達伺服關閉且解除煞車。藉此，可在將手臂位置固定之狀態下調整手臂前端(指示部5R、5L)之姿勢。此外，操作許可按鈕52b設於第4連桿18或第5連桿19亦可。
位置登錄按鈕53係用來將被指示部5R指示之座標點做為教示點登錄之操作按鈕。此等按鈕設於指示部5R附近亦可。藉此，教示者容易以兩手操作按鈕，故教示動作變容易。
此處，空間中之座標點係以如下之方式算出。例如關於雙臂機器人2之右手臂4R之基準座標系(以下稱為基礎座標系)係如圖2所示，支柱之分歧部10R之底面與第1關節軸21之第1旋轉軸線21a之交點為原點，第1關節軸21之第1旋轉軸線21a為Z軸，正交於Z軸之任意之軸為X軸，正交於Z軸及X軸之軸為Y軸。以此基礎座標系做為基準，藉由將第1關節軸21~第6關節軸26之角度位置與構成右手臂4R之連桿15~19及指示部5R之尺寸等預先記憶，可算出被指示部5R之前端部51指示之三度空間上之座標點P1(x,y,z)。
[控制裝置]
圖3係顯示控制裝置3之構成之方塊圖。如圖3所示，控制裝置3具備 演算部31、記憶部32、伺服控制部35。控制裝置3係具備例如微控制器等電腦之機器人控制器。在本實施形態中，機器人控制器具備雙臂機器人2之教示機能。控制裝置3並不限於單一之裝置，以包含機器人控制器之複數之裝置構成亦可。控制裝置3透過通訊介面(不圖示)連接於操作許可按鈕52a、52b及位置登錄按鈕53，接收來自各操作鍵之指令訊號。
記憶部32係儲存做為機器人控制器之基本程式、機器人之教示程式、連桿之尺寸、教示點、教示動作等之資訊。
演算部31係進行用以控制機器人之演算處理。演算部31係構成為實現包含控制指令生成部40、教示點取得部41、動作生成部42之各機能塊(做為各機能塊動作)。控制指令生成部40係生成機器人2之控制指令，並將此控制指令往伺服控制部35輸出。教示點取得部41係算出被空間中之右手臂4R及左手臂4L之2個指示部5R及5L指示之2個座標點，做為各自之教示點取得。動作生成部42係生成與藉由教示點取得部41而被取得之教示點對應之2個手臂之動作(以下，僅稱為動作)。
伺服控制部35係構成為根據以演算部31生成之控制指令來控制機器人2之關節軸21~26之各軸之動作。
藉由如以上之構成，在控制裝置3從操作許可按鈕52a、52b之至少一方接收操作許可訊號後，控制指令生成部40係根據操作許可訊號生成控制 指令，往伺服控制部35輸出。伺服控制部35係根據控制指令控制為將關節軸之伺服馬達伺服關閉且解除煞車之狀態。進而，在控制裝置3從位置登錄按鈕53接收位置登錄訊號後，教示點取得部41係算出被指示部5R、5L指示之座標點並做為各自之教示點登錄。之後，動作生成部42生成與藉由教示點取得部41而被取得之教示點對應之動作。亦即，生成機器人動作之序列程式。
接著，使用圖4~圖6說明雙臂機器人2之教示方法。圖4係顯示雙臂機器人2之教示方法之流程一例之流程圖。圖5及圖6係從斜前方及後方觀察教示者對雙臂機器人2教示之狀況之立體圖。
教示者係如圖5及圖6所示，以左右兩手把持各手臂之指示部5L、5R之把持部50，坐在座椅11上進行雙臂機器人2之教示作業。在此係為了省空間化而於座椅11之下收容有控制裝置3。此外，如於圖5所示，機器人本體10之支柱10A之前端藉由分歧部10L、10R而分歧，故於手臂4R之第1關節軸21與手臂4L之第1關節軸21之間有空間產生，沒有遮蔽教示者之視線之物。藉此，教示者之視野擴大，教示作業變容易。
接著，教示者可藉由按壓操作許可按鈕52a、52b之任一按鈕來開始教示作業。控制裝置3將各手臂之對應之軸之伺服馬達伺服關閉且解除煞車(步驟S1)。藉此，教示者利用各手臂之背向驅動，容易使雙方之手臂移動。此外，將伺服馬達關閉並解除煞車，故可完全排除機器人失控之可能性， 可確保安全性。此外，藉由自重補償機構28(參照圖2)而對教示者作用之手臂之自重負荷被減輕，故教示變容易。
接著，教示者利用手臂之背向驅動，以兩手直接且同時使2個指示部5R、5L移動(步驟S2)。如圖5及圖6所示，藉由自重補償機構28(參照圖2)而手臂4R、4L之相對於第1連桿15被維持為大致水平方向之角度之第2連桿16與第1連桿15一起於水平方向轉動，故於第1連桿15及第2連桿16之下方有空間產生，教示者可將兩肩插入此空間。藉此，可使雙臂機器人2之手臂4R、4L與教示者之肩之軸關節位置大致一致，教示動作變容易。
接著，控制裝置3係根據手臂之背向驅動動作算出指示部5R、5L在空間中之位置(步驟S3)。
接著，教示者藉由在任意之點按壓指示部5R、5L之位置登錄按鈕53，控制裝置3將被指示部5R、5L指示之座標點做為教示點登錄(步驟S4)。在此若按壓指示部5R、5L之其中一方之位置登錄按鈕53，2個手臂4R、4L之教示點會同時被登錄。藉此，可將2個手臂4R、4L之教示點同步登錄。
教示者係重複上述步驟S2~S4，直到教示動作所必需之教示點被登錄(步驟S5)。控制裝置3係在教示點之登錄結束之場合，生成對應於此等教示點之動作(機器人動作之序列程式)(步驟S6)，保存教示動作(動作軌 跡)後結束(步驟S7)。如上述，教示作業僅以手臂側之操作即完結，故使用者於作業中沒有操作其他使用者介面(機器人控制器、PC等)之必要。
因此，根據本實施形態，可將藉由教示者以兩手直接且同時使2個指示部5R、5L移動而被指示之座標點做為教示點取得，並將對應於取得之教示點之動作對雙臂機器人2教示。藉此，可對雙臂機器人2直覺地教示兩隻手臂不會互相干涉之軌道。另外，不需要以往之直接教示中所必需之專用感測器等，可將系統廉價地構成。
此外，被教示之機器人手臂動作與人類之手臂之動作大致一致。其結果，生產現場之管理者可一目了然機器人在進行什麼作業、作業之進展到什麼程度。
另外，在本實施形態係操作許可按鈕52與位置登錄按鈕53設於各手臂之指示部5R、5L之把持部50或指示部5R、5L附近，但配置於機器人以外之地面亦可。以兩手移動手臂並以腳來實行鍵操作亦可。
由上述說明，對於該發明所屬技術領域之通常知識者而言，本發明之眾多改良或其他實施形態為顯而易見。因此，上述說明僅應被解釋為作為例示，係為了將實行本發明之最佳態樣對該發明所屬技術領域之通常知識者教示而被提供者。在不脫離本發明精神之情形下，可實質變更其構造及機能之一方或雙方之詳細內容。
【產業上之可利用性】
本發明可用於雙臂機器人之動作教示。

Claims (9)

  1. 一種雙臂機器人之教示系統，具備：雙臂機器人，具備複數之連桿藉由關節軸連結而成之兩隻手臂及兩個指示部，該兩個指示部設於前述兩隻手臂之各手臂前端，用以指示空間中之座標點且教示者可把持；以及控制裝置，將由教示者以兩手直接且同時使前述兩個指示部移動而指示之座標點作為教示點取得，並將對應於取得之教示點之動作對前述雙臂機器人教示。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之雙臂機器人之教示系統，其中，前述各手臂具備驅動前述各關節軸之伺服馬達及抑制前述伺服馬達之旋轉之煞車，前述控制裝置係在將前述伺服馬達伺服關閉且將前述煞車解除之狀態下取得前述教示點。
  3. 如申請專利範圍第2項記載之雙臂機器人之教示系統，其中，前述控制裝置進一步具備用來將前述各手臂之前述伺服馬達伺服關閉且將煞車解除之第1操作鍵、用來將被前述各手臂之前述指示部指示之座標點作為教示點登錄之第2操作鍵。
  4. 如申請專利範圍第3項記載之雙臂機器人之教示系統，其中，前述第1操作鍵與第2操作鍵設於前述各手臂。
  5. 如申請專利範圍第4項記載之雙臂機器人之教示系統，其中，前述第1操作鍵與第2操作鍵設於各前述指示部或該指示部之附近。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項記載之雙臂機器人之教示系統，其中，前述各手臂進一步具備：以作為支點之第1關節軸之鉛直旋轉軸線為中心相對於前述機器人本體可轉動地被支持之第1連桿、以作為支點之第2關節軸之水平旋轉軸線為中心相對於前述第1連桿可轉動地被支持之第2連桿、藉由使與重力相反方向之力對前述第2連桿作用來使前述第2連桿相對於前述第1連桿靜止之自重補償機構。
  7. 如申請專利範圍第1至5項中任一項記載之雙臂機器人之教示系統，其中，前述機器人本體包含具有前端分離既定間隔往左右分歧之分歧部之支柱，包含前述兩隻手臂各個之基端之第1連桿，以作為支點之第1關節軸之旋轉軸線為中心相對於前述支柱之分歧部可轉動地被支持。
  8. 如申請專利範圍第7項記載之雙臂機器人之教示系統，其中，前述第1關節軸之第1旋轉軸線與前述支柱之中心軸平行，進一步具備第2連桿與自重補償機構，前述第1連桿，係以前述第1關節軸之第1旋轉軸線為中心相對於前述支柱之分歧部於水平方向可轉動地以垂吊狀態被支持，前述第2連桿，係以具有垂直於前述支柱之中心軸之旋轉軸線之第2關節軸為中心相對於前述第1連桿於垂直方向可轉動地被支持，前述自重補償機構係藉由使與重力相反方向之力對前述第2連桿作用而使前述第2連桿相對於前述第1連桿以相對於前述第1連桿之旋轉軸成大致90度之角度靜止。
  9. 一種雙臂機器人之教示方法，該雙臂機器人具備複數之連桿藉由關節軸連結而成之兩隻手臂及兩個指示部，該兩個指示部設於前述兩隻手臂之各手臂前端，用以指示空間中之座標點且構成為教示者可把持，其特徵在於：將藉由教示者以兩手直接且同時使前述兩個指示部移動而被指示之座標點作為教示點取得，並將對應於取得之教示點之動作對前述雙臂機器人教示。
TW104144017A 2014-12-26 2015-12-25 Teaching system of dual-arm robot and teaching method of dual-arm robot TWI623399B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014266509A JP6630042B2 (ja) 2014-12-26 2014-12-26 双腕ロボットの教示システム及び双腕ロボットの教示方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201634199A TW201634199A (zh) 2016-10-01
TWI623399B true TWI623399B (zh) 2018-05-11

Family

ID=56149786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104144017A TWI623399B (zh) 2014-12-26 2015-12-25 Teaching system of dual-arm robot and teaching method of dual-arm robot

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10078327B2 (zh)
EP (1) EP3238888B1 (zh)
JP (1) JP6630042B2 (zh)
KR (2) KR20170097728A (zh)
CN (1) CN107107342B (zh)
TW (1) TWI623399B (zh)
WO (1) WO2016103729A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6489991B2 (ja) * 2015-10-02 2019-03-27 ファナック株式会社 ロボットを操作するハンドルを備えたロボット用操作装置
JP2018167334A (ja) 2017-03-29 2018-11-01 セイコーエプソン株式会社 教示装置および教示方法
CN109202859A (zh) * 2017-06-29 2019-01-15 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种机器人示教器
CN109129432A (zh) * 2017-10-27 2019-01-04 王晶红 一种双臂协作机器人
CN108393894A (zh) * 2018-05-14 2018-08-14 安徽理工大学 双臂铸件取样检测机器人
JP7302182B2 (ja) * 2019-01-29 2023-07-04 セイコーエプソン株式会社 水平多関節ロボット
DE102019102427B4 (de) * 2019-01-31 2022-02-10 Franka Emika Gmbh Koordination von Bahnen zweier Robotermanipulatoren
CN110181490B (zh) * 2019-06-28 2023-03-14 长沙开山斧智能科技有限公司 多轴同步操作器及其控制系统
JP2021154439A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 セイコーエプソン株式会社 教示方法
JP6944008B1 (ja) * 2020-03-30 2021-10-06 川田テクノロジーズ株式会社 作業ロボット
KR102330992B1 (ko) * 2020-09-25 2021-11-24 한국로봇융합연구원 양팔 로봇 조작을 위한 교시장치 및 제어방법
CN112549017A (zh) * 2020-10-27 2021-03-26 南京凌华微电子科技有限公司 避免关节极限的双臂机器人协作空间求解方法
KR20220137213A (ko) * 2021-04-01 2022-10-12 주식회사 제우스 델타 로봇 및 그의 제어 장치와 방법
CN115338855A (zh) * 2021-05-14 2022-11-15 台达电子工业股份有限公司 双臂机器人组装系统
CN114332985A (zh) * 2021-12-06 2022-04-12 上海大学 一种基于双机械臂协同的肖像轮廓智能绘制方法
CN114536351B (zh) * 2022-04-27 2022-07-15 季华实验室 冗余双臂机器人示教方法、装置、电子设备及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0236085A (ja) * 1988-07-25 1990-02-06 Fujitsu Ltd ロボットのダイレクトティーチング装置
CN101947786A (zh) * 2009-04-30 2011-01-19 通用汽车环球科技运作公司 用于类人机器人自动控制的方法和装置
WO2013192500A2 (en) * 2012-06-21 2013-12-27 Rethink Robotics, Inc. User interfaces for robot training

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6080575A (ja) * 1983-10-07 1985-05-08 松下電器産業株式会社 工業用ロボツト
JPH08216074A (ja) * 1995-02-17 1996-08-27 Yaskawa Electric Corp ロボットの直接教示装置
JPH0962334A (ja) * 1995-08-25 1997-03-07 Fanuc Ltd リードスルーティーチを安全に遂行するためのロボット制御装置
JPH0985671A (ja) * 1995-09-22 1997-03-31 Daihen Corp 小形の多関節形ロボット装置
JP5637883B2 (ja) 2011-02-01 2014-12-10 ファナック株式会社 力センサの出力に基づいてロボットのダイレクトティーチをおこなうロボット教示装置
CN102950596B (zh) * 2011-08-23 2015-11-11 松下电器产业株式会社 并联连杆机器人及其动作示教方法
JP5479541B2 (ja) 2011-08-23 2014-04-23 パナソニック株式会社 パラレルリンクロボットおよびその動作教示方法
JP2013043250A (ja) 2011-08-24 2013-03-04 Panasonic Corp ロボットアームの制御装置及び制御方法、ロボット、制御プログラム、並びに、集積電子回路
WO2013035244A1 (ja) * 2011-09-06 2013-03-14 パナソニック株式会社 ロボットアームの制御装置及び制御方法、ロボット、制御プログラム、並びに、集積電子回路
JP6110612B2 (ja) * 2012-07-19 2017-04-05 川崎重工業株式会社 基板搬送装置
JP2014217913A (ja) * 2013-05-08 2014-11-20 パナソニック株式会社 パラレルリンクロボットの動作教示方法およびパラレルリンクロボット
JP6440385B2 (ja) * 2014-06-10 2018-12-19 キヤノン株式会社 ロボットアーム、表示装置およびロボットシステム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0236085A (ja) * 1988-07-25 1990-02-06 Fujitsu Ltd ロボットのダイレクトティーチング装置
CN101947786A (zh) * 2009-04-30 2011-01-19 通用汽车环球科技运作公司 用于类人机器人自动控制的方法和装置
WO2013192500A2 (en) * 2012-06-21 2013-12-27 Rethink Robotics, Inc. User interfaces for robot training

Also Published As

Publication number Publication date
CN107107342A (zh) 2017-08-29
TW201634199A (zh) 2016-10-01
CN107107342B (zh) 2020-06-05
JP2016124065A (ja) 2016-07-11
EP3238888A1 (en) 2017-11-01
US10078327B2 (en) 2018-09-18
WO2016103729A1 (ja) 2016-06-30
US20170343998A1 (en) 2017-11-30
JP6630042B2 (ja) 2020-01-15
KR20190085160A (ko) 2019-07-17
EP3238888B1 (en) 2023-03-08
EP3238888A4 (en) 2018-10-10
KR20170097728A (ko) 2017-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI623399B (zh) Teaching system of dual-arm robot and teaching method of dual-arm robot
WO2019119724A1 (zh) 基于力觉信息和姿态信息的肢体运动意图理解与上肢康复训练机器人控制方法
JP5637883B2 (ja) 力センサの出力に基づいてロボットのダイレクトティーチをおこなうロボット教示装置
US10423227B2 (en) Hand exoskeleton force feedback system
US9381642B2 (en) Wearable robot assisting manual tasks
JP5725603B2 (ja) 側面設置型力覚提示インターフェイス
WO2017033381A1 (ja) ロボットシステム
EP3547267A1 (en) Robot control system, machine control system, robot control method, machine control method, and recording medium
Almetwally et al. Real-time tele-operation and tele-walking of humanoid Robot Nao using Kinect Depth Camera
WO2019059364A1 (ja) 遠隔制御マニピュレータシステムおよび制御装置
JP5946859B2 (ja) 力に応じて動かすロボットのロボット制御装置およびロボットシステム
JP6228097B2 (ja) 移動ロボット
JP2010524548A5 (zh)
JP2017074669A (ja) マニピュレータの制御装置、マニピュレータ駆動装置、及びロボットシステム
JP6743453B2 (ja) ロボット制御装置、ロボットおよびシミュレーション装置
JP2018043320A (ja) 制御装置、ロボットおよびロボットシステム
Pyo et al. Design of 6-dof manipulator intuitive teaching system using smart phone orientation: User friendly and intuitive teaching operation for 6-dof manipulator
JP2009162599A (ja) 外力検出方法及び検出装置
Kobayashi et al. Human motion caption with vision and inertial sensors for hand/arm robot teleoperation
JP2018114590A (ja) ロボット教示装置およびロボットの教示方法
JP6842668B2 (ja) 遠隔操作用入力システム
JP2023038781A (ja) ロボット教示システム、ロボット教示方法およびロボット教示用グローブ
JP2007331089A (ja) ロボットの操縦システム
JP2023009642A (ja) 遠隔操作システム、操作器及び遠隔操作支援方法
JP2020151827A (ja) 駆動装置