[發明專利]機器人的直接示教裝置及直接示教方法

在審

• 申請號: 201980057296.1
• 申請日: 2019-08-21
• 公開（公告）號: CN112654469A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 田原鐵也
• 申請（專利權）人: 阿自倍爾株式會社
• 主分類號: B25J9/22
• 分類號: B25J9/22;G05B19/42
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 肖華

本發明的直接示教裝置(1)具備檢測外力的外力檢測部(102)；算出跟隨外力的臂部(2)的動作的從動控制運算部(103)；算出臂部(2)的位置姿勢的位置姿勢運算部(104)；判定臂部(2)的位置姿勢是否接近約束目標的接近判定部(105)；判定是否進行了解除操作的解除操作判定部(106)；判定是否滿足了恢復條件的恢復判定部(107)；算出約束控制的目標值的目標值算出部(109)；算出臂部(2)向目標值的動作的約束控制運算部(110)；根據判定部(105)～(107)的判定結果切換約束控制運算部(110)的動作的切換部(108)；具備將從動控制運算部(103)的算出結果和約束控制運算部(110)的運算結果合成的合成部(111)；以及基于合成結果驅動臂部(2)的驅動控制部(112)。

技術領域

本發明涉及一種進行機器人的直接示教的直接示教裝置以及直接示教方法。

背景技術

在工業用機器人中，為了使機器人進行作業，預先實施被稱為示教(teaching)的作業。作為進行該機器人的示教的方法之一，有被稱為直接示教(direct testing)的方法。

例如在專利文獻1中公開了使用力傳感器的機器人的直接示教方法。另外，例如在專利文獻2中公開了使用轉矩檢測單元的機器人的直接示教方法。圖23示出在這些專利文獻中公開的直接示教裝置的概略構成。

在圖23所示的直接示教裝置11中，首先，外力檢測部1101使用力傳感器或轉矩傳感器等檢測由操作者對機器人所具有的臂部2施加的外力。接著，從動控制運算部1102算出跟隨由外力檢測部1101檢測到的外力的臂部的動作(從動控制運算)。另外，在從動控制運算中，從動控制運算部1102有時也使用與由位置姿勢計測部(未圖示)計測出的臂部的位置姿勢相關的參數。另外，臂部的位置姿勢是指臂部的位置和臂部的姿勢中的至少一方。另外，作為所述參數，可以舉出臂部的位置、臂部的姿勢、或者臂部的關節角等。然后，從動控制運算部1102將基于從動控制運算的結果而更新的從動控制指令值通知給驅動控制部1103。接著，驅動控制部1103按照由動控制運算部1102通知的從動控制指令值驅動臂部2。

通過這一系列的動作，圖23所示的直接示教裝置11能夠控制成臂部2按照由操作者施加的外力而動作。然后，直接示教裝置11在通過控制使臂部2的位置以及姿勢成為操作者意圖的狀態的情況下，將此時的所述參數作為示教點進行記錄。由該直接示教裝置11記錄的示教點在機器人作業時使用。

這樣，由于操作者直接操作臂部來示教位置以及姿勢，因此機器人的直接示教具有對于操作者來說直觀且容易理解的優點。另一方面，臂部隨著操作者施加的外力而直接移動的特征不是只有優點。

例如，考慮操作者對機器人示教了某點P的位置之后，示教其正下方向的其他點Q的位置這樣的例子。在該例子中，操作者使臂部向正下方向(Z軸方向)移動。但是，操作者難以對臂部準確地向正下方向施加外力，臂部的X軸坐標及Y軸坐標偏移的情況較多。盡管稍后能夠使用示教器等來僅修改臂部的X軸坐標和Y軸坐標，但這降低了直接示教的優點。

另外，例如，考慮操作者在使設置在臂部的頂端的末端執行器朝向正下方向的狀態下進行示教這樣的例子。在該例子中，操作者也難以在維持相對于臂部準確地朝向正下方向的狀態的情況下直接操作臂部，臂部的姿勢偏移的情況較多。

如上所述，直接示教雖然直觀且容易理解，但也存在操作困難的情況。

對此，例如在專利文獻3、4中公開了解決上述課題的技術。

在專利文獻3中，公開了能夠通過模式切換開關將動作模式切換為位置方向移動模式、位置移動模式或方向移動模式的直接示教裝置。在位置移動模式中，能夠在維持臂部的頂端的姿勢的狀態下僅移動位置。另外，在方向移動模式中，能夠在維持臂部的頂端的位置的狀態下僅變更姿勢。通過該直接示教裝置，能夠在某種程度上緩和上述那樣的直接示教中的操作的難度。另外，通常的直接示教可以在位置方向移動模式下實現。