操作设备、控制系统、控制方法及存储介质技术方案

提供一种对提高机器人的示教操作中的操作性有效的操作设备、控制系统、控制方法及存储介质。操作设备包括：操作输入部，用于对具有前端部的机器人进行操作；坐标旋转部，与操作输入部的姿势对应地旋转相对于机器人控制用的第一坐标系可旋转的第二坐标系；指令生成部，按照对操作输入部的操作输入，生成第二坐标系上的前端部的动作指令；指令转换部，将第二坐标系上的动作指令转换为第一坐标系上的动作指令；指令输出部，根据第一坐标系上的动作指令输出用于控制机器人的控制指令；坐标旋转限制部，至少对第二坐标系绕一个轴线的旋转进行限制。

Operation equipment, control system, control method and storage medium

The invention provides an effective operation equipment, control system, control method and storage medium for improving the operability of the robot in the teaching operation. The operation device includes an operation input unit for operating a robot with a front-end unit, a coordinate rotation unit for rotating a second coordinate system corresponding to the posture of the operation input unit with respect to the first coordinate system for robot control, an instruction generation unit for generating an action instruction of the front-end unit on the second coordinate system according to the operation input of the operation input unit, and an instruction rotation unit for generating an action instruction of the front-end unit on the second coordinate system The change part converts the action command in the second coordinate system to the action command in the first coordinate system; the command output part outputs the control command for controlling the robot according to the action command in the first coordinate system; the coordinate rotation limit part restricts the rotation of the second coordinate system around an axis at least.

【技术实现步骤摘要】
操作设备、控制系统、控制方法及存储介质
本专利技术涉及操作设备、控制系统、控制方法和存储介质。
技术介绍
在专利文献1中公开了一种示教再现装置，该示教再现装置具有控制机器人的运动的控制器和用于操作者向机器人示教动作的示教器。【在先技术文献】专利文献专利文献1：日本专利文献特开2011-224696号公报。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种对提高机器人的示教操作中的操作性能有效的控制系统。根据本专利技术一个方式的操作设备，包括：操作输入部，用于操作机器人，机器人具有前端部和多关节臂，多关节臂改变前端部的位置和姿势；设备姿势检测部，检测第一坐标系上的操作输入部的姿势，第一坐标系用于机器人的控制；坐标旋转部，与操作输入部的姿势对应地旋转相对于第一坐标系可旋转的第二坐标系；指令生成部，按照对操作输入部的操作输入，生成第二坐标系上的前端部的动作指令；指令转换部，将第二坐标系上的前端部的动作指令转换为第一坐标系上的前端部的动作指令；指令输出部，根据第一坐标系上的前端部的动作指令，输出用于控制机器人的控制指令；以及坐标旋转限制部，至少对第二坐标系绕一个轴线的旋转进行限制。根据本专利技术另一个方式的控制系统包括：上述的操作设备；以及控制器，根据控制指令来控制机器人，以通过多关节臂使前端部动作。根据本专利技术又一个方式的控制方法包括：在用于对具有前端部和改变前端部的位置和姿势的多关节臂的机器人进行操作的操作设备中，检测第一坐标系上的操作设备的操作输入部的姿势，第一坐标系用于机器人的控制；与操作输入部的姿势对应地旋转相对于第一坐标系可旋转的第二坐标系；按照对操作输入部的操作输入，生成第二坐标系上的前端部的动作指令；将第二坐标系上的前端部的动作指令转换为第一坐标系上的前端部的动作指令；根据第一坐标系上的前端部的动作指令，输出用于控制机器人的控制指令；以及至少对第二坐标系绕一个轴线的旋转进行限制。根据本专利技术又一个方式的存储介质，存储有使操作设备执行控制方法的程序，操作设备用于操作机器人，机器人具有前端部和改变前端部的位置和姿势的多关节臂，控制方法包括：检测第一坐标系上的操作设备的操作输入部的姿势，第一坐标系用于机器人的控制；与操作输入部的姿势对应地旋转相对于第一坐标系可旋转的第二坐标系；按照对操作输入部的操作输入，生成第二坐标系上的前端部的动作指令；将第二坐标系上的前端部的动作指令转换为第一坐标系上的前端部的动作指令；根据第一坐标系上的前端部的动作指令，输出用于控制机器人的控制指令；以及至少对第二坐标系绕一个轴线的旋转进行限制。专利技术效果根据本专利技术，能够提供对提高机器人的示教操作中的操作性能有效的控制系统。附图说明图1是例示机器人系统的构成的示意图；图2是示出控制系统的功能性结构的框图；图3是示出固定坐标模式的操作画面的一例的示意图；图4是示出可动坐标模式的操作画面的一例的示意图；图5是示出可动坐标模式的操作画面的变形例的示意图；图6是示出可动坐标模式的操作画面的变形例的示意图；图7是示出可动坐标模式的操作画面的变形例的示意图；图8是例示触摸面板的姿势的示意图；图9是例示坐标旋转处理的示意图；图10是示出校准用的装置配置例的示意图；图11是例示控制系统的硬件结构的框图；图12是例示画面数据输出步骤的流程图；图13是例示操作控制步骤的流程图；图14是例示移动指令生成步骤的流程图；图15是例示旋转指令生成步骤的流程图；图16是例示校准步骤的流程图；图17是例示控制执行步骤的流程图。具体实施方式以下，参照附图，对实施方式进行详细说明。在说明中，对同一要素或具有同一功能的要素标注同一符号，并省略重复的说明。[机器人系统]根据本实施方式的机器人系统1是使机器人反复自动执行由操作者预先示教的动作的系统。对机器人系统1的用途没有特别限制。作为机器人系统1的用途的具体例，可以举出使机器人执行加工或组装等的产业用途。机器人系统1包括机器人10和控制系统100。机器人10例如是六轴垂直多关节机器人，具有基部11、前端部12和多关节臂20。基部11在机器人10的作业区域例如设置在地面上。多关节臂20连接基部11和前端部12。多关节臂20具有多个关节，通过改变该多个关节的动作角度来改变前端部12相对于基部11的位置及姿势。例如，多关节臂20包括枢转部21、第一臂22、第二臂23、腕部24和致动器41、42、43、44、45、46。枢转部21以能够绕铅直的轴线Ax1枢转的方式设置在基部11的上部枢转枢转。即，多关节臂20具有关节31，关节31能够使枢转部21绕轴线Ax1枢转。第一臂22以能够绕轴线Ax2摆动的方式与枢转部21连接，轴线Ax2与轴线Ax1交叉(例如，垂直)。即，多关节臂20具有关节32，关节32能够使第一臂22绕轴线Ax2摆动。这里的“交叉”也包括如所谓立体交叉那样的相互处于扭曲的关系的情况。以下也相同。第二臂23以能够绕轴线Ax3摆动的方式与第一臂22的端部连接，轴线Ax3与轴线Ax1交叉。即，多关节臂20具有关节33，关节33能够使第二臂23绕轴线Ax3摆动。轴线Ax3可以平行于轴线Ax2。腕部24具有枢转臂26和摆动臂27。枢转臂26沿第二臂23的中心从第二臂23的端部延伸，并且可绕沿第二臂23的中心的轴线Ax4枢转。即，多关节臂20具有关节34，关节34能够使枢转臂26绕轴线Ax4枢转。摆动臂27以能够绕与轴线Ax5摆动的方式与枢转臂26的端部连接，轴线Ax5与轴线Ax4交叉(例如，垂直)。即，多关节臂20具有关节35，关节35能够使摆动臂27绕轴线Ax5摆动。前端部12以能够绕轴线Ax6枢转的方式与摆动臂27的端部连接，轴线Ax6是沿着摆动臂27的中心的轴线。即，多关节臂20具有关节36，关节36能够使前端部12绕轴线Ax6枢转。致动器41、42、43、44、45、46例如以电动机为动力源，并分别驱动多关节臂20的多个关节31、32、33、34、35、36。例如，致动器41使枢转部21绕轴线Ax1枢转，致动器42使第一臂22绕轴线Ax2摆动，致动器43使第二臂23绕轴线Ax3摆动，致动器44使枢转臂26绕轴线Ax4枢转，致动器45使摆动臂27绕轴线Ax5摆动，致动器46使前端部12绕轴线Ax6枢转。即，致动器41～46分别驱动关节31～36。上述机器人10的结构只不过是一个例子。机器人10只要利用多关节臂改变前端部相对于基部的位置及姿势，就可以是任意的结构。例如，机器人10也可以是在上述六轴垂直多关节机器人上增加了冗余轴的七轴机器人。另外，机器人10也可以是所谓的标量型机器人。[控制系统]控制系统100是用于控制机器人10的系统，包括控制器200和操作设备300。控制器200将由操作者示教的机器人10的动作内容保持为动作程序，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作设备，包括：/n操作输入部，用于操作机器人，所述机器人具有前端部和多关节臂，所述多关节臂改变所述前端部的位置和姿势；/n设备姿势检测部，检测第一坐标系上的所述操作输入部的姿势，所述第一坐标系用于所述机器人的控制；/n坐标旋转部，与所述操作输入部的姿势对应地旋转相对于所述第一坐标系可旋转的第二坐标系；/n指令生成部，按照对所述操作输入部的操作输入，生成所述第二坐标系上的所述前端部的动作指令；/n指令转换部，将所述第二坐标系上的所述前端部的动作指令转换为所述第一坐标系上的所述前端部的动作指令；/n指令输出部，根据所述第一坐标系上的所述前端部的动作指令，输出用于控制所述机器人的控制指令；以及/n坐标旋转限制部，至少对所述第二坐标系绕一个轴线的旋转进行限制。/n

【技术特征摘要】
20180516 JP 2018-0946231.一种操作设备，包括：
操作输入部，用于操作机器人，所述机器人具有前端部和多关节臂，所述多关节臂改变所述前端部的位置和姿势；
设备姿势检测部，检测第一坐标系上的所述操作输入部的姿势，所述第一坐标系用于所述机器人的控制；
坐标旋转部，与所述操作输入部的姿势对应地旋转相对于所述第一坐标系可旋转的第二坐标系；
指令生成部，按照对所述操作输入部的操作输入，生成所述第二坐标系上的所述前端部的动作指令；
指令转换部，将所述第二坐标系上的所述前端部的动作指令转换为所述第一坐标系上的所述前端部的动作指令；
指令输出部，根据所述第一坐标系上的所述前端部的动作指令，输出用于控制所述机器人的控制指令；以及
坐标旋转限制部，至少对所述第二坐标系绕一个轴线的旋转进行限制。


2.如权利要求1所述的操作设备，其中，
所述坐标旋转限制部允许所述第二坐标系绕沿着一个方向的基准轴线的旋转，并且限制所述第二坐标系绕与所述基准轴线垂直的轴线的旋转。


3.如权利要求2所述的操作设备，其中，
所述基准轴线是铅直的。


4.如权利要求2或3所述的操作设备，其中，还包括画面输出部，输出画面数据，以在所述操作输入部上显示操作画面，所述操作画面分别包含第一移动工具图像和第二移动工具图像，所述第一移动工具图像用于输入使所述前端部沿着所述基准轴线移动的指令，所述第二移动工具图像用于输入使所述前端部沿着与基准轴线垂直的面移动的指令，
所述指令生成部包括：
所述第一移动指令生成部，按照对所述第一移动工具图像的操作输入，生成所述第二坐标系上的所述前端部的移动指令；以及
所述第二移动指令生成部，按照对所述第二移动工具图像的操作输入，生成所述第二坐标系上的所述前端部的移动指令。


5.如权利要求4所述的操作设备，其中，
当进行了指定所述第一移动工具图像内的至少一点的定点操作时，所述第一移动指令生成部基于所述第一移动工具图像内的该一点的位置，来确定所述前端部沿着所述基准轴线的移动方向；
当进行了指定所述第二移动工具图像内的至少一点的定点操作时，所述第二移动指令生成部基于所述第二移动工具图像内的该一点的位置，来确定所述前端部沿着与所述基准轴线垂直的面的移动方向。


6.如权利要求5所述的操作设备，其中，
所述第一移动工具图像包括沿着一条绘制线绘制的一个一维操作系统，该一维操作系统与在所述第二坐标系上沿着所述基准轴线设定的一条移动线相对应，
所述第二移动工具图像包括分别沿着相互交叉的多条绘制线绘制的多个一维操作系统，该多个一维操作系统分别与多条移动线对应，所述多条移动线在所述第二坐标系上被设定为在垂直于所述基准轴线的面内相互交叉，
当进行了指定所述第一移动工具图像的所述一维操作系统的至少一点的定点操作时，所述第一移动指令生成部在与该一维操作系统对应的移动线上，根据该一维操作系统内的该一点的位置来确定所述移动方向；
当进行了指定所述第二移动工具图像的所述多个一维操作系统中的任一个一维操作系统的至少一点的定点操作时，所述第二移动指令生成部在与被进行所述定点操作的一维操作系统对应的移动线上，根据被进行所述定点操作的一维操作系统内的该一点的位置来确定所述移动方向。


7.如权利要求4所述的操作设备，其中，
所述操作画面还包括量设定工具图像，所述量设定工具图像指示移动指令的标量；
所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂口诚史郎，平川洁，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：日本;JP