直接示教装置及直接示教方法制造方法及图纸

本发明专利技术机器人的直接示教装置及直接示教方法做到能兼顾机械臂的示教精度与操作感。本发明专利技术的直接示教装置具备：从动控制运算部(103)，其算出从动控制指令值；约束控制运算部(108)，其算出约束控制指令值；约束控制调整部(107)，其能连续地或者以至少三阶段以上的方式阶段性地调整约束控制运算部(108)所算出的机械臂(2)的运动的速度；合成部(109)，其将从动控制运算部(103)给出的算出结果与约束控制运算部(108)给出的算出结果加以合成；以及驱动控制部(110)，其根据合成部(109)给出的合成结果来驱动机械臂(2)。结果来驱动机械臂(2)。结果来驱动机械臂(2)。

Direct teaching device and method

【技术实现步骤摘要】
直接示教装置及直接示教方法


[0001]本专利技术涉及一种进行机器人的直接示教的直接示教装置及直接示教方法。

技术介绍

[0002]在工业用机器人中，为了让机器人进行作业，要事先实施称为示教(Teaching)的作业。作为进行该机器人的示教的方法之一，有称为直接示教(Direct Teaching)的方法。
[0003]例如专利文献1揭示了一种使用力传感器或转矩传感器的机器人的直接示教装置。该直接示教装置的特征在于，可以切换带约束的直接示教与无约束的直接示教。
[0004]带约束的直接示教的目的在于提高示教精度。一般的直接示教装置能对机器人直观地进行操作及示教，另一方面，机器人的位置姿态会因外力而简单地改变，所以难以提高示教精度。相对于此，在带约束的直接示教中，以成为指尖朝向铅垂朝下的姿态的方式加以约束来进行操作及示教，或者以指尖位于某一平面或曲面上的方式加以约束，或者以指尖位于某一轴上的方式加以约束，只能在规定的制约的范围内对机器人进行操作及示教。由此，能以姿态准确地成为铅垂朝下的方式、能以位置准确地处于规定平面、曲面或轴上的方式进行示教，从而解决了难以提高示教精度这一问题。
[0005]另一方面，并非始终需要带约束的直接示教。因此，较理想为在不需要的情况下能转为无约束的直接示教而摆脱约束来自由地进行操作及示教。因此，在专利文献1的直接示教装置中，以如下方式自动进行切换：当接近欲作约束的姿态或位置时转为带约束的直接示教，否则转为无约束的直接示教。
[0006]图13展示专利文献1的直接示教装置1b的概略构成图。在该直接示教装置1b中，首先，位置姿态测量部101b测量机器人所具有的机械臂2的位置姿态相关的参数。再者，作为机械臂2的位置姿态相关的参数，可列举机械臂2的位置、机械臂2的姿态或者机械臂2的关节角等。此外，外力检测部102b检测操作者对机械臂2施加的外力。接着，从动控制运算部103b根据位置姿态测量部101b给出的测量结果来算出遵从外力检测部102b所检测到的外力的机械臂2的运动(从动控制指令值)。
[0007]接着，位置姿态运算部104b根据从动控制运算部103b给出的算出结果来算出机械臂2的位置姿态。所谓机械臂2的位置姿态，意指机械臂2的位置或姿态中的至少一方。接着，接近判定部105b根据位置姿态运算部104b给出的算出结果来判定机械臂2的位置姿态是否已接近约束目标。接着，切换部106b按照接近判定部105b给出的判定结果来切换约束控制运算部108b的动作。即，在接近判定部105b判定机械臂2的位置姿态已接近约束目标的情况下，切换部106b将约束控制运算部108b的处理设为有效。另一方面，在接近判定部105b判定机械臂2的位置姿态尚未接近约束目标的情况下，切换部106b将约束控制运算部108b的处理设为无效。
[0008]接着，目标值算出部107b根据约束目标以及位置姿态运算部104b给出的算出结果
来算出约束控制的目标值。例如，目标值算出部107b算出遵从规定的姿态(约束姿态)、规定的曲面或平面(约束面)、或者规定的轴或曲线(约束轴)的机械臂2的位置姿态作为目标值。接着，约束控制运算部108b根据位置姿态运算部104b给出的算出结果来算出朝目标值算出部107b所算出的目标值移动的机械臂2的运动(约束控制指令值)。接着，约束控制限制部109b对约束控制运算部108b给出的算出结果进行限制。即，约束控制限制部109b以从动控制运算部103b给出的算出结果优先于约束控制运算部108b给出的算出结果的方式对约束控制运算部108b给出的算出结果施加限制。
[0009]接着，合成部110b将从动控制运算部103b给出的算出结果(从动控制指令值)与约束控制限制部109b给出的限制结果(约束控制指令值)合成为一个指令值。接着，驱动控制部111b根据合成部110b给出的合成结果来驱动机械臂2。
[0010]在图13所示的直接示教装置1b中，通过上述那样的一系列动作来进行机械臂2按照人借助力量给出的指示进行运动这样的控制。其后，当机械臂2的位置及姿态变为操作者想要的状态时，直接示教装置1b将此时的关节角或位置及姿态作为示教点加以记录。记录下来的示教点在机器人进行作业时加以使用。此外，在直接示教装置1b中，通过由切换部106b切换约束控制运算部108b的动作，能在切换带约束的直接示教与无约束的直接示教的情况下进行直接示教。【现有技术文献】【专利文献】
[0011]【专利文献1】日本专利特开2019
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202383号公报

技术实现思路

【专利技术要解决的问题】
[0012]然而，专利文献1的直接示教装置为是否进行约束控制运算的二选一，所以在切换约束控制运算的开闭时存在机械臂骤然运动或者产生振动的情况。因此存在损害操作者的操作感这一情况。若减弱使机械臂跟随约束姿态、约束面或者约束轴的力，则能减轻该问题，但如此一来，通过跟随约束姿态、约束面或者约束轴来提高示教精度的性能就会变差。因此，示教精度与操作感的兼顾是比较困难的。
[0013]本专利技术是为了解决上述那样的问题而成，其目的在于提供一种能够兼顾机械臂的示教精度与操作感的直接示教装置。【解决问题的技术手段】
[0014]本专利技术的直接示教装置的特征在于，具备：外力检测部，其检测施加到机器人所具有的机械臂的外力；从动控制运算部，其算出遵从外力检测部所检测到的外力的机械臂的运动；位置姿态运算部，其算出作为机械臂的位置或姿态中的至少一方的位置姿态的当前值或预测值；目标值算出部，其根据约束目标以及位置姿态运算部给出的算出结果来算出约束控制的目标值；约束控制运算部，其根据位置姿态运算部给出的算出结果来算出朝目标值算出部所算出的目标值移动的机械臂的运动；约束控制调整部，其能够连续地或者以至少三阶段以上的方式阶段性地调整约束控制运算部所算出的机械臂的运动的速度；合成部，其将从动控制运算部给出的算出结果与约束控制运算部给出的算出结果加以合成；以
及驱动控制部，其根据合成部给出的合成结果来驱动机械臂。【专利技术的效果】
[0015]根据本专利技术，由于以上述方式构成，所以能兼顾机械臂的示教精度与操作感。
附图说明
[0016]图1为表示实施方式1的直接示教装置的构成例的图。图2为表示实施方式1中的从动控制运算部的构成例的图。图3为表示实施方式1中的约束控制运算部的构成例的图。图4为表示实施方式1的直接示教装置的动作例的流程图。图5为表示实施方式1中的目标值算出部的动作例的图(姿态约束的情况)。图6为表示实施方式1中的目标值算出部的动作例的图(姿态约束的情况)。图7为表示实施方式1的直接示教装置中使用的约束控制区域的一例的图。图8为表示实施方式1中的约束控制调整部的动作例的图。图9为表示实施方式2中的约束控制运算部的构成例的图。图10为表示实施方式2中的约束控制调整部的动作例的图。图11为表示实施方式3的直接示教装置的构成例的图。图12为表示实施方式4的直接示教装置的构成例的图。图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直接示教装置，其特征在于，具备：外力检测部，其检测施加到机器人所具有的机械臂的外力；从动控制运算部，其算出遵从所述外力检测部所检测到的外力的所述机械臂的运动；位置姿态运算部，其算出作为所述机械臂的位置或姿态中的至少一方的位置姿态的当前值或预测值；目标值算出部，其根据约束目标以及所述位置姿态运算部给出的算出结果来算出约束控制的目标值；约束控制运算部，其根据所述位置姿态运算部给出的算出结果来算出朝所述目标值算出部所算出的目标值移动的所述机械臂的运动；约束控制调整部，其能连续地或者以至少三阶段以上的方式阶段性地调整所述约束控制运算部所算出的机械臂的运动的速度；合成部，其将所述从动控制运算部给出的算出结果与所述约束控制运算部给出的算出结果加以合成；以及驱动控制部，其根据所述合成部给出的合成结果来驱动所述机械臂。2.根据权利要求1所述的直接示教装置，其特征在于，所述约束控制运算部具备：偏差运算部，其算出所述目标值算出部所算出的目标值与所述位置姿态运算部所算出的位置姿态的当前值或预测值的偏差；指令值运算部，其根据所述偏差运算部给出的算出结果来算出相当于所述约束控制运算部的算出结果的限制前的约束控制指令值；以及限制部，其限制所述指令值运算部所算出的限制前的约束控制指令值，所述约束控制调整部通过调整所述限制部来调整所述机械臂的运动的速度。3.根据权利要求1所述的直接示教装置，其特征在于，所述约束控制运算部具备：偏差运算部，其算出所述目标值算出部所算出的目标值与所述位置姿态运算部所算出的位置姿态的当前值或预测值的偏差；以及乘法部，其对所述偏差运算部给出的算出结果乘以调整增益，所述约束控制调整部对通过所述乘法部来相乘的调整增益进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：田原铁也，
申请(专利权)人：阿自倍尔株式会社，
类型：发明
国别省市：