显示用于机器人的示教的信息的机器人系统技术方案

本发明专利技术提供一种显示用于机器人的示教的信息的机器人系统，该机器人系统具备机器人控制装置、包含正交点动操作部的示教操作面板以及信息显示装置。机器人控制装置将机器人的机械手前端部可以通过的机器人坐标系上的多个位置设为取样点，向信息显示装置通知各取样点的位置和各取样点是否在机械手前端部的可动范围内以及各取样点是否在奇点附近的判定结果信息。信息显示装置使用各取样点的位置与判定结果信息，生成用于在视觉上区分机械手前端部的可动范围的部分、奇点附近的部分等的图形图像并叠加显示于机器人的影像上。

【技术实现步骤摘要】
显示用于机器人的示教的信息的机器人系统
本专利技术涉及显示用于机器人的示教的信息的机器人系统。
技术介绍
在针对生产现场中的作业使用多关节机器人时，有时机器人的操作者使用连接到机器人控制装置的示教操作面板来实际操作机器人，并对机器人示教所期望的作业动作。在机器人的示教操作中，几乎都是以下情况：一边按下配置在示教操作面板中的用于指定机器人动作方向的键一边进行使机器人移动到理想的位置的操作，即所谓点动操作。作为点动操作的主要的操作方法，有正交点动操作，其使机器人的机械手前端部在固定在机器人中的正交坐标系的X轴、Y轴或者Z轴方向移动；以及各轴点动操作，其使机器人按照机器人的各轴部在围绕轴的方向移动。正交点动操作是基于人类易于理解的正交坐标系的操作，因此操作者大多通过正交点动操作来进行机器人示教操作。另外，以往提出了一种技术(例如，参照日本特开平7-295625号公报)：如果操作者操作机器人控制装置的示教操作面板来进行点动模式的指定，则与机器人的图像一起，在画面上对所指定的点动模式的内容，例如点动进给方向进行图形显示。
技术实现思路
通常，如果通过上述正交点动操作指定机器人机械手前端部的移动方向来生成指令位置，则根据指令位置通过逆运动学计算来计算各轴部的旋转角度，并根据该计算值，使各轴部协调动作，以使机器人机械手前端部移动到指令位置。因此，很难使机器人移动到得不到逆运动学计算的解的指令位置。例如，针对2个以上的轴部的旋转轴排列在一条直线上那样的机器人姿势的指令位置，无法唯一地确定这些轴部的旋转角度，因此无法将机器人移动到像那样的位置。如此无法控制机器人的位置被称为奇点，在通过正交点动操作进行机器人示教时，需要避开奇点或其附近来移动机器人的机械手前端部。但是，奇点取决于机器人的机构，因此操作者往往无法识别出机器人的姿势接近奇点，被判断为奇点附近的区域也取决于奇点的位置。因此，操作者很难找出有效地避开奇点的方法。在上述日本特开平7-295625号公报所公开的方法中，仅对点动进给方向进行图形显示，因此无法使机器人示教中的操作者识别奇点的位置。因此，在正交点动操作中，需要一种能够使操作者容易地识别机器人的机械手前端部的移动方向以及在该移动方向存在奇点的技术。本公开的一个方式是一种机器人系统，其具备控制机器人的机器人控制装置、包含对于固定在该机器人中的机器人坐标系的正交3轴方向的各方向或者合成方向进行所述机器人的手动操作的正交点动操作部的示教操作面板、以及用于显示所述机器人的示教的信息的信息显示装置，该机器人系统的特征在于，所述机器人控制装置具备：取样点计算部，其分别按照预定的周期来计算所述机器人的机械手前端部能够在由所述正交点动操作部指定的移动方向通行的所述机器人坐标系上的多个位置并设为取样点；判定部，其进行判定各所述取样点是否在所述机器人的奇点附近的判定处理；以及通知部，其向所述信息显示装置通知各所述取样点的位置和表示各所述取样点的、所述判定处理的结果的判定结果信息，所述信息显示装置具备：摄像机，其拍摄所述机器人；显示部，其显示通过所述摄像机拍摄的所述机器人的影像；以及显示处理部，其使用各所述取样点的位置以及所述判定结果信息，以表示通过各所述取样点的直线状轨迹并且分别在视觉上区分该直线状轨迹中的所述机械手前端部的可动范围内的部分与所述机械手前端部的可动范围外的部分以及所述奇点附近的部分的方式来生成图形图像，并进行与所述机器人的影像叠加的处理。附图说明通过与附图有关的以下实施方式的说明，本专利技术的目的、特征以及优点会变得更清楚。在这些图中：图1是表示一个实施方式的机器人系统的功能框图，图2是示出了机器人的一个结构例的侧面图，图3A是示出了多关节机器人的奇点的一个例子的示意图，图3B是示出了多关节机器人的奇点的其他例子的示意图，图4示意性地示出了通过一个实施方式的机器人系统叠加了图形图像的机器人的影像例，图5是示出了图1的机器人控制装置的处理流程的流程图，图6是示出了图1的信息显示装置的处理流程的流程图。具体实施方式以下，参照附图来说明本专利技术的实施方式。贯穿全部附图，对相对应的结构要素赋予共通的参照符号。为了便于理解，这些附图适当变更了比例尺。另外，附图中所示的方式是用于实施本专利技术的一个例子，本专利技术并不限定于图示出的方式。图1是表示一实施方式的机器人系统1的功能框图。本实施方式的机器人系统1具备控制机器人10的机器人控制装置11、用于进行机器人10的示教操作的示教操作面板12以及显示与机器人10的控制有关的信息的信息显示装置13。图2是表示机器人10的一个结构例的侧面图。图示出的机器人10是6轴垂直多关节机器人。如图2所示，机器人10具备6个轴部(关节部)10a1～10a6以及通过轴部10a1～10a6分别连结的多个机械臂部(链接部)10b。在轴部10a1～10a6的每一个中，内置旋转驱动各机械臂部10b的电动机(未图示)。此外，并不限定于图2的机器人方式，可以应用本专利技术的机器人的方式只要是具有多个关节部的多关节机器人即可。在机器人10的主体上还固定有机器人坐标系26。在本实施方式中，机器人坐标系26的原点被设定在机器人10的基座部。在图2中，通过虚线的圆框还示出了机器人坐标系26的放大图。在图2的例子中，机器人坐标系26的原点被设定在机器人10的基座部，该原点作为中心，设图2的右方向为+X轴方向、图2的上方向为+Z轴方向、相对于图2的纸面的深度方向为+Y轴方向。机器人控制装置11以及示教操作面板12使用上述机器人坐标系26中的位置(坐标)，能够控制机器人10的机械手前端部的位置，例如TCP(工具中心点：toolcenterpoint)27。再次参照图1，示教操作面板12与机器人控制装置11通过有线或者无线可相互通信地连接。示教操作面板12包含用于对于固定在机器人10中的机器人坐标系的正交3轴方向(X轴方向、Y轴方向、Z轴方向)的各方向或者合成方向进行机器人10的手动操作的正交点动操作部14。示教操作面板12除了正交点动操作部14，还具有各轴点动操作部、工具点动操作部等(未图示)。各轴点动操作部是用于单独手动操作机器人10的各轴部10a的操作部，工具点动操作部是用于根据固定在可安装工具地设置的机器人10的机械手前端部的凸缘表面28(参照图2)中的工具坐标系来手动操作机器人10的操作部。作为工具，能够使用机械手前端部、螺栓夹具、焊枪等。机器人控制装置11具有按照预先存储在机器人控制装置11中的动作程序来生成机器人10的各轴部10a的动作指令并发送至各轴部10a的电动机，并且接收机器人10的各轴部10a的旋转角度、旋转速度的功能。各轴部10a的电动机具备检测该电动机的旋转角度、旋转速度的编码器。通过各轴部10a的电动机所具备的编码器来获取各轴部10a的旋转角度、旋转速度。机器人控制装置11控制机器人10，以使通过编码器输出的旋转角度、旋转速度与动作指令(位置指令、速度指令)一致。在各轴部10a中不限定于编码器，还可以具备能够测量轴部10a的旋转位置、旋转速度的测量器。在对机器人10示教所期望的作业动作时，操作者使用示教操作面板12来进行机器人10的示教操作。例如，如果操作者按下示教操作面板12的正交点动操作部14中的+本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人系统，其具备控制机器人的机器人控制装置、包含对于固定在该机器人中的机器人坐标系的正交3轴方向的各方向或者合成方向进行所述机器人的手动操作的正交点动操作部的示教操作面板、以及显示用于所述机器人的示教的信息的信息显示装置，该机器人系统的特征在于，所述机器人控制装置具备：取样点计算部，其分别按照预定的周期来计算所述机器人的机械手前端部能够在由所述正交点动操作部指定的移动方向通行的所述机器人坐标系上的多个位置并设为取样点；判定部，其进行判定各所述取样点是否在所述机械手前端部的可动范围内的第1判定处理以及判定各所述取样点是否在机器人的奇点附近的第2判定处理；以及通知部，其向所述信息显示装置通知各所述取样点的位置和表示各所述取样点的、所述第1判定处理以及所述第2判定处理的结果的判定结果信息，所述信息显示装置具备：摄像机，其拍摄所述机器人；显示部，其显示通过所述摄像机拍摄的所述机器人的影像；以及显示处理部，其使用各所述取样点的位置以及所述判定结果信息，以表示通过各所述取样点的直线状轨迹并且分别在视觉上区分该直线状轨迹中的所述机械手前端部的可动范围内的部分与所述机械手前端部的可动范围外的部分以及所述奇点附近的部分的方式来生成图形图像，并进行与所述机器人的影像叠加的处理。...

【技术特征摘要】
2017.05.31 JP 2017-1082471.一种机器人系统，其具备控制机器人的机器人控制装置、包含对于固定在该机器人中的机器人坐标系的正交3轴方向的各方向或者合成方向进行所述机器人的手动操作的正交点动操作部的示教操作面板、以及显示用于所述机器人的示教的信息的信息显示装置，该机器人系统的特征在于，所述机器人控制装置具备：取样点计算部，其分别按照预定的周期来计算所述机器人的机械手前端部能够在由所述正交点动操作部指定的移动方向通行的所述机器人坐标系上的多个位置并设为取样点；判定部，其进行判定各所述取样点是否在所述机械手前端部的可动范围内的第1判定处理以及判定各所述取样点是否在机器人的奇点附近的第2判定处理；以及通知部，其向所述信息显示装置通知各所述取样点的位置和表示各所述取样点的、所述第1判定处理以及所述第2判定处理的结果的判定结果信息，所述信息显示装置具备：摄像机，其拍摄所述机器人；显示部，其显示通过所述摄像机拍摄的所述机器人的影像；以及显示处理部，其使用各所述取样点的位置以及所述判定结果信息，以表示通过各所述取样点的直线状轨迹并且分别在视觉上区分该直线状轨迹中的所述机械手前端部的可动范围内的部分与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：松岛友则，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP