机器人、机器人控制装置以及机器人系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及机器人、机器人控制装置以及机器人系统，使得以非水平的平面为基准控制机器人变得容易。机器人具备：局部坐标系导出部，其基于拍摄表示非水平的作业平面内的3点以上的标记而得的图像导出具有与上述作业平面平行且相互正交的2个轴的局部坐标系；以及控制参数获取部，其经由上述局部坐标系获取控制参数。

Robot, robot control device and robot system

The invention relates to a robot, a robot control device and a robot system, which makes it easy to control the robot on the basis of the horizontal plane. The robot has: the derived part local coordinate system, which is based on the image derived shooting mark 3 points in the non working plane level above which can work with the plane parallel and orthogonal axis 2 local coordinate system; and the control parameters of the local coordinate system through the acquisition of control parameters.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人、机器人控制装置以及机器人系统。
技术介绍
以往，每当使用机器人处理工件时，需要预先向机器人示教工件的位置、工具相对于工件的姿势等。在此，工具是指为了处理工件而使用的机械手等，是根据工件的形态和处理内容安装于机器人的配件。在向机器人示教工件的位置、工具相对于工件的姿势等的情况下，一般采用如下方法，即，将实际的工件的位置作为目标点并通过点动进给操作使工具的前端等控制对象点移动至目标点，并使移动后的位置存储于机器人。专利文献1：日本特开2012-228757号公报然而，机器人处理的工件的对象面未必是水平面(与铅垂方向垂直的面)。例如若是在三棱柱形态的工件的侧面之一通过钻头形成多个孔的处理，则若将其它侧面作为底面而将工件载置在水平的操作台上，则应形成孔的对象面成为非水平的倾斜面。该情况下，示教处于倾斜的对象面上的穿孔位置以及钻头的旋转轴与对象面垂直的姿势。但是，这样的示教操作并不容易，另外，很难高精度地实施。
技术实现思路
本专利技术是为了解决这样的问题而完成的，目的在于使以非水平的平面为基准控制机器人变得容易。用于实现上述目的的机器人，具备：局部坐标系导出部，其基于拍摄表示非水平的作业平面内的3点以上的标记而得的图像导出具有与上述作业平面平行且相互正交的2个轴的局部坐标系；以及控制参数获取部，其经由上述局部坐标系获取控制参数。在此，作业平面是指成为在针对工件控制机器人时的基准的平面，是载置机器人所处理的工件的面、工件的对象面、与它们平行的平面等对工件实施各种处理时作为基准的平面。另外，导出局部坐标系是指使以预先定义的基准坐标系表示的位置与以该局部坐标系表示的位置的对应关系成为明确的状态，例如包括导出坐标变换矩阵。另外，控制参数是表示控制机器人时使用的位置、方向、姿势、距离、速度、加速度、角速度、角加速度等控制量的数值。因此，“经由局部坐标系获取控制参数”意味着在根据局部坐标系来解释其数值(控制参数)的几何学的含义的状态下获取控制参数。应予说明，控制参数本身也可以不表示局部坐标系的坐标、方向，例如也可以通过外部的系统、操作人员的输入操作将与局部坐标系对应的其它坐标系的坐标、方向作为控制参数来获取后，使用变换矩阵来获取局部坐标系的坐标、方向，也可以在通过外部的系统、操作人员的输入操作获取局部坐标系的坐标、方向后，使用变换矩阵获取其它坐标系的坐标、方向。根据本专利技术，由于能够基于图像导出局部坐标系，并经由导出的局部坐标系使机器人获取控制参数，所以以非水平的平面为基准控制机器人变得容易。应予说明，技术方案所述的各单元的功能通过由构成本身确定功能的硬件资源、通过程序确定功能的硬件资源、或者它们的组合来实现。另外，这些各单元的功能并不局限于各自在通过物理上相互独立的硬件资源来实现的功能。附图说明图1A是本专利技术的实施方式所涉及的示意性的立体图。图1B是本专利技术的实施方式所涉及的框图。图2A是本专利技术的实施方式所涉及的俯视图，图2B是本专利技术的实施方式所涉及的侧视图。图3是本专利技术的实施方式所涉及的俯视图。图4是本专利技术的实施方式所涉及的流程图。图5是本专利技术的实施方式所涉及的流程图。图6是本专利技术的实施方式所涉及的流程图。图7是本专利技术的实施方式所涉及的示意图。图8是表示本专利技术的实施方式所涉及的图像的图。图9是本专利技术的实施方式所涉及的示意图。图10是表示本专利技术的实施方式所涉及的图像的图。图11是本专利技术的实施方式所涉及的流程图。图12是表示本专利技术的实施方式所涉及的图像的图。图13是本专利技术的实施方式所涉及的示意图。图14是本专利技术的实施方式所涉及的流程图。图15是本专利技术的实施方式所涉及的流程图。图16是本专利技术的实施方式所涉及的示意性的立体图。图17是本专利技术的实施方式所涉及的示意性的立体图。图18是表示本专利技术的实施方式所涉及的图像的图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。应予说明，在各图中对对应的构成要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。1.机器人系统的构成如图1所示，作为本专利技术的一实施例的机器人系统具备机器人1、摄像机2、以及作为机器人控制装置的PC(Personal Computer：个人计算机)3。如图1A简化表示的那样，机器人1是具备通过6个旋转轴部件121、122、123、124、125、126弯曲的机械臂的单臂6轴机器人。基台110
支承第一臂111的旋转轴部件121。第一臂111以旋转轴部件121的中心轴为中心与旋转轴部件121一同相对于基台110旋转。第一臂111支承第二臂112的旋转轴部件122。第二臂112以旋转轴部件122的中心轴为中心与旋转轴部件122一同相对于第一臂111旋转。第二臂112支承第三臂113的旋转轴部件123。第三臂113以旋转轴部件123的中心轴为中心与旋转轴部件123一同相对于第二臂112旋转。第三臂113支承第四臂114的旋转轴部件124。第四臂114以旋转轴部件124的中心轴为中心与旋转轴部件124一同相对于第三臂113旋转。第四臂114支承第五臂115的旋转轴部件125。第五臂115以旋转轴部件125的中心轴为中心与旋转轴部件125一同相对于第四臂114旋转。第五臂115支承安装工具的旋转轴部件126。如图2所示，在前端的旋转轴部件126设置有安装用于操作工件的各种工具的工具卡盘1261。如图2A所示，工具卡盘1261的安装面被分割成放射状，在其中央部安装工具的棒状的轴部TJ。工具卡盘1261在旋转轴部件126的旋转轴上夹入各种工具的轴部TJ并将其保持。因此，在工具被正确地安装在工具卡盘1261的状态下，工具的轴部TJ的中心轴与旋转轴部件126的旋转轴一致。在此，将使用机器人1把持工件时成为机器人1与工件的接触点的部分等一般而言最接近对象物的部分的机器人1侧的基准点称作工具中心点(TCP)。在本实施例中，TCP成为控制对象点。如图1B所示，机器人1具备驱动旋转轴部件121的马达131、驱动旋转轴部件122的马达132、驱动旋转轴部件123的马达133、驱动旋转轴部件124的马达134、驱动旋转轴部件125的马达135、驱动旋转轴部件126的马达136、以及控制马达131～136的控制部14。马达131～136是被以目标值与当前值的差值成为零的方式反馈控制的伺服马达。控制部14从PC3获取表示TCP的位置以及姿势的目标值、点动进给指示，并基于目标值以及点动进给指示来控制马达131～136。在控制机器人1时，除了成为全部的坐标系的基准的基准坐标系Rb外，使用相对于各旋转轴部件固定并与各旋转轴部件一同旋转的坐标系J1～J6以及在使用机器人视觉来处理特定的工件时使用的局部坐标系Lc。这些坐标系的长度的单位是毫米，角度的单位是度。机器人1的基
准坐标系Rb是由分别水平的x0轴和y0轴、以及将铅垂向下作为正方向的z0轴决定的三维的正交坐标系，通过设置机器人1而被固定为机器人1动作的空间。与旋转轴部件126一同旋转的坐标系J6是以TCP作为原点，由与旋转轴部件126的旋转轴平行的z6轴、分别与z6轴垂直的x6轴和y6轴决定的三维的正交坐标系。应予说明，各坐标系中，以u表示绕z轴的旋转，以v表示绕y轴的旋转，以w表示绕x轴的旋转。在工具卡盘126本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人，其特征在于，具备：局部坐标系导出部，其基于拍摄表示非水平的作业平面内的3点以上的标记而得的图像导出具有与所述作业平面平行且相互正交的2个轴的局部坐标系；以及控制参数获取部，其经由所述局部坐标系获取控制参数。

【技术特征摘要】
2015.06.02 JP 2015-1119721.一种机器人，其特征在于，具备：局部坐标系导出部，其基于拍摄表示非水平的作业平面内的3点以上的标记而得的图像导出具有与所述作业平面平行且相互正交的2个轴的局部坐标系；以及控制参数获取部，其经由所述局部坐标系获取控制参数。2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述控制参数是控制对象点移动的目标点的坐标。3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，具有使所述控制对象点相对于所述作业平面平行移动的控制模式。4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，若操作人员指定拍摄所述作业平面而得的图像的坐标，则所述控制参数获取部将拍摄所述作业平面而得的图像的坐标变换为作为所述目标点的所述局部坐标系的坐标。5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述控制参数获取部经由所述图像的坐标系和所述局部坐标系获取所述控制参数。6.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，具备通过所述控制参数而被控制的臂。7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，所述控制参数是安装于所述臂的工具的姿势。8.根据权利要求1～7中任意一项所述的机器人，其特征在于，具备设置于所述臂并拍摄所述标记的拍摄部。9...

【专利技术属性】
技术研发人员：石毛太郎，原田笃，山口如洋，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP