具有外力显示功能的机器人系统、处理装置以及示教操作盘制造方法及图纸

本发明专利技术涉及具有外力显示功能的机器人系统、处理装置以及示教操作盘。该系统检测施加给机器人的外力并显示。以视觉能够直观地判定检测出的外力的大小以及方向的方式图像化并显示。机器人系统具备：机器人；检测部，其检测施加给机器人的外力；转换部，其将检测部检测出的外力的大小以及方向转换为三维正交坐标系的坐标值；图像生成部，其使用通过转换部得到的坐标值来生成通过图形表示外力的大小以及方向的力模型图像；以及显示部，其对由图像生成部生成的力模型图像进行三维显示。

Robot system with external force display function, processing device and teaching operation panel

The invention relates to a robot system, a processing device and a teaching operation disc with external force display function. The system detects the external force exerted on the robot and displays it. Visual visually determines the size and direction of the detected external force. Robot system has: robot; detection unit, which detects the external force applied to the robot; conversion unit, which converts the magnitude and direction of the external force detected by the detection unit into the coordinate value of three-dimensional orthogonal coordinate system; image generation unit, which uses the coordinate value obtained by conversion unit to generate the large external force expressed by graphics. A small and directional force model image, and a display unit which displays the force model image generated by the image generating unit in three dimensions.

【技术实现步骤摘要】
具有外力显示功能的机器人系统、处理装置以及示教操作盘
本专利技术涉及一种具有外力显示功能的机器人系统。本专利技术还涉及一种具有外力显示功能的处理装置。本专利技术还涉及一种具有外力显示功能的示教操作盘。
技术介绍
已知一种具备检测由机器人受到的接触力的力传感器的机器人系统(例如参照日本国专利公开公报第2015-171747号(JP2015-171747A))。JP2015-171747A中记载的机器人系统中，在多关节机器人上安装力传感器，从力传感器的当前输出减去推定内力以及力修正量，并计算机器人臂接触外部环境的接触力。该机器人系统具有在接触力超过预定值时使机器人臂停止的结构。另外，已知一种机器人系统(例如参照日本国专利公开公报第2017-001122号(JP2017-001122A))，具备检测在作业工具与工件之间进行作用的力的力检测部、显示力检测部检测出的力的显示部。在JP2017-001122A中记载的机器人系统中，机器人臂上安装力传感器，将力传感器检测出的在作业工具与工件之间作用的力作为工件表面的力的作用点或者以其附近作为原点的线段或线段状(例如向量状)的图形显示在显示部中。
技术实现思路
在检测出施加给机器人的外力并显示的系统结构中，优选以不仅能够通过视觉识别检测出的外力的大小以及方向，也能够直观地进行判定的方式来进行图像化显示。本公开的一个方式为机器人系统，该机器人系统具备：机器人；检测部，其检测施加给机器人的外力；转换部，其将检测部检测出的外力的大小以及方向转换为三维正交坐标系的坐标值；图像生成部，其使用通过转换部得到的坐标值来生成通过图形表示外力的大小以及方向的力模型图像；以及显示部，其对由图像生成部生成的力模型图像进行三维显示。本公开的其他方式为处理装置，该处理装置具备：外力取得部，其取得施加给机器人的外力；转换部，其将外力取得部所取得的外力的大小以及方向转换为三维正交坐标系的坐标值；图像生成部，其使用通过转换部得到的坐标值生成通过图形表示外力的上述大小以及方向的力模型图像；以及显示处理部，其对由图像生成部生成的力模型图像进行三维显示处理。本公开的另一其他方式为示教操作盘，该示教操作盘具备将通过图形表示施加给机器人的外力的大小以及方向的力模型图像进行三维显示的显示部。一个方式的机器人系统构成为，由转换部将检测部检测出的外力的大小以及方向转换为三维正交坐标系的坐标值，图像生成部使用该坐标值生成通过图形表示外力的大小以及方向的力模型图像，并由显示部对力模型图像进行三维显示，因此力模型图像的识别者不仅能够通过视觉识别出施加给机器人的外力的大小以及方向，也能够直观地判定以什么程度的外力施加给哪个方向。其他方式的处理装置以及其他方式的示教操作盘会有与上述机器人系统的效果相同的效果。附图说明通过说明与附图关联的以下实施方式，能够更加明确本专利技术的目的、特征以及优点。在该附图中：图1是表示一个方式的机器人系统的结构的功能框图。图2是示意地表示一个实施方式的机器人系统的图。图3是表示显示画面的一个例子的图。图4是表示显示画面的其他例子的图。图5是表示显示画面的另一其他的例子的图。图6表示显示画面的例外其他的例子。图7是表示其他实施方式的机器人系统的功能框图。图8是表示其他方式的处理装置的结构的功能框图。图9是表示一个实施方式的处理装置的功能框图。图10是表示另一其他方式的示教操作盘的结构的功能框图。图11是示意地表示一个实施方式的示教操作盘的图。图12是表示其他实施方式的示教操作盘的功能框图。具体实施方式以下，参照附图说明本公开的实施方式。在所有附图中，对相应的结构要素标注相同的参照标记。图1通过功能块表示本公开一个方式的机器人系统10的结构。机器人系统10具备：机器人12；检测部14，其检测施加给机器人12的外力F；转换部16，其将检测部14检测出的外力F的大小以及方向转换为三维正交坐标系的坐标值C；图像生成部18，其使用通过转换部16得到的坐标值C来生成通过图形表示外力F的大小以及方向的力模型图像If以及显示部20，其对由图像生成部18生成的力模型图像If进行三维显示。机器人12具备从多关节型、龙门式、横向双摆臂式等公知的各种机构部适当选择出的机构部(也称为机器人臂)，使用安装在机构部前端的机械手和工具等终端执行器针对对象物执行处理、加工等各种作业。检测部14由设置在机器人12上的所希望个数的力传感器、加速度传感器等传感器类、检测机器人12的所希望的动作轴的负荷等的检测电路等构成。检测部14能够具有以下结构，即将施加给机器人12的外力F作为例如三维正交坐标系的各轴方向的分力进行检测。另外，在本公开中，不特别限定机器人12、检测部14的结构。转换部16能够作为例如计算机的CPU(中央处理装置)等运算处理装置的一个功能(硬件)来构成。或者，转换部16能够作为例如用于使计算机的CPU等运算处理装置发挥功能的软件来构成。转换部16进行以下的运算，即从检测部14检测出的外力F的数据提取外力F的大小以及方向，并将这些大小以及方向转换为三维正交坐标系的坐标值C(fx、fy、fz)。转换部16所得到的坐标值C用于生成适合向显示部20显示的力模型图像If，作为该三维正交坐标系能够采用设定在显示部20中的坐标系。图像生成部18能够作为例如计算机的CPU(中央处理装置)等运算处理装置的一个功能(硬件)来构成。或者，图像生成部18能够作为例如用于使计算机的CPU等运算处理装置发挥功能的软件来构成。图像生成部18使用通过转换部16所得到的坐标值C(fx、fy、fz)来绘出图像识别者能够直观地判定外力F的大小以及方向的单一立体图形，生成通过该立体图形表现的力模型图像If。作为力模型图像If的立体图形的一例，能够列举出后述的圆锥状的图形。在圆锥状的力模型图像If的情况下，图像生成部18能够生成力模型图像If，该力模型图像If将坐标值C的三维正交坐标系的原点置于圆锥底面的中心，并通过从圆锥的底面中心到顶点的距离和方向分别表现通过坐标值C所表示的外力F的大小和方向。另外，力模型图像If所表示的“外力F的大小”表示的不是外力F的数值自身而是外力F的大小的程度(例如相对于预定的外力限制值的比例)。显示部20能够具有LCD(液晶显示器)、OLED(有机EL显示器)等显示装置和进行用于在显示装置的画面上显示图像的数据处理的显示处理部。显示部20在显示装置的画面上将图像生成部18所生成的力模型图像If进行三维显示。另外，在本公开中，“三维显示”包括例如显示表现深度的三维距离图像、以图像识别者能够通过图像的旋转等确认三维信息的方式进行显示等。图2示意地表示具有上述机器人系统10的基本结构的一个实施方式的机器人系统22。图2的机器人系统22中，在具有垂直多关节型的机构部的机器人12中内置有检测部14，对控制机器人12的机器人控制器24赋予转换部16以及图像生成部18的功能。另外，可移动型示教操作盘26与机器人控制器24连接，在示教操作盘26上设置包括显示装置以及显示处理部的显示部20。另外，也能够使机器人控制器24具有显示部20的显示处理部的功能。或者，也能够在机器人控制器24或其上位的控制装置(未图示)上设置显示部20。机器人控制器24能够控制由机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人系统，其特征在于，该机器人系统具备：机器人；检测部，其检测施加给上述机器人的外力；转换部，其将上述检测部检测出的上述外力的大小以及方向转换为三维正交坐标系的坐标值；图像生成部，其使用通过上述转换部得到的上述坐标值来生成通过图形表示上述外力的上述大小以及上述方向的力模型图像；以及显示部，其对由上述图像生成部生成的上述力模型图像进行三维显示。

【技术特征摘要】
2017.04.10 JP 2017-0777021.一种机器人系统，其特征在于，该机器人系统具备：机器人；检测部，其检测施加给上述机器人的外力；转换部，其将上述检测部检测出的上述外力的大小以及方向转换为三维正交坐标系的坐标值；图像生成部，其使用通过上述转换部得到的上述坐标值来生成通过图形表示上述外力的上述大小以及上述方向的力模型图像；以及显示部，其对由上述图像生成部生成的上述力模型图像进行三维显示。2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，该机器人系统还具备：显示控制部，其将由上述检测部检测出的上述外力的上述大小与预先决定的阈值进行比较，当上述大小超过上述阈值时使上述力模型图像显示在上述显示部中。3.根据权利要求1或2所述的机器人系统，其特征在于，上述图像生成部生成表示上述机器人的当前姿势的机器人模型图像，上述显示部将上述力模型图像与上述机器人模型图像一起进行三维显示。4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的机器人系统，其特征在于，上述图像生成部所生成的上述力模型图像通过从球体的球面向中心的圆锥状的上述图形表示上述外力的上述大小以及上述方向。5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的机器人系统，其特征在于，上述图像生成部根据上述外力的上述大小生成不同颜色的上述力模型图像。6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的机器人系统，其特征在于，上述图像生成部生成表示上述外力的上述大小的图表图像，上述显示部将上述力模型图像进行三维显示并且显示上述图表图像。7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的机器人系统，其特征在于，该机器人系统还具备：机器人控制部，其将由上述检测部检测出的上述外力的上述大小与预先决定的限制值进行比较，当上述大小超过上述限制值时停止...

【专利技术属性】
技术研发人员：大岛尚，前田启太，山本知之，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP