机器人的示教装置制造方法及图纸

用于机器人直接教学的装置包括： 一个力检测器和一个教学工具，教学工具包括一个固定在上述的力检测器上，由操作者握着来引导机器人的工作工具或独有的柄； 根据上述力检测器的数据与运动模型来计算位置或速度指令的装置； 根据上述位置数据或速度指令计算驱动机器人的马达产生力矩的装置；和 控制该产生力矩的装置。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一个向诸如工业机器人教授有关工作点的教学数据的教学装置，更确切地说涉及一个在安全性方面改进的教学装置。
技术介绍
用于向工业机器人教授关于工作点的教学数据的传统教学方法有直接教学法，如在日本专利申请85106/1981中公开的方法，其中安装了力传感器作为工业机器人的手工操作部分的教学工具，按照表示机器人的端头位置数据和腕部姿势数据的指令来控制用于驱动工业机器人的每个驱动单元，这些数据是在操作者操纵手动操作部分以引导机器人的端头位置和腕部姿势时由力传感器产生的信号来指示的，因此控制每个驱动单元的数据(引导数据)存储在存储器中。另外，在日本专利申请公报71086/1983中公开的一种方法中，如附图说明图1所示，带有嵌入式力传感器的教学工具221与机器人的端头211相连，当操作者214直接操纵教学工具221时，力的控制是按照加在教学工具221上的力或力矩来进行的，因此要控制机器人的位置或速度以引导机器人的工作工具。当进行教学时，操作者214通过操纵教学工具221上的多个开关来指示教学的开始与结束。与上述直接教学方法不同，还有如图2所示的间接教学方法，操作者214操纵带有教机器人移动的操作开关的教学操纵器220来引导机器人211。图1和图2所示的传统示例都表示了同样的情况，即圆柱管213是焊接在平板上的。如上所示的传统示例中，在日本专利中请公报85106/1981中公开的方法存在的危险是，如果在教学时操作者跌倒，以及有过多的力引导教学工具，或者使教学工具接触到其它工件或障碍物，那么额外的力就加在了力检测器上，因此由此产生的过多的力矩引起机器人的突然移动。或者，当操作者在引导教学工具，而机器人产生的力正好沿站在机器人和工件中间的操作者的方向施力时，万一他被夹在机器人的两臂之间，或臂与工件之间，操作者很难摆脱这种状况。另外，即使当操作者在直接教学时检测到了危险，他也不能避免这种危险，因为他手边没有任何装置可以突然停止机器人的动作。而且，当温度漂移而使力检测器的输出变化或外力加在力检测器上时，教学柄不在固定位置上，也会有使机器人朝与操作者意图相反的方向移动的危险。而且当在直接教学操作期间，工作工具与工件或其它障碍物接触时，会有机器人继续移动而破坏工作工具的危险。还有，当操作者进行工件狭窄部分的教学时，工作工具上的教学柄就成了障碍物，因而会引起危险，使操作者的手臂可能被工件夹住，进而可能使机器人在紧急停止时被锁住，最坏的情况下，操作者可能被夹而不能从其中摆脱。如图1所示的机器人，由于操作者教学时要操作教学工具上的许多开关来引导机器人，操作者身体/心理上的疲劳很大。另外，当一个教学工具经常地用于多个机器人，有必要在教学工具与各个机器人控制器之间直接接线，因此成本很高。同样，对于如图2所示的机器人，由于操作者通过教学操纵板上的操作开关在机器人或工具坐标系的每个轴向或者XYZ方向引导机器人，很难通过直觉来引导机器人或工具相对于工件的位置或姿势，操作者身体/心理上的极大疲劳以及延长的教学时间都会给相关人带来不利。专利技术概要本专利技术是在上述情况下开发出来的。本专利技术的首要目的是提供一种直接教学装置，该装置可以在一个允许的范围内控制马达产生力矩，并且使操作者通过使用简单的教学装置，即使操作者在力检测器上施加了过大的操作力，或者操作者被夹在机器人的两臂之间，或臂与工件之间也可以安全地进行教学。另外，本专利技术的第二个目的是提供一种教机器人的装置，通过减少教学工具上的开关数量，而使操作者可以兼用直接与间接教学方法，同时减少接线也使教学装置简单化，从而显著地减少操作者的身体/心理上的疲劳。并且，本专利技术的第三个目的是提供一种直接教学装置，即使力检测器上存在温度漂移或没有与教学柄连接，即使工作工具与工件接触，或者要在工件的狭窄部分教学，或者即使发生了紧急停止，该装置也使操作者能安全地进行教学。按照本专利技术教导机器人的装置包括一个力检测器，一个包括一个固定在上述的力检测器上由操作者握着来引导机器人工作的工具或柄的教学工具，一个运动模型运算部分，它是根据上述力检测器与运动模型的数据来计算位置或速度指令的装置，一个柔性伺服系统，它包括根据上述位置数据或速度指令计算马达产生力矩的装置和控制上述产生力矩的装置，以及存储有关位置、速度或方向的指令数据的装置。当操作者根据具有上述结构的教学装置通过握住并引导教学工具和简单教学装置来进行工作点的直接教学时，因为该装置具有控制马达产生力矩的功能，由驱动单元产生的力矩被控制到臂本身运动所需的最少量，因此，即使比如操作者将过多的力加在力检测器上，也不会存在机器人可能在过大的产生力矩下运动的危险。另外，即使操作者被夹在机器人的两臂之间，或臂与工件之间，夹住操作者的力也不是非常大，因此操作者可以很容易用自己的力摆脱出来，所以操作者可以安全地进行教学操作。而且，当马达产生力矩被控时，有时机器人可能不按指令数据来运动，因而指令数据与检测器数据之间产生了差值，然而，由于该装置包括根据检测器数据来存储的装置，机器人可以通过回复(playback)操作而达到操作者实际指示的工作点。根据本专利技术的另一方面，用于教机器人的装置包括一个力检测器，一个包括一个固定在上述的力检测器的检测端上由操作者握着来操纵机器人工作的柄的教学工具，一个教学操纵板，其上可以安装或连接教学工具，一个力检测器导线，将所说的教学工具与教学操纵板连在一起，以及根据所说的力检测器数据控制力的装置。该教学装置还包括通过把教学工具从教学操纵板上分离出来，并连到机器人的手上或者臂上或者机器人的工作工具上来进行直接教学的装置，以及通过把教学工具连到教学操纵板上来进行间接教学的装置。另外，如果上述教学装置包括参考平移与旋转方向上的操纵力来切换力控制的附加装置，就可能独立地进行位置与姿势的教学，达到对用户来说有效的结果。在通过使用上述结构的教学装置来进行工作点的教学的情况下，操作者把教学工具连到手上或者臂上或者机器人的工作工具上及类似物上，按照加在教学工具的柄上的操纵力来引导机器人，因此按直接教学法对工作工具进行位置和姿势的教学，或者操作者将教学工具插在教学操纵板上，按照加在教学工具的柄上的操纵力来引导机器人，因此按间接教学法对工作工具进行位置和姿势的教学。另外，通过在教学装置平移方向上的操纵力和旋转方向上的操纵力之间切换力的控制，就能只对与工件有关的位置或姿势进行工作工具的教学。仍按本专利技术的另一方面，用于教机器人的装置包括一个力检测器，一个固定在上述的力检测器上由操作者握着来引导机器人工作的教学柄，一个运动模型运算部分，它用作根据上述力检测器与运动模型的数据来计算位置或速度指令的装置，一个位置/速度伺服系统，它根据上述位置数据或速度指令计算马达产生力矩，以及一个简单教学装置。简单教学装置包含输入开关，它参考机器人的位置或类似量来输入数据，以及表示诸如伺服电源开-关状态的装置，它们都安装在教学装置上。仍按本专利技术的另一方面，如上所述，用于教机器人的装置包括一个柔顺(compliance)装置，该装置安装在教学柄与机器人的端头之间或者与教学柄连接的工作工具与机器人的端头之间，和用作当所述柔顺装置受到固定位移量约束时改变信号的装置，以及收到该信号时停止机器人的运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：永田英夫，田中洋一，井上康之，森田裕隆，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：