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CN108687747B - 机器人的示教装置 - Google Patents

机器人的示教装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种机器人的示教装置，其能够在可进行示教盒示教的机器人中容易地进行复杂的动作程序的示教。机器人(100)的示教装置(1)包括：移动指令输入部(2)，其安装于机器人(100)，用于输入机器人(100)的移动指令；以及命令输入部(3)，其能够在与由移动指令输入部(2)输入的移动指令对应的方向上的机器人(100)的移动路径上的任意位置设定用于定义移动轨迹的命令、待机命令、速度改变命令以及作业条件切换命令中的至少一个命令。

Description

机器人的示教装置
技术领域
本发明涉及一种机器人的示教装置。
背景技术
以往，作为机器人的示教装置，已知一种所谓的示教盒示教(lead-throughteaching)方式的机器人的示教装置，该机器人的示教装置具有安装于手腕前端的示教手柄和按钮，操作者通过握住示教手柄进行施力，从而根据所施加的力将机器人移动到期望的位置，并利用按钮记录示教点的位置和速度(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-62334号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在机器人的示教中，不仅需要存储示教点的位置和速度，而且还需要对示教点间的路径形状、待机时间、速度设定，或者电弧焊接时的点动命令、加工条件的切换命令等的各种设定和命令进行示教，但在专利文献1的示教装置中，存在无法进行这样复杂的示教的问题。
本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种机器人的示教装置，其能够在可进行示教盒示教(lead-through teaching)的机器人中容易地进行复杂的动作程序的示教。
解决问题的手段
为了实现上述目的，本发明提供以下手段。
本发明的一个方面提供一种机器人的示教装置，其包括：移动指令输入部，其安装于机器人，用于输入所述机器人的移动指令；以及命令输入部，其能够在所述机器人的移动路径上的任意位置设定用于定义移动轨迹的命令、待机命令、速度改变命令以及作业条件切换命令中的至少一个命令，所述机器人的移动路径为与由所述移动指令输入部输入的所述移动指令对应的方向上的移动路径。
根据本方面，当操作者操作安装于机器人的移动指令输入部并输入机器人的移动指令时，可以基于移动指令而移动机器人。并且，能够在机器人的移动路径上的任意位置，通过命令输入部设定用于定义移动轨迹的命令、待机命令、速度改变命令以及作业条件切换命令中的至少一个命令。由此，在可进行示教盒示教的机器人中，能够容易地对包含示教点以外的其它命令的复杂的动作程序进行示教。
在上述方面中，优选地，所述命令输入部包括一个以上的输入操作部，所述输入操作部能够在两个以上的所述命令中选择其一进行切换设定。
通过上述构成，能够使命令输入部的输入操作部的数量少于可输入的命令的数量，从而能够使安装于机器人上的有限区域的示教装置小型化。
在所述方面中，优选地，所述输入操作部能够在伴随着使用所述移动指令输入部的所述机器人的移动的示教中，设定用于定义所述移动轨迹的命令，并且能够在设定所述移动轨迹后，设定所述待机命令、所述速度改变命令以及所述作业条件切换命令中的至少一个命令。
通过上述构成，通过一边利用移动指令输入部使机器人移动，一边设定用于定义像示教点以及示教点之间的插补方法那样的移动轨迹的命令，从而能够容易地设定移动轨迹，并且能够在设定移动轨迹后，在移动轨迹上的任意一点设定与移动轨迹的设定无关的其它命令。由此，能够将使用输入操作部来设定命令的步骤可以被分成移动轨迹的设定步骤及其以后的步骤。其结果，通过在各阶段中减少可输入的命令的数量，从而使输入操作部的数量少于可输入的命令的数量，并且使安装于机器人上的有限区域的示教装置小型化。
在所述方面中，优选地，所述命令输入部是能够切换显示所述输入操作部的触摸面板式的输入装置。
通过上述构成，能够容易地在相同的位置切换显示用于输入不同种类的命令的输入操作部，从而实现命令输入部的小型化。
发明的效果
根据本发明，实现了能够在可进行示教盒示教的机器人中容易地示教复杂的动作程序这样的效果。
附图说明
图1是表示根据本发明的一个实施方式的机器人的示教装置的整体结构图。
图2是表示使用图1的示教装置的示教点和移动轨迹的一例的图。
图3是表示图1的示教装置的第一步骤中的命令输入部的显示内容的一例的图。
图4是表示图1的示教装置的第二步骤中的命令输入部的显示内容的一例的图。
图5是表示图1的示教装置的第三步骤中的命令输入部的显示内容的一例的图。
图6是表示图1的示教装置的变形例的图。
具体实施方式
下面，参照附图对根据本发明的一个实施方式的机器人的示教装置1进行说明。
如图1所示，根据本实施方式的机器人的示教装置1例如是用于进行机器人100的示教盒示教的示教装置，其中，机器人100是电弧焊接用的机器人，示教装置1包括移动指令输入部2和命令输入部3，并且其与控制机器人100的控制装置200连接。
移动指令输入部2被构成为：通过6轴的力传感器101将电弧焊接用的焊炬102固定在机器人100的手腕前端。当操作者A向焊炬102施加力时，利用力传感器101检测所施加的力的方向和大小，并输入使机器人100以对应于力的大小的速度向检测出的力的方向移动的移动指令。
命令输入部3例如是触摸面板式的液晶显示装置(输入装置)，如图3所示，在命令输入部3上显示有输入按钮(输入操作部)4，该输入按钮(输入操作部)4用于对定义移动轨迹的命令、待机命令、速度改变命令以及作业条件切换命令中的至少一个命令进行设定。在命令输入部3中还设置有用于确认输入的设定内容的设定显示部5。
在本实施方式中，将示教操作分成三个步骤的情况作为示例进行说明。
在第一步骤中，示教机器人100的动作轨迹。因此，如图3所示，显示在命令输入部3上的输入按钮4包括：用于记录示教点的位置的“示教”按钮41；以及“直线/圆弧”按钮42，该“直线/圆弧”按钮42用于对以直线插补或以圆弧插补各示教点与其前段的示教点之间的轨迹进行切换。“直线/圆弧”按钮42交替显示“直线”和“圆弧”中的任意一个，并且在按下“示教”按钮41时，示教点的位置以及用于定义所显示的任意一个动作轨迹的命令被存储。
在命令输入部3上还显示有：用于确认已示教的示教点之间的机器人100的动作的“再现”按钮6；用于取消设定内容的“取消”按钮7；以及向下一个步骤移动的箭头按钮8。
在图2所示的例子中，被设定为：从示教点P7到示教点P9进行圆弧插补，从其它的示教点P1到示教点P7、从示教点P9到示教点P10进行直线插补。
第二步骤是在第一步骤中设定动作轨迹之后执行的步骤，如图4所示，在命令输入部3上显示有用于输入在设定的动作轨迹上的任意位置的待机命令和速度改变命令的“待机命令”按钮43和“速度改变命令”按钮44。在图4所示的例子中，在第一步骤的“示教”按钮41的位置上显示的是“待机命令”按钮43，在“直线/圆弧”按钮42的位置上显示的是“速度改变命令”按钮44。
在图2所示的例子中，在示教点P3、P4、P7、P9待机命令被设定为3秒钟，从示教点P3到示教点P4、从示教点P7到示教点P9之间被设定为20mm/s，在其它的区间被设定为100mm/s。
第三步骤是在设定动作轨迹之后执行的步骤，如图5所示，在命令输入部3上显示有按钮45、46，该按钮45、46用于在被设定的动作轨迹上的任意位置，输入切换作业条件的命令等。在图5所示的例子中，在第二步骤的“待机命令”按钮43的位置上显示的是“点动(Inching)命令”按钮45，在“速度改变命令”按钮44的位置上显示的是“焊接条件切换命令”按钮46。
在图2所示的例子中，在示教点P3以及示教点P7设定了点动命令，并且微调了焊炬102的焊丝的长度。在从示教点P3到示教点P4的区间设定第一焊接条件，在示教点P7到示教点P9的区间设定第二焊接条件。
下面，对上述结构的根据本实施方式的机器人的示教装置1的作用进行说明。
为了使用根据本实施方式的机器人的示教装置1对机器人100的动作程序进行示教，操作者A握住被安装于机器人100的手腕前端的焊接用的焊炬102并向着想要使机器人100移动的方向施力，通过力传感器101检测所施加的力的大小和方向，并且按照使焊炬102以与力的大小对应的速度朝向被检测出的力的方向移动的方式操作机器人100。
作为第一步骤，操作者A使焊炬102依次移动至图2所示的示教点P1到示教点P10，一边将“直线/圆弧”按钮42的显示切换为“直线”或“圆弧”，一边在从各示教点P1到示教点P10的位置上按下命令输入部3中的“示教”按钮41，由此，从各示教点P1到示教点P10的位置坐标以及“直线”插补或者“圆弧”插补的任一个命令作为从各示教点P1到示教点P10的信息而被输入。
具体而言，如图3所示，预先将命令输入部3上的“直线/圆弧”按钮42设定为“直线”，并且在示教点P1到示教点P7以及示教点P10的位置上按下“示教”按钮41，由此，设定为：通过直线插补生成朝向这些点的从示教点P1到示教点P7的区间以及从示教点P9到示教点P10的区间中的焊炬102的移动轨迹。在示教点P8和示教点P9的位置上将“直线/圆弧”按钮42切换为“圆弧”，并按下“示教”按钮41，由此，设定为通过圆弧插补生成在朝向这些点的从示教点P7到示教点P9的区间中的焊炬102的移动轨迹。
操作者A可以根据需要按下“再现”按钮6，从而确认机器人100的动作轨迹，如果想要进行修正，则在示教点P1到示教点P10中的想要修正的位置上按下“取消”按钮7，之后将其修正为正确的位置并再次按下“示教”按钮41，从而能够容易地进行修正。对于从各示教点P1到示教点P10的设定内容而言，只要对设定显示部5中的显示内容进行确认即可。
在定义操作轨迹的信息(即，从各示教点P1到示教点P10的位置坐标以及“直线”插补或者“圆弧”插补以外的其它的输入)完成之后，如果操作者A利用箭头按钮8进入到第二步骤，则如图4所示，在第一步骤中的命令输入部3上被显示为“示教”按钮41的位置显示的是“待机命令”按钮43，在“直线/圆弧”按钮42的位置显示的是“速度改变命令”按钮44。
作为第二步骤，操作者A一边按下“再现”按钮6，一边根据被定义的动作轨迹移动焊炬102，并且在动作轨迹上的期望位置按下图4所示的“待机命令”按钮43。由此，在该位置待机的待机命令被设定。由待机命令的设定所引起的待机时间可以预先设定。
具体而言，在图2所示的示教点P3、P4、P7、P9中按下“待机命令”按钮43，由此，预先设定的3秒钟的待机命令被设定。
作为第二步骤，操作者A一边按下“再现”按钮6，一边根据被定义的动作轨迹移动焊炬102，并且在动作轨迹上的期望位置按下图4所示的“速度改变命令”按钮44。由此，能够在该位置改变速度。通过按下“速度改变命令”按钮44而设定的速度的值可以预先设定。
具体而言，向着未设定“速度改变命令”的示教点的动作速度被设为100mm/s，在图2所示的示教点P4、P8、P9中按下“速度改变命令”按钮44，由此，从示教点P3到示教点P4以及从示教点P7到示教点P9之间的动作速度被设定为20mm/s。
操作者A可以根据需要按下箭头按钮8并返回到前一个步骤中。
接着，操作者A按下箭头按钮8而进入到第三步骤，如图5所示，在第二步骤中的命令输入部3上被显示为“待机命令”按钮43的位置显示的是“点动命令”按钮45，在“速度改变命令”按钮44的位置显示的是“焊接条件切换命令”按钮46。
作为第三步骤，操作者A一边按下“再现”按钮6，一边根据被定义的动作轨迹移动焊炬102，在动作轨迹上的期望位置按下图5所示的“点动命令”按钮45。由此，在该位置执行送出焊丝的设定。
具体而言，在图2所示的示教点P3、P7的位置按下“点动命令”按钮45，由此进行微动的设定。
作为第三步骤，操作者A一边按下“再现”按钮6，一边根据被定义的动作轨迹移动焊炬102，在动作轨迹上的期望位置按下图5所示的“焊接条件切换命令”按钮46。焊接条件例如包含：向焊接时的焊丝供给的电流值、电压值等的设定。可以预先将这些组合作为模式而预先准备并进行选择。由此，焊接条件被切换并设定到该位置。
具体而言，在图2所示的示教点P4按下“焊接条件切换命令”按钮46一次，由此，在从示教点P3到示教点P4的区间设定第一焊接条件。在示教点P8以及示教点P9按下“焊接条件切换命令”按钮46两次，由此，在从示教点P7到示教点P9的区间设定第二焊接条件。
这样，根据本实施方式的机器人的示教装置1具有以下优点：不仅能够容易地对示教点的位置坐标的设定进行示教，而且能够容易地对包含各种命令的复杂的动作程序进行示教。
并且，在这种情况下，根据本实施方式的机器人的示教装置1，命令输入部3由液晶显示装置构成，由于在三个步骤中对在相同的显示位置上显示的按钮(输入操作部)4进行切换，因而能够进行按钮4的数量以上的命令的输入。
其结果，能够使命令输入部3小型化，并且能够容易地将命令输入部3设置于难以确保大的设置空间的机器人100的手臂附近。
具有能够以步骤为单位输入所需的命令，从而防止误操作这样的优点。
在本实施方式的机器人的示教装置1中，作为移动指令输入部2，虽然例示了在手臂的前端与焊接用的焊炬102之间配置力传感器101，并对施加于焊炬102的操作者A的力的大小和方向进行检测的例子，但是作为其替代，如图6所示，也可以采用操纵杆、跟踪球(图示略)那样的能够检测操作者A的力的大小和方向的其它移动指令输入部。
作为命令输入部3虽然例示了液晶显示装置，但并不仅限于此，如图6所示，也可以排列多个按钮9。例如，也可以排列与可输入的命令的数量相同的按钮9，通知仅点亮每个步骤所需的命令的按钮9并能够输入的情况。由此，与液晶显示装置相同能够防止误操作。
也可以在一个步骤的中进行来自全部按钮的输入，而不用分成几个步骤。如果采用这一方法，则能够进行任意的输入设定而不必选择步骤。
也可以配置比输入的命令的数量少的按钮9，以步骤为单位切换通过按钮9输入的命令。
在本实施方式中，虽然以电弧焊接用的机器人100为例进行了说明，但并不仅限于此，也可以应用于激光加工用机器人、密封用机器人以及打包用机器人。只要根据各机器人的用途而适当地对准备的命令的内容进行设定即可。
附图标记
1 示教装置
2 移动指令输入部
3 命令输入部(输入装置)
4 输入按钮(按钮，输入操作部)
100 机器人

Claims (2)

1.一种机器人的示教装置，其特征在于，包括：
移动指令输入部，其安装于机器人，输入所述机器人的移动指令；以及
命令输入部，其切换显示用于设定互不相同的多个命令的多个输入操作部，
所述命令输入部显示多个所述输入操作部中的第一输入操作部，并根据向所述第一输入操作部的输入和向所述移动指令输入部的输入，定义所述机器人的移动轨迹，
当所述机器人的移动轨迹被定义时，显示多个所述输入操作部中的第二输入操作部，并根据向所述第二输入操作部的输入，设定在所述定义的移动轨迹上使所述机器人待机的位置和在所述定义的移动轨迹上改变所述机器人的速度的位置中的至少一个，
当所述命令输入部设定了在所述定义的移动轨迹上使所述机器人待机的位置和在所述定义的移动轨迹上改变所述机器人的速度的位置中的至少一个时，显示多个所述输入操作部中的第三输入操作部，并根据向所述第三输入操作部的输入，设定在所述定义的移动轨迹上切换使所述机器人进行作业的条件的位置。
2.根据权利要求1所述的机器人的示教装置，其特征在于，
所述命令输入部是触摸面板式的输入装置。
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