機(jī)器人模擬器、機(jī)器人示教裝置以及機(jī)器人示教方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種與操作者的熟練度無關(guān)，使操作者能憑直覺容易地進(jìn)行操作的機(jī)器人模擬器、機(jī)器人示教裝置和機(jī)器人示教方法。機(jī)器人模擬器具有生成部、顯示部、顯示控制部及模擬指示部。生成部生成虛擬圖像，其中包含：對(duì)具有至少一個(gè)軸的實(shí)際的機(jī)器人進(jìn)行圖像化的虛擬機(jī)器人、和能對(duì)以所述虛擬機(jī)器人的規(guī)定的控制點(diǎn)為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)軸進(jìn)行操作的操作柄。顯示控制部使由所述生成部生成的所述虛擬圖像顯示在所述顯示部上。模擬指示部在接到操作者對(duì)所述操作柄進(jìn)行的操作時(shí)，取得基于該操作的所述控制點(diǎn)的位移量和所述三維坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)量中的至少一方，使所述生成部根據(jù)取得的位移量和/或旋轉(zhuǎn)量而再生成改變了所述機(jī)器人的姿態(tài)的所述虛擬圖像。
【專利說明】機(jī)器人模擬器、機(jī)器人示教裝置以及機(jī)器人示教方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器人模擬器、機(jī)器人示教裝置以及機(jī)器人示教方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中公開有多種如下這樣的機(jī)器人模擬器，S卩，在使機(jī)器人進(jìn)行規(guī)定的加工作業(yè)等時(shí)，由機(jī)器人模擬器預(yù)先對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作進(jìn)行模擬計(jì)算，在計(jì)算機(jī)的顯示器等上進(jìn)行圖解顯示。
[0003]通過使用所述機(jī)器人模擬器，操作者(operator)不必使機(jī)器人執(zhí)行實(shí)際的動(dòng)作，可以通過圖解顯示來檢驗(yàn)機(jī)器人是否與障礙物干涉，并且制作示教數(shù)據(jù)。
[0004]然而，制作示教數(shù)據(jù)的操作需要操作者具有一定程度的熟練度。
[0005]對(duì)此，近年來有人提出了如下這樣一種方法，S卩，在觸摸面板上顯示機(jī)器人的圖解圖像，在圖解圖像的周圍顯示觸摸鍵(touch key)，觸摸鍵采用“上”、“下”、“左”、“右”這樣的表示動(dòng)作方向的文字，操作者對(duì)所述觸摸鍵進(jìn)行操作，從而能夠使操作簡(jiǎn)單、容易(例如，參照下述專利文獻(xiàn)I)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本發(fā)明專利授權(quán)公報(bào)第3901772號(hào)
[0009]然而，對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)器人模擬器而言，與操作者熟練度無關(guān)，使操作者能夠憑直覺容易地操作機(jī)器人這一點(diǎn)上還有改進(jìn)的余地。
[0010]例如，在如上所述地在顯示使用表示動(dòng)作方向的文字的觸摸鍵時(shí)，如果機(jī)器人具有多個(gè)軸、能夠在較多的方向上進(jìn)行移動(dòng)，此時(shí)，需要顯示多個(gè)觸摸鍵，這有可能反而造成不易操作。
[0011]另外，由于上述“左”、“右”這樣的文字所表示的方向不是絕對(duì)方向，而是相對(duì)方向，因而，可想到操作者難以憑直覺掌握機(jī)器人的動(dòng)作方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明所要解決的問題
[0013]鑒于上述問題，作出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其目的在于，提供一種與操作者的熟練度無關(guān)，使操作者能夠憑直覺容易地進(jìn)行操作的機(jī)器人模擬器、機(jī)器人示教裝置以及機(jī)器人示教方法。
[0014]本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)器人模擬器具有生成部、顯示部、顯示控制部、以及模擬指示部。所述生成部生成虛擬圖像，該虛擬圖像中包含:對(duì)具有至少一個(gè)軸的實(shí)際的機(jī)器人進(jìn)行圖像化的虛擬機(jī)器人、以及能夠?qū)σ运鎏摂M機(jī)器人的規(guī)定的控制點(diǎn)為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)軸進(jìn)行操作的操作柄。所述顯示部顯示圖像。所述顯示控制部使由所述生成部生成的所述虛擬圖像顯示在所述顯示部上。所述模擬指示部在接收到操作者對(duì)所述操作柄進(jìn)行的操作時(shí)，取得基于該操作的所述控制點(diǎn)的位移量以及所述三維坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)量中的至少一方，使所述生成部根據(jù)所取得的所述位移量及/或旋轉(zhuǎn)量而再生成改變了所述機(jī)器人的姿態(tài)的所述虛擬圖像。
[0015]發(fā)明效果
[0016]采用上述的一個(gè)實(shí)施方式，與操作者的熟練度無關(guān)，使操作者能夠憑直覺容易地對(duì)機(jī)器人模擬器進(jìn)行操作
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是表示包含實(shí)施方式涉及的機(jī)器人模擬器的機(jī)器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0018]圖2是表示實(shí)施方式涉及的機(jī)器人模擬器的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0019]圖3A是表示顯示在顯示部上的虛擬圖像的一例的示意圖(其I)。
[0020]圖3B為表不使鼠標(biāo)光標(biāo)C靠近一個(gè)軸時(shí)的一例的不意圖。
[0021]圖3C為引導(dǎo)線的說明圖。
[0022]圖3D是表示顯示在顯示部上的虛擬圖像的一例的示意圖(其2)。
[0023]圖4是表示控制點(diǎn)信息的設(shè)定例的圖。
[0024]圖5A為表不操作柄的一例的圖。
[0025]圖5B為位移柄的說明圖。
[0026]圖5C為旋轉(zhuǎn)柄的說明圖。
[0027]圖6A是表示位移柄被操作時(shí)的模擬動(dòng)作的具體例子的圖(其I)。
[0028]圖6B是表示位移柄被操作時(shí)的模擬動(dòng)作的具體例子的圖(其2)。
[0029]圖6C是表示位移柄被操作時(shí)的模擬動(dòng)作的具體例子的圖(其3)。
[0030]圖7A是表示旋轉(zhuǎn)柄被操作時(shí)的模擬動(dòng)作的具體例子的圖(其I)。
[0031]圖7B是表示旋轉(zhuǎn)柄被操作時(shí)的模擬動(dòng)作的具體例子的圖(其2)。
[0032]圖7C是表示旋轉(zhuǎn)柄被操作時(shí)的模擬動(dòng)作的具體例子的圖(其3)。
[0033]圖8A為表示肘角動(dòng)作的操作柄被操作時(shí)的模擬動(dòng)作的具體例子的圖(其I)。
[0034]圖8B為表示肘角動(dòng)作的操作柄被操作時(shí)的模擬動(dòng)作的具體例子的圖(其2)。
[0035]圖SC為表示肘角動(dòng)作的操作柄被操作時(shí)的模擬動(dòng)作的具體例子的圖(其3)。
[0036]圖9A是表示選擇聯(lián)動(dòng)動(dòng)作時(shí)的模擬動(dòng)作的具體例子的圖(其I)。
[0037]圖9B是表示選擇聯(lián)動(dòng)動(dòng)作時(shí)的模擬動(dòng)作的具體例子的圖(其2)。
[0038]附圖標(biāo)記說明
[0039]1、機(jī)器人系統(tǒng)；10、機(jī)器人模擬器；11、模擬器控制裝置；12、顯示部；13、操作部；
14、示教信息存儲(chǔ)部；20、機(jī)器人控制裝置；30、機(jī)器人；31、第一臂；32、第二臂；33、軀干部；
111、控制部；llla、圖像生成部；lllb、顯示控制部；lllc、操作接收部；llld、操作量取得部；llle、模擬指示部；lllf、示教點(diǎn)取得部；lllg、登錄部；112、存儲(chǔ)部；112a、模型信息；112b、控制點(diǎn)信息；120、顯示窗口 ;B、軸;B1?B5、輸入鍵;C、鼠標(biāo)光標(biāo)；E、軸；EP、端點(diǎn)；GL、引導(dǎo)線表示;H、H1?H6、操作柄；HRx、HRy、HRz、旋轉(zhuǎn)柄；Hx、Hy、Hz、位移柄；L、軸；M、模型；P1、下拉菜單；PV、軸；R、軸；S、軸；T、軸；TCP、控制點(diǎn)；U、軸。
【具體實(shí)施方式】[0040]下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的機(jī)器人模擬器、機(jī)器人示教裝置以及機(jī)器人示教方法的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)的說明。另外，下述的實(shí)施方式并不用以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定。
[0041]另外，在下面，以在IXD等顯示部上顯示機(jī)器人以及其周邊設(shè)備的三維模型的圖解圖像的機(jī)器人模擬器為例進(jìn)行說明。另外，在下面，三維模型的圖解圖像記為“虛擬圖像”。
[0042]圖1是表示包含實(shí)施方式涉及的機(jī)器人模擬器10的機(jī)器人系統(tǒng)I的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0043]如圖1所示，機(jī)器人系統(tǒng)I具有機(jī)器人模擬器10、機(jī)器人控制裝置20、以及機(jī)器人30。另外，機(jī)器人模擬器10具有模擬器控制裝置11、顯示部12、操作部13、以及示教信息存儲(chǔ)部14。
[0044]模擬器控制裝置11是對(duì)整個(gè)機(jī)器人模擬器10進(jìn)行控制的控制器，包含計(jì)算處理裝置與存儲(chǔ)裝置等。另外，模擬器控制裝置11與顯示部12、操作部13以及示教信息存儲(chǔ)部14這些構(gòu)成機(jī)器人模擬器10的各裝置以能夠傳遞信息的方式連接。
[0045]并且，模擬器控制裝置11根據(jù)操作者通過操作部13進(jìn)行的操作，向顯示部12輸出對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作進(jìn)行模擬計(jì)算的機(jī)器人30的虛擬圖像。
[0046]另外，模擬器控制裝置11可以根據(jù)操作者同樣是通過操作部13進(jìn)行的操作，從機(jī)器人30的虛擬圖像中取得機(jī)器人30的示教點(diǎn)并登錄在示教信息存儲(chǔ)部14中。
[0047]顯示部12是所謂的IXD等顯示設(shè)備。另外，操作部13是鼠標(biāo)等定點(diǎn)設(shè)備。另外，操作部13不是必須由硬件部件構(gòu)成，例如也可以是顯示在觸摸面板顯示器上的觸摸鍵等軟件部件。
[0048]示教信息存儲(chǔ)部14是登錄有關(guān)機(jī)器人30的“示教點(diǎn)”的信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0049]此處，“示教點(diǎn)”是指，使機(jī)器人30進(jìn)行再生動(dòng)作時(shí)機(jī)器人30的各關(guān)節(jié)應(yīng)當(dāng)經(jīng)過的目標(biāo)位置的信息，例如，在對(duì)機(jī)器人30的各軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的伺服電機(jī)上設(shè)有編碼器時(shí)，各編碼器的脈沖值作為“示教點(diǎn)”被存儲(chǔ)。由于機(jī)器人30根據(jù)多個(gè)示教點(diǎn)的信息進(jìn)行動(dòng)作，因而，在示教信息存儲(chǔ)部14中多個(gè)示教點(diǎn)是與機(jī)器人30的每一動(dòng)作(示教程序)相關(guān)聯(lián)地被存儲(chǔ)的。
[0050]換言之，在機(jī)器人30的示教程序中包含多個(gè)示教點(diǎn)以及各示教點(diǎn)之間的插補(bǔ)動(dòng)作命令、對(duì)末端執(zhí)行器的動(dòng)作命令等組合信息，示教信息存儲(chǔ)部14針對(duì)機(jī)器人30的每個(gè)示教程序存儲(chǔ)包含在其中的示教點(diǎn)的信息。并且，在機(jī)器人30進(jìn)行再生動(dòng)作時(shí)，機(jī)器人30按照所述示教程序進(jìn)行動(dòng)作。
[0051]示教信息存儲(chǔ)部14與作為控制實(shí)際的機(jī)器人30的動(dòng)作的控制器的機(jī)器人控制裝置20以能夠傳送信息的方式相連接，機(jī)器人控制裝置20根據(jù)所述示教信息存儲(chǔ)部14中所登錄的示教點(diǎn)控制機(jī)器人30的各種動(dòng)作。
[0052]另外，在圖1中，示教信息存儲(chǔ)部14 (機(jī)器人模擬器10)與機(jī)器人控制裝置20相連接，然而只要能夠?qū)C(jī)器人模擬器10中登錄的示教點(diǎn)的信息保存在機(jī)器人控制裝置20內(nèi)的規(guī)定的存儲(chǔ)部(省略圖示)中，示教信息存儲(chǔ)部14 (機(jī)器人模擬器10)也可不與機(jī)器人控制裝置20相連接。
[0053]例如，可以將機(jī)器人模擬器10中登錄的示教點(diǎn)的信息復(fù)制在USB (UniversalSerial Bus)存儲(chǔ)器等介質(zhì)中，之后,將該介質(zhì)連接在機(jī)器人控制裝置20上,通過規(guī)定的操作將示教點(diǎn)的信息保存在機(jī)器人控制裝置20內(nèi)的規(guī)定的存儲(chǔ)部(省略圖示)中。
[0054]另外，在圖1中，為了易于說明，例示了分別獨(dú)立構(gòu)成示教信息存儲(chǔ)部14與模擬器控制裝置11，然而，也可以將示教信息存儲(chǔ)部14形成為模擬器控制裝置11內(nèi)部的存儲(chǔ)部。
[0055]本實(shí)施方式中的機(jī)器人30為具有第一臂31與第二臂32這兩個(gè)臂部以及軀干部33的雙臂機(jī)器人。軀干部33能夠相對(duì)于固定在地面等上的基臺(tái)部(省略附圖標(biāo)記)以能繞軸PV進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)(參照?qǐng)D中的箭頭101)的方式設(shè)置。
[0056]第一臂31作為左臂設(shè)置在軀干部33上。具體而言，第一臂31由多個(gè)連桿構(gòu)成，例如，具有能夠分別繞軸S、軸L、軸E以及軸U進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)(參照?qǐng)D中箭頭102?105)。
[0057]另外，第一臂31還具有能夠分別繞軸R、軸B以及軸T進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)(參照?qǐng)D中的箭頭106?108)。另外，第一臂31還內(nèi)置有使這些各關(guān)節(jié)動(dòng)作的致動(dòng)器。另外，作為致動(dòng)器而言，可以適當(dāng)?shù)夭捎盟欧姍C(jī)。伺服電機(jī)根據(jù)來自于機(jī)器人控制裝置20的動(dòng)作指示對(duì)第一臂31的各關(guān)節(jié)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0058]另外，在繞軸T進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的前端可動(dòng)部上可以安裝作為末端執(zhí)行器的手(省略圖示)。另外，根據(jù)機(jī)器人30所進(jìn)行的作業(yè)的內(nèi)容，有時(shí)手上保持規(guī)定的操作工具(下面記為“工具”)。
[0059]S卩，圖1所例示的第一臂31具有7個(gè)軸(S、L、E、U、R、B、T)。這7個(gè)軸中包含作為冗余軸的上述軸E，能夠在不改變工具的位置與姿態(tài)的狀態(tài)下僅改變肘部的角度，即能夠進(jìn)行不改變工具的位置與姿態(tài)而僅改變肘部的角度的肘角動(dòng)作。第一臂31例如以肘為界分為上臂與下臂，此時(shí)，上述軸E為沿上臂的延伸方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸。關(guān)于肘角動(dòng)作的模擬，將在后面用圖8A?圖8C進(jìn)行說明。
[0060]第二臂32作為右臂設(shè)置在軀干部33上。其具體的結(jié)構(gòu)，除了與第一臂31在左右位置上存在不同外，其他結(jié)構(gòu)大致相同，因而在此省略對(duì)其的說明。
[0061]另外，在機(jī)器人模擬器10中，將第一臂31、第二臂32與軀干部33分別視為獨(dú)立的控制單位。另外，在下面的說明中，有時(shí)將操作者提供模擬指示時(shí)被選擇的控制單位中的處于選擇中的控制單位稱為“操作對(duì)象”。
[0062]另外，在圖1中，作為機(jī)器人30而例示雙臂機(jī)器人，然而，適用于機(jī)器人系統(tǒng)I中的機(jī)器人可以是單臂機(jī)器人，也可以是具有兩個(gè)以上的臂的多臂機(jī)器人。另外，機(jī)器人30可以設(shè)有多個(gè)。
[0063]下面，使用圖2說明實(shí)施方式涉及的機(jī)器人模擬器10的功能框。圖2是實(shí)施方式涉及的機(jī)器人模擬器10的框圖。另外，在圖2中僅示出說明機(jī)器人模擬器10所需的結(jié)構(gòu)要素而省略對(duì)一般性結(jié)構(gòu)要素的圖示。
[0064]另外，在使用圖2進(jìn)行的說明中，主要對(duì)模擬器控制裝置11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，有時(shí)會(huì)簡(jiǎn)要地對(duì)圖1中已經(jīng)表示的顯示部12、操作部13以及示教信息存儲(chǔ)部14進(jìn)行說明。
[0065]如圖2所示，模擬器控制裝置11具有控制部111與存儲(chǔ)部112。控制部111具有圖像生成部111a、顯示控制部111b、操作接收部111c、操作量取得部llld、模擬指示部llle、示教點(diǎn)取得部lllf、以及登錄部lllg。其中，圖像生成部111a、顯示控制部111b、操作接收部111c、操作量取得部llld、模擬指示部llle、示教點(diǎn)取得部lllf、以及登錄部Illg的功能，也可以視為控制部111的功能。存儲(chǔ)部112用于存儲(chǔ)模型信息112a與控制點(diǎn)信息112b。
[0066]圖像生成部Illa根據(jù)模型信息112a與控制點(diǎn)信息112b生成機(jī)器人30或周邊設(shè)備的虛擬圖像。模型信息112a是含有按照機(jī)器人30的種類與周邊設(shè)備的種類預(yù)先定義的繪圖信息的信息。
[0067]另外，控制點(diǎn)信息112b是預(yù)先對(duì)機(jī)器人30的控制點(diǎn)進(jìn)行定義的信息。圖像生成部Illa例如生成虛擬圖像，使虛擬圖像中包含能夠?qū)σ运隹刂泣c(diǎn)為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)軸進(jìn)行操作的操作柄(參見后述)等。另外，關(guān)于控制點(diǎn)信息112b的詳細(xì)內(nèi)容，將在后面使用圖4進(jìn)行說明。
[0068]另外，圖像生成部Illa將所生成的虛擬圖像輸出給顯示控制部111b。顯示控制部Illb將從圖像生成部Illa接收的虛擬圖像顯示在顯示部12上。
[0069]此處，使用圖3A?圖3D對(duì)由圖像生成部Illa生成、并通過顯示控制部Illb而在顯示部12中顯示的虛擬圖像的一例進(jìn)行說明。
[0070]圖3A與圖3D是表示顯示在顯示部12上的虛擬圖像35的一例的示意圖(其I以及其2)。另外，圖3B為表不例如使鼠標(biāo)光標(biāo)C靠近一個(gè)軸時(shí)的一例的不意圖。另外，圖3C為引導(dǎo)線的說明圖。另外，在圖3A與圖3D中，省略對(duì)實(shí)際的機(jī)器人30以外的周邊設(shè)備進(jìn)行描繪的虛擬圖像。
[0071]如圖3A所示,在作為顯示部12的一個(gè)顯示區(qū)域的顯示窗口 120中顯示有虛擬圖像35。虛擬圖像35中包含將實(shí)際的機(jī)器人30圖像化顯示在顯示窗口 120上的虛擬機(jī)器人30'。另外，在虛擬圖像中包含規(guī)定的控制點(diǎn)以及能夠?qū)σ运隹刂泣c(diǎn)為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)軸進(jìn)行操作的操作柄。
[0072]例如，在圖3A所示的虛擬圖像35中包含控制點(diǎn)TCP以及以控制點(diǎn)TCP為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)軸的操作柄Hl在內(nèi)的操作柄Hl?H5。這些操作柄Hl?H5是能夠供操作者通過操作部13例如進(jìn)行拖動(dòng)操作的操作部件。
[0073]具體而言，操作柄Hl是用于接受對(duì)虛擬的第一臂31 ’進(jìn)行的示教操作的操作部件。另外，如圖3A所示，操作柄Hl的控制點(diǎn)TCP可設(shè)定為安裝在第一臂31 '的前端上的手的代表點(diǎn)或者手所保持的工具的代表點(diǎn)。
[0074]另外，所述控制點(diǎn)TCP這樣的規(guī)定的控制點(diǎn)的位置由上述的控制點(diǎn)信息112b規(guī)定。此處，使用圖4對(duì)控制點(diǎn)信息112b的設(shè)定例進(jìn)行說明。
[0075]圖4為表示控制點(diǎn)信息112b的設(shè)定例的圖。如圖4所示，控制點(diǎn)信息112b為例如包含“有無工具”項(xiàng)目、“工具種類”項(xiàng)目、以及“控制點(diǎn)”項(xiàng)目的信息。另外，在圖4中，為使說明便于理解，以文本的方式來表示各項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，然而，并不對(duì)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)形式進(jìn)行限定。
[0076]在“有無工具”項(xiàng)目中存儲(chǔ)用于規(guī)定是否由機(jī)器人30的手(省略圖示)保持工具、即“有工具”還是“沒有工具”的數(shù)據(jù)。
[0077]另外，在“工具種類”項(xiàng)目中存儲(chǔ)表示工具的種類的數(shù)據(jù)。另外，在“控制點(diǎn)”項(xiàng)目中存儲(chǔ)表示對(duì)應(yīng)于工具的種類的控制點(diǎn)的位置的數(shù)據(jù)(例如，表示與手的相對(duì)位置的坐標(biāo)值等)。另外，有時(shí)根據(jù)由手保持的工具的形狀來適當(dāng)?shù)卦O(shè)定相對(duì)于手的操作柄的三維坐標(biāo)軸的姿態(tài)，就能夠使操作者容易地對(duì)虛擬機(jī)器人30 '進(jìn)行操作。此時(shí)，也可以將表示操作柄的姿態(tài)的數(shù)據(jù)(例如，相對(duì)于手的三維坐標(biāo)軸的姿態(tài)等)存儲(chǔ)在“控制點(diǎn)”項(xiàng)目中。為方便起見，有時(shí)將對(duì)應(yīng)于這樣的工具所設(shè)定的坐標(biāo)系稱為“工具坐標(biāo)系”。
[0078]并且，例如在圖3A所示的例子中，假定由手保持“第一工具”，此時(shí)，“第一工具”的“前端部”被規(guī)定為規(guī)定的控制點(diǎn)。
[0079]另外，假定由手保持“第二工具”，此時(shí)，“第二工具”的“中心部”被規(guī)定為規(guī)定的控制點(diǎn)。
[0080]另外，在“沒有工具”時(shí)，將預(yù)先設(shè)定的“手基準(zhǔn)點(diǎn)”規(guī)定為規(guī)定的控制點(diǎn)。
[0081]即，可以說，控制點(diǎn)信息112b是將機(jī)器人30所使用的工具的種類與對(duì)應(yīng)于所述種類而預(yù)先設(shè)定的控制點(diǎn)相關(guān)聯(lián)起來的數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0082]并且，上述圖像生成部Illa從控制點(diǎn)信息112b中取得對(duì)應(yīng)于機(jī)器人30假定使用的工具的種類的規(guī)定的控制點(diǎn)，根據(jù)取得的規(guī)定的控制點(diǎn)生成虛擬圖像。
[0083]另外，關(guān)于以所述規(guī)定的控制點(diǎn)為原點(diǎn)而生成的操作柄的具體情況，將在后面使用圖5A~圖5C進(jìn)行說明。另外，在本實(shí)施方式中，根據(jù)圖4所示的控制點(diǎn)信息112b的設(shè)定例，以規(guī)定的控制點(diǎn)(即，控制點(diǎn)TCP)為機(jī)器人30保持“第一工具”時(shí)的該“第一工具”的前端部為例而繼續(xù)說明。
[0084]返回圖3A~圖3D進(jìn)行說明。如圖3A所示，虛擬圖像35中包含虛擬的第二臂32 ’的操作柄H2、虛擬的軀干部33 '的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作的操作柄H3、第一臂31 ;的肘角動(dòng)作的操作柄H4以及第二臂32丨的肘角動(dòng)作的操作柄H5。
[0085]另外，例如，如圖3A所示，操作對(duì)象是第一臂31丨時(shí)，其操作柄Hl的一例顯示為實(shí)線。另外，此時(shí)，如圖3A所示，其他的操作柄H2~H5的一例顯示為虛線。此外，也可以將此時(shí)的操作柄Hl顯示為彩色,而將其他的操作柄H2~H5顯示為黑白色,從而通過顏色的不同進(jìn)行區(qū)別顯示 。另外，也可以使操作柄Hl比其他的操作柄H2~H5顯示得大，從而通過大小來進(jìn)行區(qū)別顯示。
[0086]或者，可以將包含操作柄Hl的第一臂31 ^顯示為彩色，將第二臂32 ^或與第二臂32'有關(guān)的操作柄H5顯示為黑白色。如此，通過對(duì)作為操作對(duì)象的操作柄或臂以外的部分顯示為黑白色，就能夠使操作者憑直覺識(shí)別出作為當(dāng)前操作對(duì)象的操作柄或臂。此處，圖3D中示出了顯示圖像的一例。另外，在圖3D中，用虛線來表示顯示為黑白色的部分。
[0087]如此，在對(duì)本實(shí)施方式的雙臂機(jī)器人這樣的具有多個(gè)臂的機(jī)器人進(jìn)行示教操作時(shí)，如圖3D所示地對(duì)作為預(yù)先指定的示教操作對(duì)象的臂顯示為能夠憑直覺對(duì)其進(jìn)行識(shí)別的狀態(tài)，從而能夠避免對(duì)不是示教目標(biāo)的臂進(jìn)行示教的情況發(fā)生。
[0088]另外，如圖3B所示，在第一臂31丨是操作對(duì)象時(shí)，可以在鼠標(biāo)光標(biāo)C靠近第一臂31 ’的一個(gè)軸時(shí)，顯示該軸的操作柄H6。
[0089]另外，如圖3A所示，可以顯示從操作柄Hl的控制點(diǎn)TCP鉛直向下延伸的引導(dǎo)線GL0另外，在圖3A中例示的是引導(dǎo)線GL的端點(diǎn)EP到達(dá)地面的情況，然而，如圖3C所示，也可以是將引導(dǎo)線GL顯示為端點(diǎn)EP到達(dá)與任意的模型M接觸的狀態(tài)。另外，可以用紅色等醒目的顏色來顯示引導(dǎo)線GL，以使操作者容易識(shí)別。
[0090]如此，通過顯示所謂激光指標(biāo)器狀的引導(dǎo)線GL，從而如圖3A所示，即使在虛擬圖像35為從斜向觀察虛擬機(jī)器人30丨時(shí)的圖像時(shí)，操作者也能夠可靠地掌握虛擬機(jī)器人30丨與周邊設(shè)備或障礙物之間的位置關(guān)系。
[0091]即，與操作者的熟練度無關(guān)，使操作者能夠憑直覺容易地進(jìn)行高精度的示教，以切實(shí)地防止實(shí)際的機(jī)器人30與周邊設(shè)備或障礙物干涉。
[0092]在圖3A以及圖3C中，引導(dǎo)線GL鉛直向下延伸，然而，可以根據(jù)作業(yè)空間的形狀、周邊設(shè)備、障礙物的位置等，使引導(dǎo)線GL改為向其他任意方向延伸。
[0093]操作者通過操作部13例如對(duì)圖3A所示的操作柄Hl~H5進(jìn)行操作而發(fā)出模擬指示，以使虛擬圖像35中的虛擬機(jī)器人30 '進(jìn)行模擬動(dòng)作。關(guān)于其具體的例子，將在后面用圖5A~圖SC進(jìn)行說明。另外，在本實(shí)施方式中，在對(duì)操作柄Hl~H5進(jìn)行統(tǒng)稱時(shí)，有時(shí)會(huì)記為“操作柄H”。
[0094]另外，如圖3A所示，在顯示窗口 120中可設(shè)置輸入鍵BI~B5。輸入鍵BI~B5也是能夠供操作者通過操作部13進(jìn)行操作的操作部件。
[0095]并且，例如，能對(duì)輸入鍵BI以及B2分配切換為單獨(dú)/聯(lián)動(dòng)的功能。在輸入鍵BI被按下時(shí)，機(jī)器人模擬器10僅使作為操作對(duì)象的控制單位(例如，第一臂31 ’ )進(jìn)行模擬動(dòng)作。
[0096]另外，在輸入鍵B2被按下時(shí)，機(jī)器人模擬器10使作為操作對(duì)象的控制單位與其他控制單位(例如，第一臂31 '與第二臂32')聯(lián)動(dòng)而進(jìn)行模擬動(dòng)作。關(guān)于聯(lián)動(dòng)時(shí)的具體例子，將在后面使用圖9A與圖9B進(jìn)行說明。
[0097]另外，例如，能對(duì)輸入鍵B3分配切換為顯示/不顯示操作柄Hl~H5的功能。另外，例如，能對(duì)輸入鍵B4分配顯示被手保持的工具的名稱的功能。
[0098]另外，例如，能對(duì)輸入鍵B5分配如下登錄功能，即在所述輸入鍵B5被按下時(shí)，將此刻的虛擬機(jī)器人30丨的各軸的位置作為示教點(diǎn)登錄在示教信息存儲(chǔ)部14中。
[0099]另外，如圖3A所示，在顯示窗口 120中還設(shè)有作為操作部件的下拉菜單Pl。能對(duì)該下拉菜單Pl分配切換操作柄Hl、H2的坐標(biāo)系(例如，機(jī)器人坐標(biāo)/基座坐標(biāo)/用戶坐標(biāo)/工具坐標(biāo)等)的功能。
[0100]此處，機(jī)器人坐標(biāo)例如可以設(shè)定為以第一臂31 ^與第二臂32 ^相對(duì)于軀干部33'的安裝部為原點(diǎn)的坐標(biāo)系。另外，基座坐標(biāo)可以設(shè)定為以軀干部33'相對(duì)于基臺(tái)部的安裝部為原點(diǎn)的坐標(biāo)系，用戶坐標(biāo)可以設(shè)定為以由操作者確定的任意點(diǎn)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系。
[0101]如此，通過下拉菜單Pl來切換坐標(biāo)系，從而能夠根據(jù)所選擇的坐標(biāo)系改變操作柄。例如，在圖3A中,操作柄Hl根據(jù)以控制點(diǎn)TCP為原點(diǎn)的工具坐標(biāo)系被操作,然而,也可以使其根據(jù)世界坐標(biāo)系(后述)被操作。
[0102]另外，通過操作者從下拉菜單Pl選擇所期望的坐標(biāo)系，從而圖像生成部Illa生成虛擬圖像35，該虛擬圖像35中包含具有對(duì)應(yīng)于所選擇的坐標(biāo)系的正交坐標(biāo)軸等的操作柄H0
[0103]此外，機(jī)器人模擬器10可以按照操作者通過操作部13進(jìn)行的操作，分別驅(qū)動(dòng)顯示部12上的虛擬圖像35中的虛擬機(jī)器人30丨的各關(guān)節(jié)，或者進(jìn)行在從哪個(gè)方向觀察虛擬圖像的狀態(tài)下進(jìn)行顯示這樣的視點(diǎn)的變更或放大/縮小顯示。
[0104]另外，可以通過逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算來求得手或工具到達(dá)操作者指定的虛擬圖像內(nèi)的特定點(diǎn)的狀態(tài)下的虛擬機(jī)器人30丨的各關(guān)節(jié)的位置，生成并顯示到達(dá)狀態(tài)下的虛擬機(jī)器人30 ;。
[0105]另外，可以按照操作者的操作，讀取出示教信息存儲(chǔ)部14中登錄的示教點(diǎn)，顯示到達(dá)特定的示教點(diǎn)狀態(tài)下的虛擬機(jī)器人30丨。但是，由于機(jī)器人模擬器具有這樣的功能是公知的，因而省略了與本實(shí)施方式相關(guān)的內(nèi)容以外的詳細(xì)說明。
[0106]返回圖2的說明，對(duì)模擬器控制裝置11的操作接收部Illc進(jìn)行說明。操作接收部Illc接收操作者通過操作部13輸入的輸入操作，如果所述輸入操作與模擬指示有關(guān)，將接收到的輸入操作通知給操作量取得部llld。另外，用圖3A已經(jīng)表示的例子來說，此處所述的與模擬指示有關(guān)的輸入操作對(duì)應(yīng)于對(duì)操作柄Hl~H5的操作。
[0107]另外，如果輸入操作與示教點(diǎn)的登錄指示有關(guān)，操作接收部Illc將接收到的輸入操作通知給示教點(diǎn)取得部lllf。另外，用圖3A已經(jīng)表示的例子來說，此處所述的與示教點(diǎn)的登錄指示有關(guān)的輸入操作對(duì)應(yīng)于對(duì)輸入鍵B5的操作。
[0108]操作量取得部Illd對(duì)由操作接收部Illc通知的輸入操作的內(nèi)容進(jìn)行解析，取得控制點(diǎn)的位移量以及以所述控制點(diǎn)為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)量，將所取得的位移量與旋轉(zhuǎn)量通知給模擬指示部llle。
[0109]模擬指示部llle根據(jù)由操作量取得部llld通知的位移量以及旋轉(zhuǎn)量向圖像生成部Illa發(fā)出模擬指示，以使圖像生成部Illa再生成改變了虛擬機(jī)器人30 ’的姿態(tài)的虛擬圖像。
[0110]并且，圖像生成部Illa根據(jù)從模擬指示部Ille接收到的模擬指示再生成虛擬圖像，通過顯示控制部Illb顯示在顯示部12上。從而進(jìn)行虛擬圖像得以連續(xù)變化的模擬動(dòng)作。
[0111]此處，用圖5A~圖 SC對(duì)操作柄H的具體操作以及伴隨此操作的虛擬圖像的模擬動(dòng)作進(jìn)行說明。首先使用圖5A~圖5C從操作手柄H的具體例子開始說明。另外，在下面的說明中，將規(guī)定的控制點(diǎn)統(tǒng)一為“控制點(diǎn)TCP”進(jìn)行說明。
[0112]圖5A為表不?呆作柄H的一例的圖。另外，圖5Β為位移柄Hx的說明圖。另外，圖5C為旋轉(zhuǎn)柄HRz的說明圖。
[0113]另外，在圖5Α中，示出了標(biāo)有大寫字母X、Y、Z的三維的XYZ坐標(biāo)軸，XYZ坐標(biāo)軸是所謂世界坐標(biāo)軸等表示整體空間的坐標(biāo)系，相當(dāng)于圖3Α的顯示窗口 120的左下方顯示的XYZ坐標(biāo)軸。下面所說明的操作柄H的坐標(biāo)系由與此不同的局部坐標(biāo)系(工具坐標(biāo)系等)的xyz坐標(biāo)軸表示,然而,為方便說明，χ軸、y軸、z軸分別平行于X軸、Y軸、Z軸。
[0114]如圖5A所示,操作柄H是用于對(duì)以控制點(diǎn)TCP為原點(diǎn)的xyz坐標(biāo)軸進(jìn)行操作的操作部件。在操作柄H中包含位移柄Hx、Hy、Hz,位移柄Hx、Hy、Hz用于針對(duì)xyz坐標(biāo)軸的每一個(gè)軸使控制點(diǎn)TCP沿著該一個(gè)軸的軸向位移。
[0115]另外，位移柄Hx、Hy、Hz分別呈沿著各自相應(yīng)的xyz坐標(biāo)軸的一個(gè)軸的軸向的立體雙向箭頭狀。另外，位移柄Hx、Hy、Hz分別離開控制點(diǎn)TCP配置。用圖3A已經(jīng)表示的例子來說，這些位移柄Hx、Hy、Hz被包含在操作柄Hl與H2中。
[0116]另外，如圖5A所示，操作柄H中包含旋轉(zhuǎn)柄HRx、HRy、HRz，旋轉(zhuǎn)柄HRx、HRy、HRz用于針對(duì)每一個(gè)軸使xyz坐標(biāo)軸繞該一個(gè)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0117]另外，旋轉(zhuǎn)柄HRx、HRy、HRz分別呈沿著以各自相應(yīng)的xyz坐標(biāo)軸的一個(gè)軸為中心的旋轉(zhuǎn)方向形成的立體雙向箭頭狀。用圖3A已經(jīng)表示的例子來說，這些旋轉(zhuǎn)柄HRx、HRy、HRz被包含在操作柄Hl~H5中。
[0118]此處，圖5B中選擇位移柄Hx并對(duì)所述位移柄Hx進(jìn)行操作為具體例子進(jìn)行說明。另外，在圖5B中，省略了對(duì)位移柄Hy、Hz以及旋轉(zhuǎn)柄HRx、HRy、HRz的圖示。
[0119]如圖5B所示，位移柄Hx被操作者通過操作部13進(jìn)行拖動(dòng)操作(參照?qǐng)D中的箭頭501)。另外，此時(shí)，可以沿著對(duì)應(yīng)的χ軸方向?qū)ξ灰票鶫x進(jìn)行拖動(dòng)操作。[0120]并且,如圖5B所示,如果以箭頭501所示的拖動(dòng)操作的拖動(dòng)量相當(dāng)于I位移量,那么圖像生成部Illa使控制點(diǎn)TCP以及以其為原點(diǎn)的xyz坐標(biāo)軸沿著x軸方向位移I位移量(參見圖中的箭頭502)。
[0121]即，此時(shí)，在位移前的控制點(diǎn)TCP在XYZ坐標(biāo)軸(參照?qǐng)D5A)中的坐標(biāo)值為(X，Y，Z)= (0,0,0)時(shí)，位移后的控制點(diǎn)TCP的坐標(biāo)值為(X，Y，Z)= (1,0,0), xyz坐標(biāo)軸以該位移后的控制點(diǎn)TCP為原點(diǎn)而形成。
[0122]之后，圖像生成部11 Ia根據(jù)位移后的控制點(diǎn)TCP以及xyz坐標(biāo)軸再生成機(jī)器人30的虛擬圖像，使其進(jìn)行模擬動(dòng)作。
[0123]當(dāng)然，如立體雙向箭頭的形狀所示，也可以向與圖中箭頭501相反的方向?qū)ξ灰票鶫x進(jìn)行拖動(dòng)操作。
[0124]另外，雖然圖5B中沒有示出，但是對(duì)位移柄Hy進(jìn)行同樣的拖動(dòng)操作時(shí)，控制點(diǎn)TCP以及以其為原點(diǎn)的xyz坐標(biāo)軸會(huì)沿著I軸方向位移，并且，對(duì)位移柄Hz進(jìn)行同樣的拖動(dòng)操作時(shí)，控制點(diǎn)TCP以及以其為原點(diǎn)的xyz坐標(biāo)軸會(huì)沿著z軸方向位移。
[0125]下面，圖5C中選擇旋轉(zhuǎn)柄HRz并對(duì)所述旋轉(zhuǎn)柄HRz進(jìn)行操作為具體例子進(jìn)行說明。另外，在圖5C中省略了對(duì)位移柄HX、Hy、Hz以及旋轉(zhuǎn)柄HRx、HRy的圖示。
[0126]如圖5C所示,旋轉(zhuǎn)柄HRz也被操作者通過操作部13進(jìn)行拖動(dòng)操作(參照?qǐng)D中的箭頭503)。此時(shí)，可以用鼠標(biāo)光標(biāo)C對(duì)旋轉(zhuǎn)柄HRz在沿著以相應(yīng)的z軸為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方向上進(jìn)行拖動(dòng)操作。 [0127]并且,如圖5C所示,如果箭頭503所示的拖動(dòng)操作的拖動(dòng)量相當(dāng)于30°的旋轉(zhuǎn)量，那么圖像生成部Illa使xyz坐標(biāo)軸繞z軸旋轉(zhuǎn)30° (參照?qǐng)D中的箭頭504)。
[0128]之后，圖像生成部Illa根據(jù)旋轉(zhuǎn)后的xyz坐標(biāo)軸再生成機(jī)器人30的虛擬圖像，使其進(jìn)行模擬動(dòng)作。
[0129]當(dāng)然，如立體雙向箭頭的形狀所示，也可以向與圖中箭頭503相反的方向?qū)πD(zhuǎn)柄HRz進(jìn)行拖動(dòng)操作。此時(shí)，xyz坐標(biāo)軸向與圖5C所示的例子相反的方向旋轉(zhuǎn)。
[0130]另外，雖然圖5C中沒有圖示，但是對(duì)旋轉(zhuǎn)柄HRx進(jìn)行同樣的拖動(dòng)操作時(shí)，xyz坐標(biāo)軸會(huì)繞X軸旋轉(zhuǎn)，對(duì)旋轉(zhuǎn)柄HRy進(jìn)行同樣的拖動(dòng)操作時(shí)，xyz坐標(biāo)軸會(huì)繞y軸旋轉(zhuǎn)。
[0131]如此，操作柄H包含分別對(duì)應(yīng)于以控制點(diǎn)TCP為原點(diǎn)的xyz坐標(biāo)軸的位移柄Hx、Hy、Hz以及旋轉(zhuǎn)柄HRx、HRy、HRz，位移柄Hx、Hy、Hz以及旋轉(zhuǎn)柄HRx、HRy、HRz分別形成為雙向箭頭狀。從而，與操作者的熟練度無關(guān)，使操作者能夠憑直覺容易地進(jìn)行操作。
[0132]另外，操作柄H的形狀并不限于圖5A所示的例子，例如，位移柄HX、Hy、Hz以及旋轉(zhuǎn)柄HRx、HRy、HRz可以形成為單向箭頭狀。
[0133]下面，使用圖6A~圖6C對(duì)操作柄H (參照?qǐng)D5A)的位移柄Hz被操作時(shí)虛擬圖像35上的虛擬機(jī)器人30'的模擬動(dòng)作的具體例子進(jìn)行說明。圖6A~圖6C是表示位移柄Hz被操作時(shí)的模擬動(dòng)作的具體例子的圖(其I~其3)。
[0134]另外，此處，為方便說明，省略了對(duì)旋轉(zhuǎn)柄HRx、HRy、HRz的圖示。
[0135]如圖6A所示，顯示部12的顯示窗口 120中顯示有虛擬機(jī)器人30-。并且，此處，操作者對(duì)位移柄Hz向圖中箭頭601所示的方向進(jìn)行拖動(dòng)操作。
[0136]此時(shí)，如圖6Β所示，首先，操作柄H沿著ζ軸方向進(jìn)行位移，其位移的位移量對(duì)應(yīng)于操作者進(jìn)行拖動(dòng)操作的拖動(dòng)量(參照?qǐng)D中箭頭602)。即，控制點(diǎn)TCP以及以控制點(diǎn)TCP為原點(diǎn)的xyz坐標(biāo)軸整體沿著z軸方向進(jìn)行位移。
[0137]之后，如圖6C所示，第一臂31 '的前端可動(dòng)部追隨操作柄H進(jìn)行位移。即，在虛擬圖像35中描繪出使第一臂31 '向圖中箭頭603所示方向移動(dòng)的虛擬機(jī)器人30 '的模擬動(dòng)作。
[0138]另外，在圖6A~圖6C中，以對(duì)位移柄Hz進(jìn)行操作時(shí)的模擬動(dòng)作為例進(jìn)行了說明，然而，不言而喻，對(duì)位移柄Hx、Hy進(jìn)行操作時(shí)也會(huì)在其各自對(duì)應(yīng)的X軸與y軸上產(chǎn)生同樣的動(dòng)作。
[0139]接下來，使用圖7A~圖7C對(duì)操作柄H的旋轉(zhuǎn)柄HRx被操作時(shí)虛擬圖像35上的虛擬機(jī)器人30 ’的模擬動(dòng)作的具體例子進(jìn)行說明。圖7A~圖7C為表示旋轉(zhuǎn)柄HRx被操作時(shí)的模擬動(dòng)作的具體例子的圖(其I~其3)。
[0140]另外，此處，為方便說明，省略了對(duì)位移柄Hx、Hy、Hz的圖示。
[0141]如圖7A所示，顯示部12的顯示窗口 120上顯示有虛擬機(jī)器人30-的第一臂31'。并且，此處，操作者對(duì)旋轉(zhuǎn)柄HRx向圖中箭頭701所示的方向進(jìn)行拖動(dòng)操作。
[0142]此時(shí),如圖7Β所示,首先，xyz坐標(biāo)軸繞X軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn),其旋轉(zhuǎn)量對(duì)應(yīng)于操作者的拖動(dòng)操作的拖動(dòng)量(參見圖中箭頭702)。
[0143]之后，如圖7C所示，第一臂31丨的前端可動(dòng)部被描繪成追隨旋轉(zhuǎn)后的xyz坐標(biāo)軸。即，此處，被描繪成使前端可動(dòng)部的朝向沿著圖中箭頭703所示方向變化的第一臂31 ’的模擬動(dòng)作。
[0144]另外，在圖7A~圖7C中，以對(duì)旋轉(zhuǎn)柄HRx進(jìn)行操作時(shí)的模擬動(dòng)作為例進(jìn)行了說明，然而，不言而喻，對(duì)旋轉(zhuǎn)柄HRy、HRz進(jìn)行操作時(shí)也會(huì)使其各自對(duì)應(yīng)的x軸與y軸產(chǎn)生同樣的動(dòng)作。
[0145]接下來，使用圖8A~圖8C對(duì)肘角動(dòng)作的操作柄H5被操作時(shí)虛擬圖像上的虛擬機(jī)器人30'的模擬動(dòng)作的具體例子進(jìn)行說明。圖8A~圖SC為表示肘角動(dòng)作的操作柄H5被操作時(shí)的模擬動(dòng)作的具體例子的圖(其I~其3)。
[0146]另外，此處，選擇第二臂32丨所對(duì)應(yīng)的操作柄H5進(jìn)行說明，然而，由于也能夠?qū)Φ谝槐?1丨所對(duì)應(yīng)的操作柄H4進(jìn)行同樣的操作，因而省略其說明。
[0147]如圖8A所示,肘角動(dòng)作的操作柄H5上包含旋轉(zhuǎn)柄(參照?qǐng)D5的旋轉(zhuǎn)柄HRz),由操作者利用鼠標(biāo)光標(biāo)C對(duì)該旋轉(zhuǎn)柄進(jìn)行拖動(dòng)操作，從而能夠使該旋轉(zhuǎn)柄繞鉛直軸旋轉(zhuǎn)。
[0148]并且，此處，如圖SB所示，操作者向圖中箭頭801所示方向進(jìn)行拖動(dòng)操作。
[0149]此時(shí),如圖8B所示,操作柄H5的旋轉(zhuǎn)柄繞鉛直軸旋轉(zhuǎn),其旋轉(zhuǎn)量對(duì)應(yīng)于操作者進(jìn)行的拖動(dòng)操作的拖動(dòng)量(參照?qǐng)D中箭頭802 )。
[0150]接下來，如圖8B所示，第二臂32 ^被描繪成追隨旋轉(zhuǎn)柄的旋轉(zhuǎn)而在控制點(diǎn)TCP位置固定不變的狀態(tài)下改變肘的角度的狀態(tài)。即，此處，被描繪成第二臂32 ^的前端部的位置與姿態(tài)保持不變而第二臂32丨沿著圖中箭頭803所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)的肘角動(dòng)作的模擬動(dòng)作。[0151 ] 并且,如圖8C所示,如果操作者向圖中箭頭803所示方向進(jìn)行拖動(dòng)操作時(shí),操作柄H5的旋轉(zhuǎn)柄與此相應(yīng)地向圖中箭頭805所示方向旋轉(zhuǎn)。
[0152]并且，隨之，第二臂32 ’被描繪成追隨旋轉(zhuǎn)柄的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行沿圖中箭頭806所示方向進(jìn)行肘角動(dòng)作的模擬動(dòng)作。
[0153]通過進(jìn)行這樣的操作，操作者能夠做到，在保持第二臂32丨的前端部的位置與姿態(tài)不變的狀態(tài)下，使第二臂32丨呈難以與周邊設(shè)備或障礙物干涉的狀態(tài)、或使第二臂32丨的各軸的關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)量呈不會(huì)到達(dá)其界限值的狀態(tài)。
[0154]下面，使用圖9A以及圖9B對(duì)圖3A所示的輸入鍵B2被按下的狀態(tài)下選擇聯(lián)動(dòng)時(shí)的模擬動(dòng)作進(jìn)行說明。圖9A與圖9B是表示選擇聯(lián)動(dòng)時(shí)的模擬動(dòng)作的具體例子的圖(其I與其2)。
[0155]首先，在選擇聯(lián)動(dòng)時(shí)，將第一臂31 '作為操作對(duì)象。另外，此處，如圖9A所示，對(duì)操作柄Hl的位移柄向圖中箭頭901所示方向進(jìn)行拖動(dòng)操作。
[0156]此時(shí)，如圖9B所示，第一臂3^被描繪成其前端可動(dòng)部向圖中箭頭902所示方向上升，其位移量對(duì)應(yīng)于拖動(dòng)操作的操作量。此時(shí)，如果選擇聯(lián)動(dòng)時(shí)，那么第二臂32'也被描繪成其前端可動(dòng)部與第一臂31 '同時(shí)并且以與第一臂31'相同的位移量向圖中箭頭903所示的方向上升。
[0157]即，操作者不必分別使各個(gè)臂進(jìn)行模擬動(dòng)作，僅需對(duì)一方的臂的操作柄進(jìn)行拖動(dòng)操作即可。對(duì)于雙臂機(jī)器人而言，在不改變第一臂31 '與第二臂32'的各個(gè)前端部相對(duì)于手或工具的位置關(guān)系以及姿態(tài)關(guān)系的狀態(tài)下進(jìn)行模擬動(dòng)作等時(shí)，這樣的功能是有用的。
[0158]另外，并不限于選擇聯(lián)動(dòng)時(shí)，如圖9B中的斜向陰影線部位所示，可以通過模擬動(dòng)作清楚地表示出各軸的關(guān)節(jié)的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)量距離其界限值還差多少。例如，圖9B清楚地表示出第二臂32丨的前端可動(dòng)部根據(jù)拖動(dòng)操作而上升時(shí)該第二臂32丨的軸U的關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)量接近或者達(dá)到了界限值。
[0159]另外，雖然在圖9B中沒有表示，不過有關(guān)該界限值的清楚表示，例如可以在距離界限值還有10%的程度時(shí)顯示為橙色，還有3%的程度時(shí)顯示為紅色，即，通過顏色的不同來進(jìn)行區(qū)分。
[0160]說明此 時(shí)的一個(gè)具體的例子，例如，在U軸的旋轉(zhuǎn)范圍為從規(guī)定的原點(diǎn)起±100°時(shí)，從U軸的基準(zhǔn)位置起的旋轉(zhuǎn)量的絕對(duì)值超過90°時(shí)顯示為橙色,若旋轉(zhuǎn)量的絕對(duì)值超過97°是顯示為紅色。
[0161]通過這樣的顯示，能夠使操作者憑直覺容易地知曉哪些關(guān)節(jié)處于接近界限值的狀態(tài)，促使操作者進(jìn)行操作以使所述關(guān)節(jié)處于遠(yuǎn)離界限值的狀態(tài)。
[0162]返回圖2的說明，對(duì)模擬器控制裝置11的示教點(diǎn)取得部Illf進(jìn)行說明。示教點(diǎn)取得部Illf從操作接收部IllC接收輸入鍵B5 (參照?qǐng)D3A)被按下的通知，取得所述輸入鍵B5被按下時(shí)的虛擬圖像35上的虛擬機(jī)器人30丨的各軸的位置，并將其作為示教點(diǎn)。
[0163]另外，示教點(diǎn)取得部Illf將所取得的示教點(diǎn)通知給登錄部lllg。登錄部Illg將從示教點(diǎn)取得部Illf接收到的示教點(diǎn)與機(jī)器人的姿態(tài)相關(guān)聯(lián)的示教點(diǎn)信息，登錄在示教信息存儲(chǔ)部14中。
[0164]之后，機(jī)器人控制裝置20根據(jù)示教信息存儲(chǔ)部14中登錄的示教點(diǎn)的組合(示教點(diǎn)信息)控制機(jī)器人30的各種動(dòng)作。因而，可以說示教點(diǎn)取得部Illf以及登錄部Illg是通過示教信息存儲(chǔ)部14對(duì)機(jī)器人30進(jìn)行示教的“示教部”。
[0165]存儲(chǔ)部112為硬盤、非易失性存儲(chǔ)器這樣的存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)模型信息112a以及控制點(diǎn)信息112b。另外，由于模型信息112a以及控制點(diǎn)信息112b的內(nèi)容已經(jīng)說明過了，因而在此省略其說明。
[0166]在使用圖2的說明中，例示了模擬器控制裝置11根據(jù)預(yù)先登錄的模型信息112a以及控制點(diǎn)信息112b等而生成機(jī)器人30的虛擬圖像，然而，可以從與模擬器控制裝置11以能夠相互通信的方式連接的上級(jí)裝置依次取得生成圖像所需要的信息。
[0167]如上所述，實(shí)施方式涉及的機(jī)器人模擬器具有圖像生成部(生成部)、顯示部、顯示控制部、以及模擬指示部。圖像生成部生成虛擬圖像，該虛擬圖像中包含至少具有冗余軸的機(jī)器人以及能夠?qū)σ运鰴C(jī)器人的規(guī)定的控制點(diǎn)為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)軸進(jìn)行操作的操作柄。
[0168]顯示部用于顯示圖像。顯示控制部使由上述圖像生成部生成的上述虛擬圖像顯示在所述顯示部上。
[0169]模擬指示部在接收到操作者對(duì)上述操作柄進(jìn)行的操作時(shí)，取得基于該操作的所述控制點(diǎn)的位移量以及所述三維坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)量中的至少一方，使所述生成部根據(jù)所取得的所述位移量或旋轉(zhuǎn)量而再生成改變了所述機(jī)器人的姿態(tài)的所述虛擬圖像。
[0170]因而，采用實(shí)施方式涉及的機(jī)器人模擬器，與操作者的熟練度無關(guān)，能夠使操作者憑直覺容易地進(jìn)行操作。
[0171]另外，在上述實(shí)施方式中，舉例說明了以虛擬圖像上的機(jī)器人的各軸的位置作為示教點(diǎn)而取得，并能夠作為示教點(diǎn)信息進(jìn)行登錄的機(jī)器人模擬器，然而，狹義的機(jī)器人模擬器也可能不具有包含示教點(diǎn)取得部Ilf與登錄部Illg的示教部以及示教信息存儲(chǔ)部14。廣義的機(jī)器人模擬器是包含以下結(jié)構(gòu)的、對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教的機(jī)器人示教裝置:狹義的機(jī)器人模擬器；用于存儲(chǔ)示教點(diǎn)信息的示教信息存儲(chǔ)部14，該示教點(diǎn)信息中將虛擬圖像上任意時(shí)刻的機(jī)器人的姿態(tài)與該機(jī)器人的示教點(diǎn)相關(guān)聯(lián)起來；根據(jù)上述示教信息存儲(chǔ)部14中存儲(chǔ)的示教點(diǎn)信息對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教的示教部。
[0172]另外，在上述實(shí)施方式中，舉例說明了僅在虛擬圖像上進(jìn)行模擬動(dòng)作的情況，然而，也可以根據(jù)操作者對(duì)操作柄進(jìn)行的操作使機(jī)器人實(shí)際上進(jìn)行動(dòng)作。
[0173]另外，在上述實(shí)施方式中舉例說明了主要將鼠標(biāo)用作操作部，并由所述鼠標(biāo)對(duì)操作柄進(jìn)行拖動(dòng)操作的情況。然而，本發(fā)明并不限于此。例如，可以由所謂的多點(diǎn)觸控的觸摸面板等構(gòu)成顯示部，由操作者對(duì)觸摸面板進(jìn)行多點(diǎn)觸控操作來拖動(dòng)操作柄。
[0174]另外，在上述實(shí)施方式中，說明了以虛擬圖像為三維模型的圖解圖像的情況，然而，對(duì)維度數(shù)量沒有限定，例如可以是二維模型。
[0175]對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，還可以得出進(jìn)一步的效果以及其他變形例。因而，本發(fā)明的范圍并不限于上面詳細(xì)說明的特定的、具有代表性的實(shí)施方式。所以在不脫離權(quán)利要求書及其等同物所定義的發(fā)明的總括性精神或者范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種變更。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)器人模擬器，其特征在于，具有: 生成部，其生成虛擬圖像，該虛擬圖像中包含:對(duì)具有至少一個(gè)軸的實(shí)際的機(jī)器人進(jìn)行圖像化的虛擬機(jī)器人、以及能夠?qū)σ运鎏摂M機(jī)器人的規(guī)定的控制點(diǎn)為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)軸進(jìn)行操作的操作柄； 顯示部； 顯示控制部，其使由所述生成部生成的所述虛擬圖像顯示在所述顯示部上；以及模擬指示部，其在接收到操作者對(duì)所述操作柄進(jìn)行的操作時(shí)，取得基于該操作的所述控制點(diǎn)的位移量以及所述三維坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)量中的至少一方，使所述生成部根據(jù)所取得的所述位移量及/或所述旋轉(zhuǎn)量而再生成改變了所述虛擬機(jī)器人的姿態(tài)的所述虛擬圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人模擬器，其特征在于， 所述操作柄包含位移柄與旋轉(zhuǎn)柄的至少一方，其中，所述位移柄針對(duì)所述三維坐標(biāo)軸的每一個(gè)軸，使所述控制點(diǎn)沿著該一個(gè)軸的軸向位移，所述旋轉(zhuǎn)柄針對(duì)所述三維坐標(biāo)軸的每一個(gè)軸，使所述三維坐標(biāo)軸繞該一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人模擬器，其特征在于， 所述位移柄呈針對(duì)所述三維坐標(biāo)軸的每一個(gè)軸沿著該一個(gè)軸的軸向的雙向箭頭的形狀，該雙向箭頭分別離開所述控制點(diǎn)配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的機(jī)器人模擬器，其特征在于， 還具有至少能夠選擇所述三維坐標(biāo)軸的坐標(biāo)系的操作部件， 通過由操作者通過所述操作部件選擇所期望的坐標(biāo)系，所述生成部使所述虛擬圖像中包含具有對(duì)應(yīng)于被選擇的坐標(biāo)系的所述三維坐標(biāo)軸的所述操作柄。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的機(jī)器人模擬器，其特征在于， 所述至少一個(gè)軸被包含在所述虛擬機(jī)器人所具有的臂部中， 所述旋轉(zhuǎn)柄的結(jié)構(gòu)為，能夠進(jìn)行在使所述控制點(diǎn)保持固定不變的狀態(tài)下改變所述臂部的肘的角度的肘角動(dòng)作， 所述模擬指示部在接收到對(duì)所述旋轉(zhuǎn)柄進(jìn)行的操作時(shí)，使所述生成部再生成表示所述虛擬機(jī)器人追隨所述旋轉(zhuǎn)柄的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行所述肘角動(dòng)作的所述虛擬圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人模擬器，其特征在于， 所述操作者通過拖動(dòng)操作對(duì)所述操作柄進(jìn)行操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人模擬器，其特征在于， 所述實(shí)際的機(jī)器人為具有兩個(gè)臂部的雙臂機(jī)器人， 所述模擬指示部在接收到以一個(gè)所述臂部為操作對(duì)象對(duì)所述操作柄進(jìn)行的操作時(shí)，使所述生成部再生成表示根據(jù)基于所述操作的所述位移量或者所述旋轉(zhuǎn)量使所述臂部雙方進(jìn)行聯(lián)動(dòng)的所述虛擬圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人模擬器，其特征在于， 所述生成部生成所述虛擬圖像，該虛擬圖像中對(duì)所述操作柄以及作為該操作柄的操作對(duì)象的所述虛擬機(jī)器人的部位，與其他所述操作柄以及其他所述虛擬機(jī)器人的部位進(jìn)行區(qū)別表示。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人模擬器，其特征在于， 所述生成部使所述虛擬圖像中包含引導(dǎo)線，該引導(dǎo)線被描繪成從所述控制點(diǎn)向任意方向延伸，并且其端點(diǎn)是與任意模型的交點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機(jī)器人模擬器，其特征在于， 所述任意的方向是鉛直向下。
11.一種機(jī)器人示教裝置，其特征在于，具有: 生成部，其生成虛擬圖像，該虛擬圖像中包含:對(duì)具有至少一個(gè)軸的實(shí)際的機(jī)器人進(jìn)行圖像化的虛擬機(jī)器人、以及能夠?qū)σ运鎏摂M機(jī)器人的規(guī)定的控制點(diǎn)為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)軸進(jìn)行操作的操作柄； 顯示部； 顯示控制部，其使由所述生成部生成的所述虛擬圖像顯示在所述顯示部上； 模擬指示部，其在接收到操作者對(duì)所述操作柄進(jìn)行的操作時(shí)，取得基于該操作的所述控制點(diǎn)的位移量以及所述三維坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)量中的至少一方，使所述生成部根據(jù)所取得的所述位移量及/或所述旋轉(zhuǎn)量而再生成改變了所述虛擬機(jī)器人的姿態(tài)的所述虛擬圖像； 示教信息存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)示教點(diǎn)信息，該示教點(diǎn)信息將所述虛擬圖像的任意時(shí)刻的所述虛擬機(jī)器人的姿態(tài)與該虛擬機(jī)器人的示教點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來；以及 示教部，其根據(jù)所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的所述示教點(diǎn)信息對(duì)所述機(jī)器人進(jìn)行示教。
12.一種機(jī)器人示 教方法，其特征在于，包括如下工序: 生成工序，生成虛擬圖像，該虛擬圖像中包含:對(duì)具有至少一個(gè)軸的實(shí)際的機(jī)器人進(jìn)行圖像化的虛擬機(jī)器人、以及能夠?qū)σ运鎏摂M機(jī)器人的規(guī)定的控制點(diǎn)為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)軸進(jìn)行操作的操作柄； 顯示控制工序，使由所述生成工序生成的所述虛擬圖像顯示在所述顯示部上； 模擬指示工序，取得基于操作者對(duì)所述操作柄的操作的、所述控制點(diǎn)的位移量以及所述三維坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)量中的至少一方，在所述生成工序中根據(jù)所取得的所述位移量及/或所述旋轉(zhuǎn)量而再生成改變了所述機(jī)器人的姿態(tài)的所述虛擬圖像； 存儲(chǔ)工序，存儲(chǔ)將所述虛擬圖像的任意時(shí)刻的所述虛擬機(jī)器人的姿態(tài)與該虛擬機(jī)器人的示教點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來的示教點(diǎn)信息；以及 示教工序，根據(jù)在所述存儲(chǔ)工序中所存儲(chǔ)的所述示教點(diǎn)信息對(duì)所述實(shí)際的機(jī)器人進(jìn)行示教。
13.—種包括權(quán)利要求11所述的機(jī)器人示教裝置的機(jī)器人系統(tǒng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，還包含: 所述實(shí)際的機(jī)器人； 機(jī)器人控制裝置，其根據(jù)所述示教部的示教而控制所述實(shí)際的機(jī)器人的動(dòng)作。
15.—種機(jī)器人模擬器,其特征在于,具有: 顯示部； 控制部，其生成虛擬圖像，該虛擬圖像中包含:對(duì)具有至少一個(gè)軸的實(shí)際的機(jī)器人進(jìn)行圖像化的虛擬機(jī)器人、以及能夠?qū)σ运鎏摂M機(jī)器人的規(guī)定的控制點(diǎn)為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)軸進(jìn)行操作的操作柄；將生成的所述虛擬圖像顯示在所述顯示部上；以及在接收到操作者對(duì)所述操作柄進(jìn)行的操作時(shí)，取得基于該操作的所述控制點(diǎn)的位移量以及所述三維坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)量中的至少一方，根據(jù)所取得的所述位移量及/或所述旋轉(zhuǎn)量而再生成改變了所述虛擬機(jī)器人的姿態(tài)的所述虛擬圖像。
【文檔編號(hào)】B25J9/08GK104002296SQ201410053868
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月21日
【發(fā)明者】桑原康一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)