本發(fā)明涉及控制裝置、機(jī)器人以及機(jī)器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

一直以來(lái)，例如公知有具備在精密設(shè)備等的制造中進(jìn)行各種部件的把持、組裝等作業(yè)的機(jī)器人和控制該機(jī)器人的控制裝置的機(jī)器人系統(tǒng)。在這樣的機(jī)器人系統(tǒng)中，在使機(jī)器人作業(yè)時(shí)，一般將機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)的作業(yè)面示教給機(jī)器人。

機(jī)器人的示教方法的一個(gè)例子例如在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)。

在專利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了一種具備具有能夠?qū)⑦M(jìn)行部件的把持等的手安裝于前端部的臂的機(jī)器人主體和控制機(jī)器人主體的控制裝置的機(jī)器人(機(jī)器人系統(tǒng))。在該專利文獻(xiàn)1中，代替手而在臂的前端部連接示教器，使用示教器來(lái)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)面的示教。

專利文獻(xiàn)1：日本專利第3671694號(hào)公報(bào)

然而，在這樣的使用現(xiàn)有的示教器的示教方法中，一般是用戶(作業(yè)者)確認(rèn)作業(yè)面與示教器的接觸，因此根據(jù)用戶不同，接觸的判斷產(chǎn)生差別。

另外，使用與實(shí)際進(jìn)行部件把持等的手不同的示教器來(lái)進(jìn)行示教，因此存在無(wú)法高精度地示教手相對(duì)于作業(yè)面的位置、姿勢(shì)的問(wèn)題。例如，在手與作業(yè)面未接觸的狀態(tài)下確定作業(yè)面的情況下，存在機(jī)器人無(wú)法準(zhǔn)確地進(jìn)行作業(yè)的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而完成的，能夠通過(guò)以下的本發(fā)明來(lái)實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的控制裝置的特征在于，其對(duì)具有臂、設(shè)置于上述臂的末端執(zhí)行器、以及設(shè)置于上述臂并檢測(cè)力的力檢測(cè)器的機(jī)器人進(jìn)行控制，

使上述末端執(zhí)行器的第一部分與作業(yè)面接近，在根據(jù)來(lái)自上述力檢測(cè)器的輸出檢測(cè)到上述第一部分與上述作業(yè)面的接觸之后，使上述末端執(zhí)行器的與上述第一部分不同的第二部分與上述作業(yè)面接近，根據(jù)來(lái)自上述力檢測(cè)器的輸出來(lái)檢測(cè)上述第二部分與上述作業(yè)面的接觸，將上述末端執(zhí)行器相對(duì)于上述作業(yè)面的位置示教給上述機(jī)器人。

根據(jù)這樣的控制裝置，通過(guò)控制具備力檢測(cè)器的機(jī)器人能夠更高精度地示教末端執(zhí)行器相對(duì)于作業(yè)面的位置。

另外，根據(jù)本發(fā)明的控制裝置，在示教中，在使末端執(zhí)行器的第一部分與作業(yè)面接觸之后，使與第一部分不同的第二部分與作業(yè)面接觸，因此能夠高精度地向機(jī)器人示教末端執(zhí)行器相對(duì)于作業(yè)面的位置以及姿勢(shì)。

在本發(fā)明的控制裝置中，優(yōu)選，上述第二部分向上述作業(yè)面的接近包括以下動(dòng)作，即：在上述第一部分與上述作業(yè)面接觸的狀態(tài)下，使上述末端執(zhí)行器的姿勢(shì)以上述第一部分為支點(diǎn)而變化的動(dòng)作。

由此，能夠向機(jī)器人特別高精度地示教末端執(zhí)行器相對(duì)于作業(yè)面的位置以及姿勢(shì)。

在本發(fā)明的控制裝置中，優(yōu)選，根據(jù)上述第一部分與上述作業(yè)面接觸時(shí)上述力檢測(cè)器的輸出和上述第二部分與上述作業(yè)面接觸時(shí)上述力檢測(cè)器的輸出來(lái)求出示教點(diǎn)。

這樣，能夠基于多個(gè)檢測(cè)結(jié)果來(lái)求出示教點(diǎn)，因此能夠進(jìn)一步提高示教點(diǎn)的位置的精度。其結(jié)果是，能夠更高精度地向機(jī)器人示教末端執(zhí)行器相對(duì)于作業(yè)面的位置。

在本發(fā)明的控制裝置中，優(yōu)選，根據(jù)上述第一部分與上述作業(yè)面接觸時(shí)上述力檢測(cè)器的輸出和、上述第二部分與上述作業(yè)面接觸時(shí)上述力檢測(cè)器的輸出來(lái)求出上述末端執(zhí)行器的姿勢(shì)。

這樣，能夠基于多個(gè)檢測(cè)結(jié)果來(lái)求出末端執(zhí)行器的姿勢(shì)，因此能夠進(jìn)一步提高末端執(zhí)行器相對(duì)于作業(yè)面的姿勢(shì)的精度。其結(jié)果是，能夠更高精度地向機(jī)器人示教末端執(zhí)行器相對(duì)于作業(yè)面的姿勢(shì)。

在本發(fā)明的控制裝置中，優(yōu)選，在使上述第二部分與上述作業(yè)面接觸之后，使上述末端執(zhí)行器的與上述第一部分以及上述第二部分不同的第三部分與上述作業(yè)面接近，根據(jù)來(lái)自上述力檢測(cè)器的輸出來(lái)檢測(cè)上述第三部分與上述作業(yè)面的接觸。

由此，能夠更高精度地向機(jī)器人示教末端執(zhí)行器相對(duì)于作業(yè)面的位置以及姿勢(shì)。

在本發(fā)明的控制裝置中，優(yōu)選，在上述作業(yè)面上的至少3個(gè)位置檢測(cè)上述末端執(zhí)行器相對(duì)于上述作業(yè)面的位置。

由此，能夠更高精度地求出作業(yè)面的坐標(biāo)系。

在本發(fā)明的控制裝置中，優(yōu)選，分別求出上述至少3個(gè)位置處的示教點(diǎn)，根據(jù)至少3個(gè)上述示教點(diǎn)來(lái)求出上述作業(yè)面的坐標(biāo)系。

由此，能夠更高精度地求出作業(yè)面的坐標(biāo)系。

在本發(fā)明的控制裝置中，優(yōu)選，分別求出上述至少3個(gè)位置處上述末端執(zhí)行器的姿勢(shì)，根據(jù)至少3個(gè)上述末端執(zhí)行器的姿勢(shì)來(lái)判斷上述作業(yè)面是否為平面。

由此，能夠更準(zhǔn)確地把握作業(yè)面的狀態(tài)。

在本發(fā)明的控制裝置中，優(yōu)選，上述機(jī)器人所具有的上述臂具有能夠繞第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一臂和設(shè)置于上述第一臂并能夠繞與上述第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸向不同的軸向即第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二臂。

相對(duì)于這樣的結(jié)構(gòu)的機(jī)器人，能夠特別顯著地發(fā)揮本發(fā)明的控制裝置的效果。

本發(fā)明的機(jī)器人的特征在于被本發(fā)明的控制裝置控制。

由此，能夠提供一種被能夠高精度地示教末端執(zhí)行器相對(duì)于作業(yè)面的位置以及姿勢(shì)的控制裝置控制的機(jī)器人。

本發(fā)明的機(jī)器人系統(tǒng)的特征在于，具備：本發(fā)明的控制裝置；和被上述控制裝置控制的機(jī)器人。

由此，能夠提供一種具備能夠高精度地示教末端執(zhí)行器相對(duì)于作業(yè)面的位置以及姿勢(shì)的控制裝置和被該控制裝置控制的機(jī)器人的機(jī)器人系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的機(jī)器人系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式的圖。

圖2是圖1所示的機(jī)器人系統(tǒng)的框圖。

圖3是圖1所示的機(jī)器人的簡(jiǎn)圖。

圖4是圖1所示的機(jī)器人所具有的手的簡(jiǎn)圖。

圖5是表示示教給圖1所示的機(jī)器人的作業(yè)面的圖。

圖6是用于對(duì)相對(duì)于圖1所示的機(jī)器人的作業(yè)面的示教進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。

圖7是用于對(duì)圖6所示的示教點(diǎn)的計(jì)算進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。

圖8是表示手的第一部分與作業(yè)面接觸的狀態(tài)的圖。

圖9是表示手的第二部分與作業(yè)面接觸的狀態(tài)的圖。

圖10是表示手的第二部分與作業(yè)面接觸的狀態(tài)的圖。

圖11是表示手的第三部分與作業(yè)面接觸的狀態(tài)的圖。

具體實(shí)施方式

以下，根據(jù)附圖所示的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的控制裝置、機(jī)器人以及機(jī)器人系統(tǒng)詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。

《機(jī)器人系統(tǒng)》

圖1是表示本發(fā)明的機(jī)器人系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式的圖。圖2是圖1所示的機(jī)器人系統(tǒng)的框圖。圖3是圖1所示的機(jī)器人的簡(jiǎn)圖。圖4是圖1所示的機(jī)器人所具有的手的簡(jiǎn)圖。圖5是表示示教給圖1所示的機(jī)器人的作業(yè)面的圖。圖6是用于對(duì)相對(duì)于圖1所示的機(jī)器人的作業(yè)面的示教進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。圖7是用于對(duì)圖6所示的示教點(diǎn)的計(jì)算進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。圖8是表示手的第一部分與作業(yè)面接觸的狀態(tài)的圖。圖9以及圖10分別是表示手的第二部分與作業(yè)面接觸的狀態(tài)的圖。圖11是表示手的第三部分與作業(yè)面接觸的狀態(tài)的圖。

此外，在下文中，為了便于說(shuō)明，將圖1中的上側(cè)稱為“上”或“上方”，將下側(cè)稱為“下”或“下方”。另外，將圖1中的基臺(tái)側(cè)稱為“基端”或“上游”，將其相反側(cè)(手側(cè))稱為“前端”或“下游”。另外，將圖1中的上下方向設(shè)為“鉛垂方向”，將左右方向稱為“水平方向”。

圖1所示的機(jī)器人系統(tǒng)100具備機(jī)器人1和控制機(jī)器人1的動(dòng)作的控制裝置5。該機(jī)器人系統(tǒng)100例如能夠在制造手表那樣的精密設(shè)備等的制造工序等中使用。

〈機(jī)器人〉

圖1所示的機(jī)器人1能夠進(jìn)行精密設(shè)備、構(gòu)成精密儀器的部件(對(duì)象物)的給材、除材、搬運(yùn)以及組裝等作業(yè)。

機(jī)器人1是6軸垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人，具有基臺(tái)11、與基臺(tái)11連接的機(jī)器人臂20、以及設(shè)置于機(jī)器人臂20的前端部的力檢測(cè)器40和手30。另外，如圖2所示，機(jī)器人1具備產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)機(jī)器人臂20的動(dòng)力的多個(gè)驅(qū)動(dòng)源13、多個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器12。

圖1所示的基臺(tái)11是將機(jī)器人1安裝于任意的設(shè)置位置的部分。此外，基臺(tái)11的設(shè)置位置不特別限定，例如能夠舉出地板、墻壁、天花板、可移動(dòng)的臺(tái)車上等。

機(jī)器人臂20具有第一臂21(臂)、第二臂22(臂)、第三臂23(臂)、第四臂24(臂)、第五臂25(臂)、以及第六臂26(臂)。第一臂21、第二臂22、第三臂23、第四臂24、第五臂25以及第六臂26從基端側(cè)朝向前端側(cè)按該順序連結(jié)。第一臂21與基臺(tái)11連接。在第六臂26的前端，例如可裝卸地安裝有把持各種部件等的手30(末端執(zhí)行器)。

如圖3所示，基臺(tái)11與第一臂21經(jīng)由關(guān)節(jié)171(joint)連結(jié)。第一臂21能夠相對(duì)于基臺(tái)11，以與鉛垂方向平行的第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸O1為轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。

第一臂21與第二臂22經(jīng)由關(guān)節(jié)172(joint)連結(jié)。第二臂22能夠相對(duì)于第一臂21，以與水平方向平行的第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸O2為轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸O2與第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸O1正交。

第二臂22與第三臂23經(jīng)由關(guān)節(jié)173(joint)連結(jié)。第三臂23能夠相對(duì)于第二臂22，以與水平方向平行的第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸O3為轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸O3與第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸O2平行。

第三臂23與第四臂24經(jīng)由關(guān)節(jié)174(joint)連結(jié)。第四臂24能夠相對(duì)于第三臂23，以與第三臂23的中心軸向平行的第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸O4為轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。

第四臂24與第五臂25經(jīng)由關(guān)節(jié)175(joint)連結(jié)。第五臂25能夠相對(duì)于第四臂24，以第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸O5為轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸O5與第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸O4正交。

第五臂25與第六臂26經(jīng)由關(guān)節(jié)176(joint)連結(jié)。第六臂26能夠相對(duì)于第五臂25，以第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸O6為轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸O6與第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸O5正交。

如圖2所示，在各臂21～26分別設(shè)置有具有伺服馬達(dá)等馬達(dá)以及減速機(jī)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)源13。即，機(jī)器人1具有與臂21～26對(duì)應(yīng)的數(shù)量(在本實(shí)施方式中為6個(gè))的驅(qū)動(dòng)源13。而且，各臂21～26分別經(jīng)由與對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)源電連接的多個(gè)(在本實(shí)施方式中為6個(gè))馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器12被控制裝置5控制。此外，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器收納于基臺(tái)11內(nèi)。

另外，在各驅(qū)動(dòng)源13例如設(shè)置有編碼器、旋轉(zhuǎn)編碼器等角度傳感器(未圖示)。由此，能夠檢測(cè)各驅(qū)動(dòng)源13所具有的馬達(dá)或減速機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度。

如圖1所示，力檢測(cè)器40呈圓形的板狀，設(shè)置于第六臂26的前端部。該力檢測(cè)器40位于第六臂26與手30之間。

如圖4所示，力檢測(cè)器40是能夠?qū)ο嗷フ坏?個(gè)軸(x軸、y軸、z軸)方向的平移力分量Fx、Fy、Fz以及繞3個(gè)軸(x軸、y軸、z軸)的旋轉(zhuǎn)力分量(力矩)Mx、My、Mz這6個(gè)分量進(jìn)行檢測(cè)的六軸力傳感器。對(duì)3個(gè)軸(x軸、y軸、z軸)而言，x軸以及y軸與力檢測(cè)器40的前端面(基端面)平行，z軸與力檢測(cè)器40的厚度方向平行。

通過(guò)這樣的力檢測(cè)器40，機(jī)器人1能夠檢測(cè)施加于手30的力、力矩。

此外，在本實(shí)施方式中，力檢測(cè)器40設(shè)置于第六臂26的前端部，但力檢測(cè)器40的設(shè)置位置只要是能夠檢測(cè)施加于手30的力、力矩的位置即可，可以是任何位置。例如，力檢測(cè)器40可以設(shè)置于第六臂26的基端部。

如圖1以及圖4所示，在第六臂26的前端部(機(jī)器人臂20的前端部)，經(jīng)由力檢測(cè)器40可裝卸地安裝有手30(末端執(zhí)行器)。該手30具有2根手指31、32，通過(guò)手指31、32例如能夠把持各種部件等。

如圖4所示，在本實(shí)施方式中，手30以其基端面的中心O30(以及兩個(gè)手指31、32之間的區(qū)域的中心)位于臂26的第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸O6上的方式安裝于機(jī)器人臂20。

此外，在本實(shí)施方式中，如上所述，手30可裝卸地設(shè)置于機(jī)器人臂20，但也可以固定設(shè)置于機(jī)器人臂20。另外，在本實(shí)施方式中，手30具有2根手指31、32，但手30的手指的數(shù)量任意，例如可以是3根、4根等。另外，在本實(shí)施方式中，作為末端執(zhí)行器而使用手30，但作為末端執(zhí)行器，可以是手30以外的結(jié)構(gòu)，只要是能夠進(jìn)行相對(duì)于各種部件等的作業(yè)(例如把持、提起或吸附)的結(jié)構(gòu)即可，可以是任何結(jié)構(gòu)。另外，末端執(zhí)行器相對(duì)于機(jī)器人臂20的數(shù)量、配置并不限定于圖示的情況。

以上，對(duì)機(jī)器人1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單地進(jìn)行了說(shuō)明。如上所述，這樣的結(jié)構(gòu)的機(jī)器人1是具有6個(gè)(多個(gè))臂21～26的垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人，因此驅(qū)動(dòng)范圍寬廣，能夠發(fā)揮高的作業(yè)性。

〈控制裝置〉

圖1所示的控制裝置5控制機(jī)器人1的各部。該控制裝置5例如可以由內(nèi)置有CPU(Central Processing Unit：中央處理器)、ROM(read only memory：只讀存儲(chǔ)器)以及RAM(Random Access Memory：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)的個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)等構(gòu)成。

如圖2所示，控制裝置5具備驅(qū)動(dòng)控制部51、信息取得部52、接觸判斷部53、處理部54、以及存儲(chǔ)部55。

驅(qū)動(dòng)控制部51對(duì)擔(dān)負(fù)各臂21～26的驅(qū)動(dòng)的各驅(qū)動(dòng)源13的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制。例如，驅(qū)動(dòng)控制部51能夠根據(jù)力檢測(cè)器40以及角度傳感器(未圖示)的檢測(cè)結(jié)果(信號(hào))，分別獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)各臂21～26或分別獨(dú)立地停止各臂21～26。

信息取得部52取得由力檢測(cè)器40檢測(cè)出的檢測(cè)結(jié)果。

接觸判斷部53基于通過(guò)信息取得部52取得的檢測(cè)結(jié)果(平移力分量Fx、Fy、Fz以及旋轉(zhuǎn)力分量Mx、My、Mz)和存儲(chǔ)在后述的存儲(chǔ)部55的信息(手30與作業(yè)面60接觸時(shí)從力檢測(cè)器40輸出的檢測(cè)結(jié)果)，對(duì)手30是否與作業(yè)面60(參照?qǐng)D5)接觸進(jìn)行判斷。

處理部54基于通過(guò)信息取得部52取得的檢測(cè)結(jié)果，來(lái)求得手30的示教點(diǎn)、姿勢(shì)。

存儲(chǔ)部55存儲(chǔ)控制裝置5用于進(jìn)行各種處理的程序、數(shù)據(jù)等。另外，在存儲(chǔ)部55例如預(yù)先存儲(chǔ)有手30與作業(yè)面60接觸時(shí)從力檢測(cè)器40輸出的檢測(cè)結(jié)果等信息(數(shù)據(jù)庫(kù))。

此外，在本實(shí)施方式中，如圖1所示，這樣的控制裝置5與機(jī)器人1獨(dú)立地設(shè)置，但也可以內(nèi)置于機(jī)器人1。

以上，對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)100的基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單地進(jìn)行了說(shuō)明。

在這樣的機(jī)器人系統(tǒng)100中，當(dāng)機(jī)器人1在作業(yè)面60進(jìn)行各種部件的把持等作業(yè)時(shí)，向機(jī)器人1示教(示教)手30相對(duì)于圖5所示的作業(yè)面60的位置、姿勢(shì)。

在機(jī)器人1的作業(yè)中，使手30(具體而言，手指31的前端面以及手指32的前端面)與作業(yè)面60大致平行，從而手30的作業(yè)性提高。作業(yè)面60例如是作業(yè)臺(tái)上的面、或者機(jī)器人1進(jìn)行組裝等的部件所具有的面。該機(jī)器人1進(jìn)行作業(yè)的作業(yè)面60未必是一定的方向。因此，向機(jī)器人1示教手30相對(duì)于圖5所示的作業(yè)面60的位置、姿勢(shì)。

如圖6所示，機(jī)器人1的示教具有示教點(diǎn)的計(jì)算(步驟S100)、作業(yè)面的坐標(biāo)系的計(jì)算(步驟S200)、以及手相對(duì)于作業(yè)面的位置以及姿勢(shì)的示教(步驟S300)。

此外，在以下的說(shuō)明中，如圖5所示，對(duì)最終求得的作業(yè)面60的坐標(biāo)系與包括X軸以及Y軸的X-Y面平行且Z軸為法線的情況進(jìn)行說(shuō)明。

[示教點(diǎn)的計(jì)算(步驟S100)]

首先，進(jìn)行示教點(diǎn)的計(jì)算(步驟S100)。

參照?qǐng)D7所示的流程，對(duì)示教點(diǎn)的計(jì)算(步驟S100)進(jìn)行說(shuō)明。在該示教點(diǎn)的計(jì)算(步驟S100)中，對(duì)作業(yè)面60上的相互分離的任意3個(gè)位置A、B、C(3個(gè)測(cè)定點(diǎn))處的手30的示教點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。

首先，求得位置A處的示教點(diǎn)。

如圖7所示，通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制部51的指令驅(qū)動(dòng)機(jī)器人臂20，開(kāi)始手30向位置A(目的位置)的接近(移動(dòng))(步驟S1)。這里，在使手30向位置A接近時(shí)，以手30相對(duì)于作業(yè)面60傾斜的狀態(tài)使手30接近。

如上述那樣使手30向位置A接近，基于通過(guò)信息取得部52取得的來(lái)自力檢測(cè)器40的檢測(cè)結(jié)果，通過(guò)接觸判斷部53對(duì)手30是否與作業(yè)面60接觸進(jìn)行判斷(步驟S2)。在判斷為接觸之前繼續(xù)使手30向位置A接近，在判斷為已接觸的情況下，通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制部51的指令停止機(jī)器人臂20的驅(qū)動(dòng)(步驟S3)。

在手30與作業(yè)面60接觸的情況下，例如，手30處于圖8所示的狀態(tài)。這里，將手30的最先與作業(yè)面60接觸的部分設(shè)為“第一部分3a”。在本實(shí)施方式中，第一部分3a為指31的前端面中的一端。另外，在該第一次的接觸中，手指32未與作業(yè)面60接觸。

接下來(lái)，將第一部分3a與作業(yè)面60接觸時(shí)的力檢測(cè)器40的檢測(cè)結(jié)果(平移力分量Fx、Fy、Fz以及旋轉(zhuǎn)力分量Mx、My、Mz)存儲(chǔ)(記錄)在存儲(chǔ)部55(步驟S4)。

接下來(lái)，開(kāi)始手30的繞第一軸的姿勢(shì)的變更(步驟S5)。這里，保持第一部分3a與作業(yè)面60接觸的狀態(tài)不變，以第一部分3a為支點(diǎn)使手30繞第一軸(在圖示的情況下為y軸)且向手30的前端部與作業(yè)面60接觸的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

如上述那樣使手30轉(zhuǎn)動(dòng)，基于通過(guò)信息取得部52取得的來(lái)自力檢測(cè)器40的檢測(cè)結(jié)果，通過(guò)接觸判斷部53對(duì)手30的與第一部分3a不同的第二部分3b是否與作業(yè)面60接觸進(jìn)行判斷(步驟S6)。在判斷為第二部分3b接觸之前使手30繞第一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在判斷為第二部分3b已接觸的情況下，通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制部51的指令停止機(jī)器人臂20的驅(qū)動(dòng)(步驟S7)。

若第二部分3b接觸，則手30例如處于圖9以及圖10所示的狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，第二部分3b為手指31的前端面中的與第一部分3a相反的一側(cè)的端部。另外，如圖10所示，在第二次接觸中，手指32未與作業(yè)面60接觸。

接下來(lái)，將第一部分3a以及第二部分3b與作業(yè)面60接觸時(shí)的力檢測(cè)器40的檢測(cè)結(jié)果(平移力分量Fx、Fy、Fz以及旋轉(zhuǎn)力分量Mx、My、Mz)存儲(chǔ)(記錄)在存儲(chǔ)部55(步驟S8)。

接下來(lái)，開(kāi)始手30的繞第二軸的姿勢(shì)的變更(步驟S9)。這里，保持第一部分3a以及第二部分3b與作業(yè)面60接觸的狀態(tài)不變，以通過(guò)第一部分3a以及第二部分3b的線段(假想線)為支軸使手30繞第二軸(在圖示的情況下為y軸)且向手30的前端部與作業(yè)面60接觸的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

如上述那樣使手30轉(zhuǎn)動(dòng)，基于通過(guò)信息取得部52取得的來(lái)自力檢測(cè)器40的檢測(cè)結(jié)果，通過(guò)接觸判斷部53對(duì)手30的與第一部分3a以及第二部分3b不同的第三部分3c是否與作業(yè)面60接觸進(jìn)行判斷(步驟S10)。在判斷為第三部分3c接觸之前使手30繞第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在判斷為第三部分3c已接觸的情況下，通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制部51的指令停止機(jī)器人臂20的驅(qū)動(dòng)(步驟S11)。

若第三部分3c接觸，則例如手30處于圖11所示的狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，第三部分3c為手指32的前端面。在該第三次的手30的接觸中，手30的前端面(手指31以及手指32的各前端面)整體與作業(yè)面60接觸。

接下來(lái)，將第一部分3a、第二部分3b以及第三部分3c與作業(yè)面60接觸時(shí)的力檢測(cè)器40的檢測(cè)結(jié)果(平移力分量Fx、Fy、Fz以及旋轉(zhuǎn)力分量Mx、My、Mz)存儲(chǔ)(記錄)在存儲(chǔ)部55(步驟S12)。

接下來(lái)，基于在步驟S4、S8、S12存儲(chǔ)(記錄)的力檢測(cè)器40的檢測(cè)結(jié)果(平移力分量Fx、Fy、Fz以及旋轉(zhuǎn)力分量Mx、My、Mz)，通過(guò)處理部54求得示教點(diǎn)X10的位置和手30相對(duì)于作業(yè)面60的姿勢(shì)(步驟S13)。此外，在本實(shí)施方式中，作為示教點(diǎn)X10，求得手30的前端部的中心(具體而言，是求兩個(gè)手指31、32之間的區(qū)域的中心)。

然后，將求出的示教點(diǎn)X10的位置和手30相對(duì)于作業(yè)面60的姿勢(shì)存儲(chǔ)(記錄)存儲(chǔ)部55(步驟S14)。

按照上述方式，計(jì)算位置A處的示教點(diǎn)X10以及手30相對(duì)于作業(yè)面60的姿勢(shì)。這樣，根據(jù)多個(gè)部分(第一部分3a、第二部分3b以及第三部分3c)求得示教點(diǎn)X10以及手30相對(duì)于作業(yè)面60的姿勢(shì)，因此能夠進(jìn)一步提高示教點(diǎn)X10的位置的精度以及手30相對(duì)于作業(yè)面60的姿勢(shì)的精度。

另外，按照相同的方式，求得位置B以及位置C處的各示教點(diǎn)X10以及手30相對(duì)于作業(yè)面60的姿勢(shì)。由此，計(jì)算3個(gè)位置(位置A、B、C)處的示教點(diǎn)X10以及手30相對(duì)于作業(yè)面60的姿勢(shì)。

[作業(yè)面的坐標(biāo)系的計(jì)算(步驟S200)]

接下來(lái)，如圖6所示，進(jìn)行作業(yè)面的坐標(biāo)系的計(jì)算(步驟S200)。

在作業(yè)面的坐標(biāo)系的計(jì)算(步驟S200)中，通過(guò)處理部54基于3個(gè)位置A、B、C處的各示教點(diǎn)X10求得作業(yè)面60的坐標(biāo)系。在3個(gè)位置A、B、C，分別如上所述地根據(jù)多個(gè)部分計(jì)算示教點(diǎn)X10，因此能夠更高精度地求得作業(yè)面60的坐標(biāo)系。

另外，在作業(yè)面的坐標(biāo)系的計(jì)算(步驟S200)中，通過(guò)處理部54，根據(jù)3個(gè)位置A、B、C處的手30的姿勢(shì)，判斷作業(yè)面60是否為平面。例如，3個(gè)位置A、B、C處的繞X軸的旋轉(zhuǎn)力分量Mx與繞Y軸的旋轉(zhuǎn)力分量My之差在規(guī)定的范圍以內(nèi)，則判斷為作業(yè)面60為平面。即，若3個(gè)位置A、B、C處的各旋轉(zhuǎn)力分量Mx、My大致相同，則判斷為作業(yè)面60為平面。另一方面，在3個(gè)位置A、B、C處的各旋轉(zhuǎn)力分量Mx、My之差為規(guī)定的范圍外的情況下，判斷為作業(yè)面60不為平面，而為曲面、或存在凹凸等。由此，能夠更準(zhǔn)確地把握作業(yè)面60的狀態(tài)。

[手相對(duì)于作業(yè)面的位置的示教(步驟S300)]

接下來(lái)，如圖6所示，進(jìn)行手相對(duì)于作業(yè)面的位置的示教(步驟S300)。

在手相對(duì)于作業(yè)面的位置的示教(步驟S300)中，基于作業(yè)面60的坐標(biāo)系，向機(jī)器人1示教手30相對(duì)于作業(yè)面60的位置以及姿勢(shì)。

經(jīng)由以上的作業(yè)面的示教(步驟S300)，機(jī)器人1的示教結(jié)束(參照?qǐng)D6)。

以上，對(duì)機(jī)器人1的示教進(jìn)行了說(shuō)明。

如上所述，在機(jī)器人系統(tǒng)100中，控制裝置5控制具備力檢測(cè)器40的機(jī)器人1，因此能夠更高精度地示教手30相對(duì)于作業(yè)面60的位置。因此，可以省略使用示教器那樣的示教專用工具，可以省略用戶(作業(yè)者)對(duì)作業(yè)面60與手30的接觸的判斷。

另外，在本實(shí)施方式中，如上所述，在機(jī)器人1的示教中，在使手30的第一部分3a與作業(yè)面60接觸之后，保持第一部分3a與作業(yè)面60接觸不變，使與第一部分3a不同的第二部分3b與作業(yè)面60接觸。然后，保持第一部分3a以及第二部分3b與作業(yè)面60接觸不變，使與第一部分3a以及第二部分3b不同的第三部分3c與作業(yè)面60接觸。這樣，在本實(shí)施方式中，在機(jī)器人1的示教中，進(jìn)行按照第一部分3a、第二部分3b以及第三部分3c的順序使手30與作業(yè)面60接觸的、所謂的仿形動(dòng)作。因此，能夠更可靠地使第一部分3a、第二部分3b以及第三部分3c接觸，因而能夠高精度地向機(jī)器人1示教手30相對(duì)于作業(yè)面60的位置以及姿勢(shì)。

特別地，在使第二部分3b接觸時(shí)，以第一部分3a為支點(diǎn)使手30繞第一軸即繞一個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。同樣地，在使第三部分3c接觸時(shí)，以通過(guò)第一部分3a以及第二部分3b的假想線為支軸，使手30繞第二軸即繞與上述第一軸不同的一個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，在本實(shí)施方式中，使手30的不同的部分(第一部分3a、第二部分3b以及第三部分3c)依次接觸，因此能夠更可靠地使各部分接觸，由此，能夠更容易且更可靠地使手30的前端面整體與作業(yè)面60接觸。因此，能夠更高精度地求得作業(yè)面60的坐標(biāo)系以及手30的姿勢(shì)，其結(jié)果是，能夠向機(jī)器人1更高精度地示教手30相對(duì)于作業(yè)面60的位置以及姿勢(shì)。

另外，如上所述，在最初使手30向位置A接近時(shí)，以手30相對(duì)于作業(yè)面60傾斜的狀態(tài)使手30接近。即，在使手30第一次與作業(yè)面60接觸時(shí)，以手30沿與作業(yè)面60的X、Y、Z軸交叉的方向傾斜的狀態(tài)使手30接近。由此，在使手30第一次與作業(yè)面60接觸時(shí)，能夠僅使手30的第一部分3a與作業(yè)面60接觸。因此，此后容易使第二部分3b和第三部分3c依次接觸，由此，能夠更容易且更可靠地使手30的前端面整體與作業(yè)面60接觸。

另外，在本實(shí)施方式中，如上所述，被示教的機(jī)器人1是垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人。這樣的結(jié)構(gòu)的機(jī)器人1進(jìn)行作業(yè)的作業(yè)面60未必處于一定的位置的情況較多。因此，通過(guò)對(duì)作為垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人的機(jī)器人1進(jìn)行上述那樣的示教，能夠進(jìn)一步提高機(jī)器人1的作業(yè)性。

此外，如上所述，在機(jī)器人1的示教中，求出的示教點(diǎn)的數(shù)量為3個(gè)，但示教點(diǎn)的數(shù)量在機(jī)器人1為垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人的情況下，至少為3個(gè)以上即可，該數(shù)量不限定，是任意的。

另外，在本實(shí)施方式中，以機(jī)器人1為垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但在為水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人的情況下，可以省略第三部分3c的接觸。另外，在為水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人的情況下，可以省略位置C的接觸。即，至少根據(jù)兩個(gè)接觸部分求得一個(gè)示教點(diǎn)且至少計(jì)算2個(gè)示教點(diǎn)即可。

此外，作為水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人，例如，舉出具有基臺(tái)、與基臺(tái)連接并沿水平方向延伸的第一臂(第n臂)、與第一臂連接并具有沿水平方向延伸的部分的第二臂(第(n+1)臂)的結(jié)構(gòu)。

另外，在上述的機(jī)器人1的示教中，在步驟S200中，計(jì)算出作業(yè)面60的坐標(biāo)系，但也可以求作業(yè)面60整體相對(duì)于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)面(假想面)的坐標(biāo)系的坐標(biāo)。

以上，根據(jù)圖示的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的控制裝置、機(jī)器人以及機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于此，各部分的結(jié)構(gòu)可以置換為具有相同功能的任意的結(jié)構(gòu)。另外，也可以附加其他任意的結(jié)構(gòu)物。另外，本發(fā)明也可以將上述各實(shí)施方式中的任意2個(gè)以上的結(jié)構(gòu)(特征)進(jìn)行組合。

另外，在上述實(shí)施方式中，機(jī)器人所具有機(jī)器人臂的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的數(shù)量為6個(gè)，但在本發(fā)明中，并不局限于此，機(jī)器人臂的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的數(shù)量例如可以為2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)或7個(gè)以上。另外，在上述實(shí)施方式中，機(jī)器人所具有臂的數(shù)量為6個(gè)，但在本發(fā)明中，并不局限于此，機(jī)器人所具有的臂的數(shù)量例如可以為2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)或7個(gè)以上。

另外，在上述實(shí)施方式中，機(jī)器人所具有的機(jī)器人臂的數(shù)量為一個(gè)，但在本發(fā)明中，并不局限于此，機(jī)器人所具有的機(jī)器人臂的數(shù)量例如可以為2個(gè)以上。即，機(jī)器人例如可以為雙臂機(jī)器人等多臂機(jī)器人。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

100…機(jī)器人系統(tǒng)；1…機(jī)器人；3a…第一部分；3b…第二部分；3c…第三部分；5…控制裝置；11…基臺(tái)；12…馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器；13…驅(qū)動(dòng)源；20…機(jī)器人臂；21…第一臂；22…第二臂；23…第三臂；24…第四臂；25…第五臂；26…第六臂；30…手；31…手指；32…手指；40…力檢測(cè)器；50…控制裝置；51…驅(qū)動(dòng)控制部；52…信息取得部；53…接觸判斷部；54…處理部；55…存儲(chǔ)部；60…作業(yè)面；171…關(guān)節(jié)；172…關(guān)節(jié)；173…關(guān)節(jié)；174…關(guān)節(jié)；175…關(guān)節(jié)；176…關(guān)節(jié)；A…位置；B…位置；C…位置；O1…第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸；O2…第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸；O3…第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸；O4…第四轉(zhuǎn)動(dòng)軸；O5…第五轉(zhuǎn)動(dòng)軸；O6…第六轉(zhuǎn)動(dòng)軸；O30…中心；S100…步驟；S200…步驟；S300…步驟；S1…步驟；S2…步驟；S3…步驟；S4…步驟；S5…步驟；S6…步驟；S7…步驟；S8…步驟；S9…步驟；S10…步驟；S11…步驟；S12…步驟；S13…步驟；S14…步驟；X10…示教點(diǎn)。