控制與作用的力對(duì)應(yīng)地移動(dòng)的機(jī)器人的機(jī)器人控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制與作用于機(jī)器人的力對(duì)應(yīng)地移動(dòng)的機(jī)器人的機(jī)器人控制裝置。并且本發(fā)明特別涉及基于對(duì)由多個(gè)軸構(gòu)成的機(jī)器人作用的力來(lái)使上述機(jī)器人移動(dòng)的機(jī)器人系統(tǒng)的機(jī)器人控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為通過(guò)對(duì)機(jī)器人作用力來(lái)使機(jī)器人移動(dòng)的機(jī)器人的操作方法、使機(jī)器人移動(dòng)來(lái)示教位置的方法，公知有直接教學(xué)。這樣的情況下，在欲使機(jī)器人移動(dòng)的方向上作用力來(lái)直接引導(dǎo)機(jī)器人，由此，能夠使機(jī)器人向正交坐標(biāo)系上的所希望的位置以及/或者姿勢(shì)移動(dòng)。
[0003]日本特開(kāi)昭56-85106號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了如下方法，即，當(dāng)對(duì)安裝于機(jī)器人的手臂的前端的力檢測(cè)器的手動(dòng)操作部進(jìn)行操作后，以由力檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)為基礎(chǔ)，使機(jī)器人的手臂的前端部的位置以及姿勢(shì)移動(dòng)。
[0004]日本特開(kāi)平6-250728號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的直接教學(xué)裝置中，由設(shè)于機(jī)器人的力傳感器檢測(cè)人為地施加的力，并使用該力的信號(hào)來(lái)使機(jī)器人的位置以及姿勢(shì)移動(dòng)，此時(shí)僅向笛卡爾坐標(biāo)系上的特定方向使機(jī)器人臂移動(dòng)。
[0005]日本特開(kāi)平11-239988號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了如下直接教學(xué)的奇異點(diǎn)避免方法，當(dāng)在直接教學(xué)中移動(dòng)時(shí)，使機(jī)器人的前端部因奇異點(diǎn)而無(wú)法實(shí)現(xiàn)的速度成分隨著接近奇異點(diǎn)而通過(guò)預(yù)先決定的修正式衰減。此處，奇異點(diǎn)是機(jī)器人成為奇異姿勢(shì)的狀態(tài)。
[0006]奇異姿勢(shì)是指，成為無(wú)法將機(jī)器人的前端部正交坐標(biāo)系上的位置以及/或者姿勢(shì)唯一地逆變換為各軸的位置的狀態(tài)的姿勢(shì)，并且成為無(wú)法使機(jī)器人的前端部正交坐標(biāo)系上的位置以及/或者姿勢(shì)向某方向移動(dòng)的狀態(tài)的姿勢(shì)，并且成為表示機(jī)器人的前端部的速度與關(guān)節(jié)速度的關(guān)系的雅可比矩陣不是滿秩的狀態(tài)的姿勢(shì)。這樣的奇異姿勢(shì)的附近的位置以及/或者姿勢(shì)中，難以改變正交坐標(biāo)系上的位置以及/或者姿勢(shì)，或者存在以過(guò)大的速度動(dòng)作的軸，或者當(dāng)控制位置時(shí)容易變得不穩(wěn)定。因此，有在直接教學(xué)中操作者處于危險(xiǎn)的情況。與此相對(duì)，以往技術(shù)中，提出了在直接教學(xué)中使減速停止的方法、以回避奇異姿勢(shì)的方式錯(cuò)開(kāi)軌跡的方法等。
[0007]日本特開(kāi)昭56-85106號(hào)公報(bào)中，與力對(duì)應(yīng)地使正交坐標(biāo)系上的機(jī)器人的前端部的位置以及/或者姿勢(shì)移動(dòng)。因此，專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，無(wú)法在奇異姿勢(shì)的附近使機(jī)器人的前端部移動(dòng)。并且，日本特開(kāi)昭56-85106號(hào)公報(bào)中，無(wú)法在直接教學(xué)中使所希望的各軸的位置移動(dòng)。
[0008]日本特開(kāi)平6-250728號(hào)公報(bào)所記載的裝置中，當(dāng)通過(guò)直接教學(xué)使機(jī)器人移動(dòng)時(shí)，將該移動(dòng)方向限制為特定方向，而提高操作性。特定方向是指與笛卡爾坐標(biāo)系上的機(jī)器人的前端部的位置以及/或者姿勢(shì)相關(guān)的方向。因此，日本特開(kāi)平6-250728號(hào)公報(bào)中，未提出在直接教學(xué)中向各軸的控制切換、僅使某所希望的軸動(dòng)作等限制應(yīng)被驅(qū)動(dòng)的軸等。
[0009]日本特開(kāi)平11-239988號(hào)公報(bào)中，通過(guò)使在奇異點(diǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的速度成分為零，來(lái)以不在奇異點(diǎn)通過(guò)的方式改變軌跡。因此，日本特開(kāi)平11-239988號(hào)公報(bào)中，在直接教學(xué)中，使軌跡向與對(duì)機(jī)器人作用力的方向不同的方向錯(cuò)開(kāi)，從而有機(jī)器人向操作者的不希望的位置移動(dòng)的可能性。并且，在某作業(yè)中，要求機(jī)器人向奇異姿勢(shì)的附近移動(dòng)。然而，在這樣的情況下，日本特開(kāi)平11-239988號(hào)公報(bào)中也無(wú)法使機(jī)器人向奇異姿勢(shì)以及其附近移動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于提供如下機(jī)器人控制裝置，S卩，通過(guò)對(duì)機(jī)器人的前端部作用力使機(jī)器人移動(dòng)，從而當(dāng)使正交坐標(biāo)系上的機(jī)器人的前端部的位置以及/或者姿勢(shì)移動(dòng)時(shí)，能夠使機(jī)器人的前端部向移動(dòng)困難的位置、或者不能移動(dòng)的位置移動(dòng)。并且，期望當(dāng)對(duì)機(jī)器人的前端部作用力使正交坐標(biāo)系上的位置以及/或者姿勢(shì)移動(dòng)時(shí)，不使用特別的輸入裝置等、并且不進(jìn)行移動(dòng)方法的切換的輸入作業(yè)等地切換機(jī)器人的移動(dòng)方法。另外，也期望在直接教學(xué)中，在奇異姿勢(shì)的附近，也能夠使機(jī)器人穩(wěn)定地移動(dòng)。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，根據(jù)第一方案，提供如下機(jī)器人控制裝置，其是基于對(duì)由多個(gè)軸構(gòu)成的機(jī)器人作用的力來(lái)使上述機(jī)器人移動(dòng)的機(jī)器人系統(tǒng)的機(jī)器人控制裝置，其特征在于，具備:測(cè)力部，其對(duì)作用于上述機(jī)器人的前端部的力進(jìn)行測(cè)量；第一力計(jì)算部，其以上述測(cè)力部測(cè)量出的力為基礎(chǔ)，對(duì)進(jìn)行上述機(jī)器人的前端部的位置以及姿勢(shì)中的至少一方的移動(dòng)操作的操作力進(jìn)行計(jì)算；第二力計(jì)算部，其以上述測(cè)力部測(cè)量出的力為基礎(chǔ)，對(duì)進(jìn)行上述機(jī)器人的各軸的位置的移動(dòng)操作的操作力進(jìn)行計(jì)算；操作指令部，其基于上述測(cè)力部測(cè)量出的力來(lái)輸出使上述機(jī)器人移動(dòng)的操作指令；奇異姿勢(shì)附近判定部，其進(jìn)行上述機(jī)器人是否處于奇異姿勢(shì)的附近的判定；以及操作軸設(shè)定部，其根據(jù)由上述奇異姿勢(shì)附近判定部判定為上述機(jī)器人處于奇異姿勢(shì)的附近時(shí)的各軸的當(dāng)前位置，將包括成為處于上述奇異姿勢(shì)的附近的要因的軸、或者在上述奇異姿勢(shì)的附近通過(guò)的軸的一個(gè)或多個(gè)規(guī)定的軸設(shè)定為與力對(duì)應(yīng)地移動(dòng)的操作軸，并且設(shè)定與力的方向?qū)?yīng)地決定的上述操作軸的移動(dòng)方向，上述操作指令部具有:第一控制模式，該模式中，當(dāng)由上述奇異姿勢(shì)附近判定部判定為上述機(jī)器人未處于奇異姿勢(shì)的附近時(shí)，輸出如下操作指令，該操作指令為，基于上述第一力計(jì)算部計(jì)算出的上述操作力而使上述機(jī)器人的前端部的位置以及姿勢(shì)中的至少一方移動(dòng)；以及第二控制模式，該模式中，當(dāng)由上述奇異姿勢(shì)附近判定部判定為上述機(jī)器人處于奇異姿勢(shì)的附近時(shí)，輸出如下操作指令，該操作指令為，基于上述第二力計(jì)算部計(jì)算出的上述操作力和由上述操作軸設(shè)定部設(shè)定的上述移動(dòng)方向而使由上述操作軸設(shè)定部設(shè)定的上述操作軸的位置移動(dòng)。
[0012]根據(jù)第二方案，提供如下機(jī)器人控制裝置，其是基于對(duì)由多個(gè)軸構(gòu)成的機(jī)器人作用的力來(lái)使上述機(jī)器人移動(dòng)的機(jī)器人系統(tǒng)的機(jī)器人控制裝置，其特征在于，具備:測(cè)力部，其對(duì)作用于上述機(jī)器人的前端部的力進(jìn)行測(cè)量；第一力計(jì)算部，其以上述測(cè)力部測(cè)量出的力為基礎(chǔ)，對(duì)進(jìn)行上述機(jī)器人的前端部的位置以及姿勢(shì)中的至少一方的移動(dòng)操作的操作力進(jìn)行計(jì)算；第二力計(jì)算部，其以上述測(cè)力部測(cè)量出的力為基礎(chǔ)，對(duì)進(jìn)行上述機(jī)器人的各軸的位置的移動(dòng)操作的操作力進(jìn)行計(jì)算；操作指令部，其基于上述測(cè)力部測(cè)量出的力來(lái)輸出使上述機(jī)器人移動(dòng)的操作指令；軸位置狀態(tài)判定部，其進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)規(guī)定的軸的位置是否處于滿足規(guī)定的位置關(guān)系的條件的狀態(tài)的位置的判定；以及操作軸設(shè)定部，其根據(jù)由上述軸位置狀態(tài)判定部判定為上述規(guī)定的軸處于上述狀態(tài)的位置時(shí)的上述機(jī)器人的各軸的當(dāng)前位置，將包括成為處于上述狀態(tài)的位置的要因的軸、或者在上述狀態(tài)的位置通過(guò)的軸的一個(gè)或多個(gè)規(guī)定的軸設(shè)定為與力對(duì)應(yīng)地移動(dòng)的操作軸，并且設(shè)定與力的方向?qū)?yīng)地決定的上述操作軸的移動(dòng)方向，上述操作指令部具有:第一控制模式，該模式中，當(dāng)由上述軸位置狀態(tài)判定部判定為上述規(guī)定的軸未處于上述狀態(tài)的位置時(shí)，輸出如下操作指令，該操作指令為，基于上述第一力計(jì)算部計(jì)算出的上述操作力而使上述機(jī)器人的前端部的位置以及姿勢(shì)中的至少一方移動(dòng)；以及第二控制模式，該模式中，當(dāng)由上述軸位置狀態(tài)判定部判定為上述規(guī)定的軸處于上述狀態(tài)的位置時(shí)，輸出如下操作指令，該操作指令為，基于上述第二力計(jì)算部計(jì)算出的上述操作力和由上述操作軸設(shè)定部設(shè)定的上述移動(dòng)方向而使由上述操作軸設(shè)定部設(shè)定的上述操作軸的位置移動(dòng)。
[0013]根據(jù)第三方案，在第一方案或者第二方案中，上述操作軸設(shè)定部構(gòu)成為，以成為上述第二控制模式之前或者成為上述第二控制模式時(shí)的、施加于上述操作軸的力的方向和上述操作軸的移動(dòng)方向?yàn)榛A(chǔ)，對(duì)與施加于上述操作軸的力的方向?qū)?yīng)地決定的移動(dòng)方向進(jìn)行設(shè)定。
[0014]根據(jù)第四方案，在第一方案至第三方案的任一方案中，上述操作指令部構(gòu)成為，在上述第二控制模式中，使上述一個(gè)或多個(gè)操作軸中的向與施加于軸的力的方向相反的方向移動(dòng)的操作軸的原點(diǎn)的位置，向包括與上述機(jī)器人的前端部的位置因上述操作軸的動(dòng)作而移動(dòng)的方向相反的方向的成分的方向移動(dòng)，或者向包括施加于上述操作軸的力的方向的成分的方向移動(dòng)。
[0015]根據(jù)第五方案，在第一方案至第四方案中的任一方案中，上述操作指令部構(gòu)成為，在上述第一控制模式和上述第二控制模式這兩個(gè)控制模式中，當(dāng)從一個(gè)控制模式向另一個(gè)控制模式切換時(shí)，在使全部的軸減速停止、或者在使全部的軸的速度比規(guī)定閾值小之后進(jìn)行切換。
[0016]根據(jù)第六方案，在第一方案至第五方案中的任一方案中，上述操作指令部構(gòu)成為，在上述第一控制模式和上述第二控制模式這兩個(gè)控制模式中，當(dāng)從上述第一控制模式向上述第二控制模式切換時(shí)，使除了以上述第二控制模式動(dòng)作的軸以外的軸減速停止。
[0017]根據(jù)第七方案，在第一方案至第六方案中的任一方案中，具備顯示輸出部，該顯示輸出部進(jìn)行是上述第一控制模式和上述第二控制模式中的哪一個(gè)控制模式的顯示輸出，并且，在上述第二控制模式時(shí)，進(jìn)行上述操作軸設(shè)定部設(shè)定的上述操作軸、和與施加于該操作軸的力的方向?qū)?yīng)地決定的移動(dòng)方向的顯示輸出。
[0018]根據(jù)附圖所示的本發(fā)明的典型的實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的這些目的、特征、優(yōu)點(diǎn)以及其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是表示具備由本發(fā)明的第一實(shí)施方式的機(jī)器人控制裝置控制的機(jī)器人的機(jī)器人系統(tǒng)的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的圖。
[0020]圖2是功能性表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的機(jī)器人控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0021 ] 圖3是表示第一奇異姿勢(shì)的圖。
[0022]圖4是表示第二奇異姿勢(shì)的圖。
[0023]圖5是表示第三奇異姿勢(shì)的圖。
[0024]圖6是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的機(jī)器人控制裝置所進(jìn)行的處理的過(guò)程的流程圖。
[0025]圖7是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的機(jī)器人控制裝置所進(jìn)行的處理的過(guò)程的其它流程圖。
[0026]圖8是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的機(jī)器人控制裝置所進(jìn)行的處理的過(guò)程的其它流程圖。
[0027]圖9是表示在機(jī)器人的前端部作用有力Fs的情況的圖。
[0028]圖10是用于說(shuō)明對(duì)針對(duì)圖9所示的一個(gè)操作軸的操作力進(jìn)行計(jì)算的方法的圖。
[0029]圖11是表示力Fp的計(jì)算方法的一個(gè)例子的圖。
[0030]圖12是表示力Fp的計(jì)算方法的其它例子的圖。
[0031]圖13是用于說(shuō)明對(duì)針對(duì)操作軸的操作力進(jìn)行計(jì)算的方法的圖。
[0032]圖14是用于說(shuō)明對(duì)針對(duì)操作軸的操作力進(jìn)行計(jì)算的其它方法的圖。
[0033]圖15是表示使力Fp的方向旋轉(zhuǎn)的方法的一個(gè)例子的圖。
[0034]圖16是用于說(shuō)明對(duì)針對(duì)操作軸的操作力進(jìn)行計(jì)算的其它方法的圖。
[0035]圖17是用于說(shuō)明對(duì)針對(duì)操作軸的操作力進(jìn)行計(jì)算的其它方法的圖。
[0036]圖18是功能性表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的機(jī)器人控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0037]圖19是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的機(jī)器人控制裝置所進(jìn)行的處理的過(guò)程的流程圖。
[0038]圖20是表示具備由本發(fā)明的其它實(shí)施方式的機(jī)器人控制裝置控制的機(jī)器人的機(jī)器人系統(tǒng)的、顯示輸出部所輸出的顯示裝置的安裝位置的一個(gè)例子的圖。
[0039]圖21是表示具備由本發(fā)明的其它實(shí)施方式的機(jī)器人控制裝置控制的機(jī)器人的機(jī)器人系統(tǒng)的、顯示輸出部所輸出的顯示裝置的安裝位置的其它例子的圖。
[0040]圖22A是機(jī)器人的局部放大圖。
[0041]圖22B是機(jī)器人的局部放大圖。
[0042]圖22C是機(jī)器人的局部放大圖。
[0043]圖22D是機(jī)器人的局部放大圖。
[0044]圖23A是機(jī)器人的其它的局部放大圖。
[0045]圖23B是機(jī)器人的其它的局部放大圖。
[0046]圖23C是機(jī)器人的其它的局部放大圖。
[0047]圖23D是機(jī)器人的其它的局部放大圖。
[0048]圖24A是機(jī)器人的其它的局部放大圖。
[0049]圖24B是機(jī)器人的其它的局部放大圖。
[0050]圖24C是機(jī)器人的其它的局部放大圖。
[0051]圖24D是機(jī)器人的其它的局部放大圖。
[0052]圖25是機(jī)器人的局部放大圖。
[0053]圖26A是機(jī)器人的其它的局部放大圖。
[0054]圖26B是機(jī)器人的其它的局部放大圖。
[0055]圖26C是機(jī)器人的其它的局部放大圖。
[0056]圖26D是機(jī)器人的其它的局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。以下的附圖中對(duì)相同的部件使用相同的符號(hào)。為了容易理解，而適當(dāng)?shù)刈兏@些附圖的比例尺。
[0058]以下，只要沒(méi)有特別說(shuō)明，力包括力的并進(jìn)方向成分以及力的力矩成分。并且，位置以及/或者姿勢(shì)表示位置或姿勢(shì)、或者位置及姿勢(shì)。
[0059]并且，以下，軸是對(duì)構(gòu)成機(jī)器人的連桿和連桿進(jìn)行連接的關(guān)節(jié)部分，是改變連桿與連桿之間的位置關(guān)系、角度關(guān)系的部分。通過(guò)改變軸的位置(旋轉(zhuǎn)軸的情況下的位置是角度)，能夠改變連桿與連桿的位置關(guān)系，其結(jié)果能夠改變機(jī)器人的前端部的位置以及/或者姿勢(shì)。此外，也可以在與成為軸的部分不同的位置，配置用于使軸的位置移動(dòng)的促動(dòng)器。
[0060]并且，對(duì)于繞機(jī)器人的軸的旋轉(zhuǎn)中心線作用的力、繞機(jī)器人的軸的旋轉(zhuǎn)中心線施加的力、或者對(duì)在操作軸是旋轉(zhuǎn)軸的情況下的操作軸施加的力而言，在機(jī)器人的軸是旋轉(zhuǎn)軸的情況下，當(dāng)以使坐標(biāo)系的一個(gè)軸與機(jī)器人的軸的旋轉(zhuǎn)中心線一致的方式相對(duì)于機(jī)器人的軸設(shè)定坐標(biāo)系時(shí)，在該坐標(biāo)系上，是指在與機(jī)器人的軸的旋轉(zhuǎn)中心線正交的平面、并且原點(diǎn)是機(jī)器人的軸的旋轉(zhuǎn)中心線與該平面的交點(diǎn)的平面中存在的并進(jìn)方向的力、或者繞機(jī)器人的軸的旋轉(zhuǎn)中心線作用的力的力矩。
[0061]另外，本發(fā)明中，力控制增益是指，在與作用的力對(duì)應(yīng)地使機(jī)器人移動(dòng)的力控制中，以作用的力的大小為基礎(chǔ)，求出每個(gè)控制周期的、正交坐標(biāo)系上的機(jī)器人的前端部的位置以及/或者姿勢(shì)、或機(jī)器人的各軸的位置等的移動(dòng)量的系數(shù)。
[0062]圖1是表示具備由本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)器人控制裝置10控制的機(jī)器人50的機(jī)器人系統(tǒng)11的結(jié)構(gòu)例的簡(jiǎn)圖。機(jī)器人系統(tǒng)11具備機(jī)器人控制裝置10、和由機(jī)器人控制裝置10控制每個(gè)控制周期的各軸的位置的機(jī)器人50。
[0063]機(jī)器人系統(tǒng)11中，當(dāng)操作者60對(duì)機(jī)器人50的前端部58作用力后，機(jī)器人控制裝置10基于測(cè)力部測(cè)量出的作用于機(jī)器人50的前端部58的力、設(shè)定的數(shù)據(jù)、機(jī)器人50的位置數(shù)據(jù)等，來(lái)對(duì)使機(jī)器人50的各軸移動(dòng)的促動(dòng)器進(jìn)行控制。由此，改變構(gòu)成機(jī)器人50的軸的位置，并使機(jī)器人50移動(dòng)。
[0064]機(jī)器人控制裝置10具有包括運(yùn)算處理裝置、ROM、RAM等的硬件結(jié)構(gòu)，而執(zhí)行后述的各種功能。
[0065]圖1所示的機(jī)器人50由六個(gè)軸構(gòu)成。對(duì)于這六個(gè)軸而言，從機(jī)器人50的臺(tái)座59側(cè)依次將第一軸設(shè)為Jl軸51，將第二軸設(shè)為J2軸52，將第三軸設(shè)為J3軸53，將第四軸設(shè)為J4軸54，將第五軸設(shè)為J5軸55，并將第六軸設(shè)為J6軸56。
[0066]如圖1的右方所示，Jl軸51、J4軸54以及J6軸56構(gòu)成為連接軸和軸的、繞連桿旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸Rl。并且，J2軸52、J3軸53以及J5軸55構(gòu)成為連接軸和軸的、繞與連桿正交的方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸R2。
[0067]此外，圖1是用于表示機(jī)器人50的軸的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單的說(shuō)明圖。并且，當(dāng)將軸的原點(diǎn)設(shè)為在各軸設(shè)定的坐標(biāo)系的原點(diǎn)、并且連接連桿和連桿的點(diǎn)時(shí)，軸的原點(diǎn)的位置表示為在空間設(shè)定的坐標(biāo)系上的位置。此外，以下，將在空間設(shè)定的坐標(biāo)系設(shè)為基準(zhǔn)坐標(biāo)系。Jl軸51和J2軸52的軸的原點(diǎn)處于相同的位置，J3軸53和J4軸54的原點(diǎn)處于相同的位置，J5軸55和J6軸56的原點(diǎn)處于相同的位置。
[0068]本實(shí)施例中，在說(shuō)明使軸的位置相對(duì)于作為旋轉(zhuǎn)軸的軸移動(dòng)的情況下，軸的位置表示旋轉(zhuǎn)軸的角度，使軸的位置移動(dòng)表示使旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而改變位置。并且，在說(shuō)明軸的原點(diǎn)的位置的情況下，表示為相對(duì)于空間設(shè)定的坐標(biāo)系上的、在各軸設(shè)定的坐標(biāo)系的原點(diǎn)的位置。并且，對(duì)于相對(duì)于空間設(shè)定的坐標(biāo)系而言，是用于在相對(duì)于空間固定的正交坐標(biāo)系上表示機(jī)器人50的前端部58、用于將前端部58安裝于機(jī)器人50的凸緣部57、或者在各軸設(shè)定的坐標(biāo)系等的位置以及/或者姿勢(shì)的坐標(biāo)系。
[0069]并且，為了表示相對(duì)于空間設(shè)定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系上的、機(jī)器人50的位置以及/或者姿勢(shì)，將相對(duì)于機(jī)器人50設(shè)定的坐標(biāo)系設(shè)為工具坐標(biāo)系。將工具坐標(biāo)系的原點(diǎn)、且是并進(jìn)移動(dòng)的點(diǎn)、或者旋轉(zhuǎn)移動(dòng)時(shí)的中心點(diǎn)設(shè)為控制點(diǎn)。將與基準(zhǔn)坐標(biāo)系平行的坐標(biāo)系、且在控制點(diǎn)設(shè)定的坐標(biāo)系設(shè)為控制坐標(biāo)系。此外，若控制點(diǎn)的位置是相對(duì)于機(jī)器人50設(shè)定的位置，則也可以是任意的位置。
[0070]本實(shí)施例中，機(jī)器人50的六個(gè)軸均是旋轉(zhuǎn)軸，但機(jī)器人50也可以包括直動(dòng)軸。并且，機(jī)器人50是六軸結(jié)構(gòu)的垂直多關(guān)節(jié)型機(jī)器人。然而，若是能夠控制各軸的位置、并且能夠控制正交位置的機(jī)器人，則也可以是具有其它形態(tài)的任意的公知機(jī)器人。
[0071]機(jī)器人50的前端部58是安裝于機(jī)器人50的凸緣部57上的物體所存在的部分。在機(jī)器人50的前端部58安裝有六軸的力傳感器，但對(duì)此未圖示。機(jī)器人控制裝置10以在每規(guī)定時(shí)間檢測(cè)到的力傳感器的輸出為基礎(chǔ)，通過(guò)后述的測(cè)力部21來(lái)對(duì)操作者60作用于機(jī)器人50的前端部58的力進(jìn)行測(cè)量。
[0072]測(cè)力部21在機(jī)器人50的前端部58的測(cè)量力的點(diǎn)設(shè)定具有原點(diǎn)的坐標(biāo)系。而且，測(cè)力部21測(cè)量該坐標(biāo)系上的力的并進(jìn)方向的成分F以及力的力矩成分M來(lái)作為作用于機(jī)器人50的前端部58的力。以下，將該坐標(biāo)系設(shè)為力測(cè)量坐標(biāo)系，并將坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)為力測(cè)量點(diǎn)。此時(shí)，將在機(jī)器人50的前端部58設(shè)定的坐標(biāo)系的X軸、Y軸、Z軸的力的并進(jìn)方向成分分別表不為Fx、Fy、Fz，并且將繞X軸、Y軸、Z軸檢測(cè)的力的力矩成分分別表不為Mx、My、Mz0
[0073]此處，力測(cè)量點(diǎn)也可以是操作者作用力的作用點(diǎn)、或者在力傳感器設(shè)定的傳感器坐標(biāo)系的原點(diǎn)、傳感器坐標(biāo)系的軸上的點(diǎn)等。
[0074]本實(shí)施例中，測(cè)量力的六個(gè)成分，但也可以?xún)H測(cè)量力的并進(jìn)方向成分F、或者力的力矩成分M。并且，力傳感器的安裝位置只要能夠?qū)ψ饔糜跈C(jī)器人50的前端部58的力進(jìn)行測(cè)量，也可以是任意的位置。并且，對(duì)作用于機(jī)器人50的前端部58的力進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量部也可以使用三軸的力傳感器來(lái)代替六軸的力傳感器。
[0075]并且，測(cè)力部21也可以以使構(gòu)成機(jī)器人50的軸移動(dòng)的促動(dòng)器是馬達(dá)的情況下的電流值、或者軸的指令位置與實(shí)際的軸的位置之間的偏差、或者安裝于各軸的扭矩傳感器的輸出等為基礎(chǔ)，對(duì)作用于機(jī)器人50的前端部58的力進(jìn)行推斷。
[0076]此外，在機(jī)器人50的前端部58，安裝有用于進(jìn)行加工工件、或搬運(yùn)工件等的作業(yè)的工具、用于進(jìn)行與力對(duì)應(yīng)的移動(dòng)操作的操縱裝置等。
[0077]也可以相對(duì)于安裝于機(jī)器人50上的力傳感器安裝工具、操縱裝置。或者也可以相對(duì)于安裝于機(jī)器人50上的工具安裝力傳感器，并在其前端側(cè)安裝操縱裝置。
[0078]當(dāng)對(duì)機(jī)器人50的前端部58作用力時(shí)，也可以不使用操縱裝置，而對(duì)安裝于力傳感器的工具作用力?；蛘咭部梢詫?duì)安裝于力傳感器的操縱裝置作用力。
[0079]在操作者對(duì)安裝于力傳感器的工具、操縱裝置作用力而使機(jī)器人50移動(dòng)的情況下，測(cè)力部21相對(duì)于力傳感器所檢測(cè)到的力，根據(jù)需要對(duì)安裝于力傳感器的工具或操縱裝置、或者把持的工件等物體因重力、慣性力(包括哥式力、陀螺效應(yīng))等而產(chǎn)生的影響進(jìn)行補(bǔ)償。由此，測(cè)力部21能夠?qū)Σ僮髡咦饔糜跈C(jī)器人50的前端部58的實(shí)質(zhì)的力進(jìn)行測(cè)量。
[0080]當(dāng)在安裝于機(jī)器人50的前端部58的工具上安裝組合有力傳感器和操縱裝置的裝置的情況下，安裝于力傳感器的物體因重力、慣性力而對(duì)力傳感器產(chǎn)生的影響變小。因此，該情況下，求出實(shí)質(zhì)的力的情況下的誤差也變小。
[0081]并且，也可以使用磁鐵、彈簧等將組合有力傳感器和操縱裝置的裝置安裝于工具。該情況下，能夠簡(jiǎn)單地裝卸這樣的裝置。并且，也能夠僅在作用力而使機(jī)器人50移動(dòng)的情況下安裝這樣的裝置。由此，能夠在不需要教學(xué)操作時(shí)拆下裝置、或根據(jù)需要而將這樣的裝置用于其它機(jī)器人系統(tǒng)。
[0082]圖2是功能性表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的機(jī)器人控制裝置1a的結(jié)構(gòu)的圖。如圖所示，機(jī)器人控制裝置1a具備后述的測(cè)力部21、第一力計(jì)算部22、第二力計(jì)算部23、操作指令部24、操作軸設(shè)定部25、存儲(chǔ)部26、奇異姿勢(shì)附近判定部27以及顯示輸出部71。
[0083