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】本實(shí)施方式的一方式涉及的機(jī)器人模擬器(10)具備顯示部(12)、圖像生成部(111a)、顯示控制部(111b)和模擬指示部(111e)。顯示部(12)用于顯示圖像。圖像生成部(111a)生成包含能對(duì)以機(jī)器人(30)的規(guī)定的控制點(diǎn)為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)軸進(jìn)行操作的操作柄的機(jī)器人(30)的虛擬圖像。顯示控制部(111b)使上述虛擬圖像向上述顯示部(12)顯示。模擬指示部(111e)在接收到操作者對(duì)上述操作柄的操作的情況下，獲取基于所述操作的上述控制點(diǎn)的位移量和上述三維坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)量，并使上述圖像生成部(111a)中再生成基于獲取到的位移量以及旋轉(zhuǎn)量而改變了上述機(jī)器人(30)的姿態(tài)的上述虛擬圖像。
【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)中提出了多種如下的機(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)，根據(jù)制作的示教數(shù)據(jù)預(yù)先對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作進(jìn)行模擬運(yùn)算而在計(jì)算機(jī)的顯示器上等進(jìn)行圖解顯示。
[0003]通過使用所述機(jī)器人模擬器，操作者無需使機(jī)器人實(shí)際動(dòng)作，而可以邊進(jìn)行機(jī)器人是否與周邊設(shè)備發(fā)生干涉這樣的驗(yàn)證邊制作示教數(shù)據(jù)。
[0004]但是，示教數(shù)據(jù)的制作采用稱之為示教器的移動(dòng)式的專用設(shè)備來進(jìn)行，但通常示教器的操作中要求操作者具有一定程度的熟練度。
[0005]因此，近年也提出了如下的一種方法，S卩，在觸摸面板上顯示的機(jī)器人的圖解圖像的周圍顯示使用了表示“上”、“下”、“左”、“右”這樣的動(dòng)作方向的文字的觸摸鍵，并對(duì)所述觸摸鍵進(jìn)行按壓，從而簡(jiǎn)化操作(例如，參考專利文獻(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:日本專利第3901772號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0010]但是，現(xiàn)有的機(jī)器人模擬器中，在與操作者的熟練度無關(guān)地、使操作者能夠直觀且易于理解地進(jìn)行操作這一方面存在進(jìn)一步的改善余地。
[0011]例如，在如上所述那樣顯示使用了表示動(dòng)作方向的文字的觸摸鍵的情況下，在機(jī)器人具有多軸、能夠向較多方向移動(dòng)這樣的情況下，則需要顯示大量的觸摸鍵，反而有可能難以理解操作。
[0012]另外，由于上述的“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，故也可認(rèn)為操作者難以直觀地把握機(jī)器人的動(dòng)作方向。
[0013]實(shí)施方式的一方式就是鑒于上述狀況而作出的，其目的在于，提供與操作者的熟練度無關(guān)地、使操作者能夠直觀且易于理解地進(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]為解決技術(shù)問題的方法
[0015]本實(shí)施方式的一方式所涉及的機(jī)器人模擬器具備顯示部、生成部、顯示控制部以及模擬指示部。所述顯示部用于顯示圖像。所述生成部生成包含能夠?qū)σ詸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)行操作的操作柄的所述機(jī)器人的虛擬圖像。所述顯示控制部使由所述生成部生成的所述虛擬圖像向所述顯示部顯示。所述模擬指示部在接收到操作者對(duì)于所述操作柄的操作的情況下，獲取基于所述操作的所述控制點(diǎn)的位移量以及所述三維坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)量，并使所述生成部再生成基于獲取到的該位移量以及該旋轉(zhuǎn)量而改變了所述機(jī)器人的姿態(tài)的所述虛擬圖像。
[0016]發(fā)明效果
[0017]根據(jù)實(shí)施方式的一方式，與操作者的熟練度無關(guān)地、使操作者能夠直觀且易于理解地進(jìn)行操作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是表示包括實(shí)施方式所涉及的機(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。
[0019]圖2是表示實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人模擬器的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0020]圖3是表示向顯示部顯示的虛擬圖像的一例的示意圖。
[0021 ] 圖4是表示控制點(diǎn)信息的設(shè)定例的圖。
[0022]圖5A是表不操作柄的一例的圖。
[0023]圖5B是位移柄的說明圖。
[0024]圖5C是旋轉(zhuǎn)柄的說明圖。
[0025]圖6是表示變形例所涉及的操作柄的圖。
[0026]圖7A是表示操作了位移柄時(shí)的機(jī)器人的虛擬圖像中的模擬動(dòng)作的具體例的圖
(其一)。
[0027]圖7B是表示操作了位移柄時(shí)的機(jī)器人的虛擬圖像中的模擬動(dòng)作的具體例的圖
(其二)。
[0028]圖7C是表示操作了位移柄時(shí)的機(jī)器人的虛擬圖像中的模擬動(dòng)作的具體例的圖
(其三)。
[0029]圖8A是表示操作了旋轉(zhuǎn)柄時(shí)的機(jī)器人的虛擬圖像中的模擬動(dòng)作的具體例的圖
(其一)。
[0030]圖SB是表示操作了旋轉(zhuǎn)柄時(shí)的機(jī)器人的虛擬圖像中的模擬動(dòng)作的具體例的圖
(其二)。
[0031]圖SC是表示操作了旋轉(zhuǎn)柄時(shí)的機(jī)器人的虛擬圖像中的模擬動(dòng)作的具體例的圖
(其三)。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下，參考附圖對(duì)本發(fā)明所公開的機(jī)器人模擬器、機(jī)器人示教裝置以及機(jī)器人示教方法的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。此外，并不是通過以下所示的實(shí)施方式來限定本發(fā)明。
[0033]另外，以下，以在顯示器等顯示部上顯示機(jī)器人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。此外，關(guān)于這樣的三維模型的圖解圖像，以下有時(shí)記為“虛擬圖像”。
[0034]圖1是表示包括實(shí)施方式所涉及的機(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。
[0035]如圖1所示，機(jī)器人系統(tǒng)I具備機(jī)器人模擬器10、機(jī)器人控制裝置20及機(jī)器人30。另外，機(jī)器人模擬器10具備:模擬器控制裝置11 ;顯示部12 ;操作部13 ;以及示教點(diǎn)信息DB (數(shù)據(jù)庫)14。
[0036]模擬器控制裝置11為對(duì)機(jī)器人模擬器10整體進(jìn)行控制的控制器，包括運(yùn)算處理裝置、存儲(chǔ)裝置等。另外，模擬器控制裝置11與以顯示部12為代表的機(jī)器人模擬器10的各種裝置以能夠傳遞信息的方式連接。
[0037]另外，模擬器控制裝置11根據(jù)經(jīng)由了操作部13的操作者的操作，將對(duì)其動(dòng)作進(jìn)行模擬運(yùn)算的機(jī)器人30的虛擬圖像向顯示部12輸出。
[0038]另外，模擬器控制裝置11同樣根據(jù)經(jīng)由了操作部13的操作者的操作，從機(jī)器人30的虛擬圖像中獲取機(jī)器人30的示教點(diǎn)，并向示教點(diǎn)信息DB14登記。
[0039]顯示部12為所謂的顯示器等顯示設(shè)備。另外，操作部13為鼠標(biāo)等指向設(shè)備。此夕卜，操作部13無須作為硬件部件而構(gòu)成，例如也可以為顯示在觸摸面板顯示器上的觸摸鍵等的軟件部件。
[0040]示教點(diǎn)信息DB14為登記有與對(duì)于機(jī)器人30的示教點(diǎn)相關(guān)的信息的數(shù)據(jù)庫。
[0041]在此，“示教點(diǎn)”是指使機(jī)器人30再生動(dòng)作時(shí)成為機(jī)器人30應(yīng)當(dāng)經(jīng)過的目標(biāo)姿態(tài)的信息，例如，作為機(jī)器人30中所包含的各編碼器的脈沖值而被存儲(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，故在示教點(diǎn)信息DB14中多個(gè)示教點(diǎn)與機(jī)器人30的每一動(dòng)作(作業(yè))相關(guān)聯(lián)地被存儲(chǔ)。
[0042]換而言之，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)間的插補(bǔ)動(dòng)作命令、對(duì)末端執(zhí)行器的動(dòng)作命令等的組合信息，示教點(diǎn)信息DB14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，在使機(jī)器人30再生動(dòng)作時(shí)，機(jī)器人30根據(jù)所述示教程序來進(jìn)行動(dòng)作。
[0043]所述示教點(diǎn)信息DB14與作為對(duì)機(jī)器人30的動(dòng)作進(jìn)行控制的控制器的機(jī)器人控制裝置20以能夠傳遞信息的方式連接，機(jī)器人控制裝置20根據(jù)所述示教點(diǎn)信息DB14中登記的示教點(diǎn)來控制機(jī)器人30的各種動(dòng)作。
[0044]此外，在圖1中，從易于理解說明的觀點(diǎn)考慮，示出了示教點(diǎn)信息DB14和模擬器控制裝置11分體構(gòu)成的例子，但也可以將示教點(diǎn)信息DB14存儲(chǔ)在模擬器控制裝置11內(nèi)部的存儲(chǔ)部中。
[0045]機(jī)器人30具有第一臂31和第二臂32，第一臂31和第二臂32內(nèi)置有用于使各自的姿態(tài)改變的多個(gè)關(guān)節(jié)和使各關(guān)節(jié)動(dòng)作的致動(dòng)器。在此，致動(dòng)器具有伺服電機(jī)，且根據(jù)來自機(jī)器人控制裝置20的動(dòng)作指示來驅(qū)動(dòng)機(jī)器人30的各關(guān)節(jié)。
[0046]此外，在后述的說明中采用的圖3中示出，在第一臂31以及第二臂32各自的終端部設(shè)有作為末端執(zhí)行器的手31A、32A (機(jī)械爪)。在手31A、32A上，有時(shí)根據(jù)機(jī)器人30所進(jìn)行的作業(yè)的內(nèi)容而把持規(guī)定的操作工具(以下，記為“工具”)。
[0047]此外，在圖1中，示出了機(jī)器人30為具有第一臂31和第二臂32這一對(duì)臂的雙臂機(jī)器人的例子，但適用于機(jī)器人系統(tǒng)I的機(jī)器人既可以為單臂機(jī)器人，也可以為具備兩個(gè)以上的臂的多臂機(jī)器人。
[0048]接著，使用圖2說明實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人模擬器10的框結(jié)構(gòu)。圖2是實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人模擬器10的框圖。此外，在圖2中，僅示出機(jī)器人模擬器10的說明所需的結(jié)構(gòu)要素，而省略了對(duì)于一般性結(jié)構(gòu)要素的記載。
[0049]另外，在使用了圖2的說明中，主要對(duì)于模擬器控制裝置11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，對(duì)于已經(jīng)在圖1中示出的顯示部12、操作部13以及示教點(diǎn)信息DB14有時(shí)會(huì)簡(jiǎn)化說明。
[0050]如圖2所示，模擬器控制裝置11具備控制部111和存儲(chǔ)部112。控制部111還具備:圖像生成部Illa ;顯示控制部Illb ;操作接收部Illc ;操作量獲取部Illd ;模擬指示部Ille ;示教點(diǎn)獲取部Illf ;登記部lllg。存儲(chǔ)部112存儲(chǔ)模型信息112a和控制點(diǎn)信息
112bo
[0051]圖像生成部Illa根據(jù)模型信息112a以及控制點(diǎn)信息112b來生成機(jī)器人30的虛擬圖像。模型信息112a為含有按照機(jī)器人30的種類而預(yù)先定義的繪圖信息的信息。
[0052]另外，控制點(diǎn)信息112b為預(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邊使該機(jī)器人30的虛擬圖像中包含能夠以所述控制點(diǎn)為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)軸進(jìn)行操作的操作柄(后述)邊生成機(jī)器人30的虛擬圖像。此外，關(guān)于控制點(diǎn)信息112b的詳細(xì)內(nèi)容，使用圖4在后進(jìn)行說明。
[0053]另外，圖像生成部Illa將所生成的機(jī)器人30的虛擬圖像向顯示控制部Illb進(jìn)行輸出。顯示控制部Illb使從圖像生成部Illa接收到的機(jī)器人30的虛擬圖像向顯示部12
顯不O
[0054]在此，使用圖3對(duì)由圖像生成部Illa生成且經(jīng)由顯示控制部Illb而向顯示部12顯示的機(jī)器人30的虛擬圖像的一例進(jìn)行說明。
[0055]圖3是表示向顯示部12顯示的機(jī)器人30的虛擬圖像的一例的示意圖。如圖3所示，機(jī)器人30的虛擬圖像顯示在作為顯示部12的顯示區(qū)域之一的顯示窗口 120上。
[0056]另外，如圖3所示，在機(jī)器人30的虛擬圖像中包含規(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。
[0057]例如，在圖3中例示出了包含控制點(diǎn)CPl以及控制點(diǎn)CP2、分別以這些控制點(diǎn)作為原點(diǎn)的三維坐標(biāo)軸的操作柄Hl以及操作柄H2的機(jī)器人30的虛擬圖像。這些操作柄Hl以及操作柄H2為操作者能夠經(jīng)由操作部13例如進(jìn)行拖動(dòng)操作的操作對(duì)象客體。
[0058]此外，這些控制點(diǎn)CPl以及控制點(diǎn)CP2這樣的規(guī)定的控制點(diǎn)的位置由前述的控制點(diǎn)信息112b來規(guī)定。在此，使用圖4對(duì)于所述控制點(diǎn)信息112b的設(shè)定例進(jìn)行說明。
[0059]圖4是表示控制點(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)目及“控制點(diǎn)”項(xiàng)目的信息。此外，在圖4中，為了便于理解說明，以文本表示而示出了各項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，但并不對(duì)所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)形式加以限定。
[0060]在“有無工具”項(xiàng)目中儲(chǔ)存有用于規(guī)定是否由手31A、32A來把持工具、g卩“有工具”還是“無工具”的數(shù)據(jù)。
[0061]另外，在“工具種類”項(xiàng)目中儲(chǔ)存有表示工具的種類的數(shù)據(jù)。另外，在“控制點(diǎn)”項(xiàng)目中儲(chǔ)存有表示與工具的種類相應(yīng)的控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)(例如，表示與手31A、32A的相對(duì)位置的坐標(biāo)值等)。
[0062]并且，例如在圖3所示的例子中，假定為由手31A、32A來把持“第一工具”的情況下，所述“第一工具”的“前端部”被規(guī)定為規(guī)定的控制點(diǎn)。
[0063]另外，假定為由手31A、32A來把持“第二工具”的情況下，所述“第二工具”的“中心部”被規(guī)定為規(guī)定的控制點(diǎn)。
[0064]另外，在“無工具”的情況下，預(yù)先確定好的“手基準(zhǔn)點(diǎn)”被規(guī)定為規(guī)定的控制點(diǎn)。
[0065]即，可以說，控制點(diǎn)信息112b為將機(jī)器人30所使用的工具的種類和與所述種類對(duì)應(yīng)而預(yù)先準(zhǔn)備好的控制點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫。
[0066]并且，上述的圖像生成部Illa從所述控制點(diǎn)信息112b中獲取與機(jī)器人30假定使用的工具的種類相應(yīng)的控制點(diǎn)，并根據(jù)獲取到的控制點(diǎn)來生成機(jī)器人30的虛擬圖像。
[0067]此外，關(guān)于以所述控制點(diǎn)為原點(diǎn)而生成的操作柄的詳細(xì)內(nèi)容，使用圖5A?圖6在后進(jìn)行說明。
[0068]返回圖3的說明。如圖3所示，在機(jī)器人30的虛擬圖像中還包含肘角的操作柄H3以及腰回轉(zhuǎn)軸的操作柄H4。這些操作柄H3以及操作柄H4也為操作者能夠經(jīng)由操作部13而進(jìn)行操作的操作對(duì)象客體。
[0069]操作者經(jīng)由操作部13而對(duì)這些操作柄Hl?H4進(jìn)行操作，由此對(duì)機(jī)器人30的虛擬圖像賦予進(jìn)行模擬動(dòng)作的模擬指示。關(guān)于所述具體例，使用圖5A?圖SC在后進(jìn)行說明。
[0070]此外，如圖3所示，機(jī)器人30的虛擬圖像可以包含機(jī)器人30的周邊設(shè)備。由此，在對(duì)機(jī)器人30的虛擬圖像進(jìn)行模擬動(dòng)作時(shí)，能夠進(jìn)行相對(duì)于所述周邊設(shè)備的干涉檢查。
[0071]另外，如圖3所示，在顯示窗口 120中設(shè)有輸入按鈕BI?B3。輸入按鈕BI?B3也為另外操作者能夠經(jīng)由操作部13進(jìn)行操作的操作對(duì)象客體。
[0072]并且，例如，能夠?qū)斎氚粹oBI分配操作柄Hl?H4的顯示以及非顯示的切換功能。另外，例如，能夠?qū)斎氚粹oB2分配工具名的顯示功能。
[0073]另外，例如，能夠?qū)斎氚粹oB3分配以所述輸入按鈕B3的按下時(shí)刻的機(jī)器人30的姿態(tài)作為示教點(diǎn)而向示教點(diǎn)信息DB14登記的登記功能。
[0074]另外，如圖3所示，在顯示窗口 120中還設(shè)有下拉菜單P1。能夠?qū)ο吕藛蜳l分配機(jī)器人30的虛擬圖像中的坐標(biāo)系(例如，基座坐標(biāo)/機(jī)器人坐標(biāo)/工具坐標(biāo)等)的切換功能。
[0075]并且，通過操作者從所述下拉菜單Pl中選擇所期望的坐標(biāo)系，從而圖像生成部Illa生成與所選擇的坐標(biāo)系相應(yīng)的機(jī)器人30的虛擬圖像。
[0076]此外，也可以基于選擇出的坐標(biāo)系來切換操作柄Hl?H4的形狀，以使操作者能夠直觀地把握且能夠簡(jiǎn)單地操作。另外，也可以一并切換機(jī)器人30的周邊設(shè)備的顯示以及非顯不O
[0077]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接收經(jīng)由操作部13而輸入的操作者的輸入操作，如果所述輸入操作與模擬指示相關(guān)，則將接收到的輸入操作通知給操作量獲取部llld。此外，對(duì)用圖3已經(jīng)表示的例子來說，此處所述的與模擬指示相關(guān)的輸入操作對(duì)應(yīng)于對(duì)操作柄Hl?H4的操作。
[0078]另外，如果輸入操作與示教點(diǎn)的登記指示相關(guān)，操作接收部Illc將接收到的輸入操作通知給示教點(diǎn)獲取部lllf。此外，對(duì)用圖3已經(jīng)表示的例子來說，此處所述的與示教點(diǎn)的登記指示相關(guān)的輸入操作對(duì)應(yīng)于對(duì)輸入按鈕B3的操作。
[0079]操作量獲取部Illd對(duì)從操作接收部Illc通知的輸入操作的內(nèi)容進(jìn)行解析，獲取控制點(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，并將獲取到的位移量以及旋轉(zhuǎn)量通知給模擬指示部I He。
[0080]模擬指示部Ille將用于再生成基于從操作量獲取部Illd通知的位移量以及旋轉(zhuǎn)量而改變了姿態(tài)的機(jī)器人30的虛擬圖像的模擬指示通知給圖像生成部111a。
[0081]然后，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機(jī)器人30的虛擬圖像，并經(jīng)由顯示控制部Illb而向顯示部12顯示。由此，機(jī)器人30的虛擬圖像進(jìn)行連續(xù)變化的模擬動(dòng)作。
[0082]在此，使用圖5A?圖8C，對(duì)于操作柄的具體操作和伴隨此操作的機(jī)器人30的虛擬圖像的模擬動(dòng)作進(jìn)行說明。首先，使用圖5A?圖5C從操作柄的具體例進(jìn)行說明。此外，以下，對(duì)操作柄標(biāo)有“H”的符號(hào)，而對(duì)控制點(diǎn)標(biāo)有“CP”的符號(hào)。
[0083]圖5A是表示操作柄H的一例的圖。另外，圖5B是位移柄Hx的說明圖。另外，圖5C是旋轉(zhuǎn)柄HRx的說明圖。
[0084]此外，在圖5A中，示出了標(biāo)有大寫字母的X、Y、Z的三維的XYZ坐標(biāo)軸，所述XYZ坐標(biāo)軸是所謂世界坐標(biāo)系等表示空間整體的坐標(biāo)系。以下說明的操作柄H的坐標(biāo)系由與其不同的局部坐標(biāo)系的xyz坐標(biāo)軸表示，不過，為了便于說明，X軸、y軸、z軸分別平行于X軸、Y軸、Z軸。
[0085]如圖5A所示，操作柄H為用于對(duì)以控制點(diǎn)CP為原點(diǎn)的xyz坐標(biāo)軸進(jìn)行操作的操作對(duì)象客體。在所述操作柄H中包含針對(duì)xyz坐標(biāo)軸的每一軸而使控制點(diǎn)CP沿著該一軸方向位移的位移柄Hx、Hy、Hz。
[0086]此外，位移柄Hx、Hy、Hz分別呈沿著各自對(duì)應(yīng)的xyz坐標(biāo)軸的一軸的軸方向的立體雙向箭頭的形狀。另外，位移柄Hx、Hy、Hz分別與控制點(diǎn)CP分離配置。
[0087]另外，如圖5A所示，在操作柄H中包含使xyz坐標(biāo)軸針對(duì)每一軸而圍繞該一軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)柄HRx、HRy、HRz。
[0088]此外，旋轉(zhuǎn)柄HRx、HRy, HRz分別呈沿著各自對(duì)應(yīng)的xyz坐標(biāo)軸的一軸圍繞的立體雙向箭頭的形狀。
[0089]在此，關(guān)于圖5B中選用位移柄Hx并對(duì)所述位移柄Hx進(jìn)行操作時(shí)的具體例進(jìn)行說明。此外，圖5B中，省略了位移柄Hy、Hz以及旋轉(zhuǎn)柄HRx、HRy、HRz的圖示。
[0090]如圖5B所示，位移柄Hx通過操作者經(jīng)由操作部13的拖動(dòng)操作而被操作(參考圖中的箭頭501)。此外，此時(shí)，位移柄Hx能夠進(jìn)行沿著對(duì)應(yīng)的X軸方向的拖動(dòng)操作。
[0091]然后，如圖5B所示，例如，如果基于箭頭501所示的拖動(dòng)操作的拖動(dòng)量相當(dāng)于I位移量，則圖像生成部Illa使控制點(diǎn)CP以及以其為原點(diǎn)的xyz坐標(biāo)軸沿著x軸方向進(jìn)行I位移(參考圖中的箭頭502)。
[0092]即，此時(shí)，在XYZ坐標(biāo)軸(參考圖5A)中的位移前的控制點(diǎn)CP的坐標(biāo)值為(X，Y，Z) = (0,0,0)的情況下，位移后的控制點(diǎn)CP的坐標(biāo)值成為(X，Y，Z) = (l，0，0)，xyz坐標(biāo)軸以該位移后的控制點(diǎn)CP為原點(diǎn)而形成。
[0093]然后，圖像生成部Illa根據(jù)位移后的控制點(diǎn)CP以及xyz坐標(biāo)軸再生成機(jī)器人30的虛擬圖像，并使其進(jìn)行模擬動(dòng)作。
[0094]當(dāng)然，位移柄Hx如其立體雙向箭頭的形狀所示那樣，也可以進(jìn)行向圖中的箭頭501的相反方向的拖動(dòng)操作。
[0095]此外，雖然圖5B中沒有示出，但如果對(duì)位移柄Hy進(jìn)行同樣的拖動(dòng)操作，則控制點(diǎn)CP以及以其為原點(diǎn)的xyz坐標(biāo)軸也會(huì)沿著y軸方向位移，另外，如果對(duì)位移柄Hz進(jìn)行同樣的拖動(dòng)操作，則控制點(diǎn)CP以及以其為原點(diǎn)的xyz坐標(biāo)軸也會(huì)沿著z軸方向位移。
[0096]接著，關(guān)于圖5C中選用旋轉(zhuǎn)柄HRx并對(duì)所述旋轉(zhuǎn)柄HRx進(jìn)行操作時(shí)的具體例進(jìn)行說明。此外，圖5C中，省略了位移柄Hx、Hy、Hz以及旋轉(zhuǎn)柄HRy、HRz的圖示。
[0097]如圖5C所示，旋轉(zhuǎn)柄HRx也通過操作者經(jīng)由操作部13的拖動(dòng)操作而被操作(參考圖中的箭頭503)。此外，此時(shí)，旋轉(zhuǎn)柄HRx能夠進(jìn)行沿著對(duì)應(yīng)的X軸圍繞的拖動(dòng)操作。
[0098]然后，如圖5C所示，例如，如果基于箭頭503所示的拖動(dòng)操作的拖動(dòng)量相當(dāng)于30°的旋轉(zhuǎn)量，則圖像生成部Illa使xyz坐標(biāo)軸圍繞x軸旋轉(zhuǎn)30° (參考圖中的箭頭504)。
[0099]然后，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，并使其進(jìn)行模擬動(dòng)作。
[0100]當(dāng)然，如其立體雙向箭頭的形狀所示那樣，旋轉(zhuǎn)柄HRx也可以進(jìn)行向圖中的箭頭503的相反方向的拖動(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)。
[0101]此外，雖然在圖5C中沒有示出，但是如果對(duì)旋轉(zhuǎn)柄HRy進(jìn)行同樣的拖動(dòng)操作，則xyz坐標(biāo)軸也會(huì)圍繞y軸旋轉(zhuǎn)，另外，如果對(duì)旋轉(zhuǎn)柄HRz進(jìn)行同樣的拖動(dòng)操作，則xyz坐標(biāo)軸也會(huì)圍繞z軸旋轉(zhuǎn)。
[0102]如此，操作柄H包含分別與以控制點(diǎn)CP為原點(diǎn)的xyz坐標(biāo)軸相對(duì)應(yīng)并且分別呈雙向箭頭的形狀的位移柄Hx、Hy、Hz以及旋轉(zhuǎn)柄HRx、HRy、HRz。由此，與操作者的熟練度無關(guān)地、使操作者能夠直觀且易于理解地進(jìn)行操作。
[0103]此外，操作柄H的形狀并不局限于圖5A所示的一例。例如，位移柄Hx、Hy、Hz以及旋轉(zhuǎn)柄HRx、HRy、HRz也可以形成為單向箭頭。
[0104]另外，如作為表示變形例所涉及的操作柄H’的圖的圖6所示那樣，也可以將位移柄Hx、Hy、Hz在控制點(diǎn)CP處交叉配置。與圖5A所示的操作柄H同樣地，根據(jù)所述變形例也與操作者的熟練度無關(guān)地、使操作者能夠直觀且易于理解地進(jìn)行操作。
[0105]接著，使用圖7A?圖7C對(duì)操作柄H(參考圖5A)的位移柄Hz被操作時(shí)的機(jī)器人30的虛擬圖像中的模擬動(dòng)作的具體例進(jìn)行說明。圖7A?圖7C是表示位移柄Hz被操作時(shí)的機(jī)器人30的虛擬圖像中的模擬動(dòng)作的具體例的圖。
[0106]此外，在圖7A?圖7C中，機(jī)器人30所具備的第一臂31的終端可動(dòng)部的中心部被規(guī)定為控制點(diǎn)CP。另外，在此，為了便于說明，省略了旋轉(zhuǎn)柄HRX、HRy、HRz的圖示。
[0107]如圖7A所示，顯示部12的顯示窗口 120中顯示有機(jī)器人30的虛擬圖像。并且在此，操作者向圖中的箭頭701所示的朝向?qū)ξ灰票鶫z進(jìn)行拖動(dòng)操作。
[0108]此時(shí)，如圖7B所示，首先，操作柄H沿著z軸方向位移(參考圖中的箭頭702)，位移量對(duì)應(yīng)于操作者的拖動(dòng)操作中的拖動(dòng)量。即，控制點(diǎn)CP以及以控制點(diǎn)CP為原點(diǎn)的xyz坐標(biāo)軸整體暫時(shí)從第一臂31的終端可動(dòng)部分離并沿著z軸方向位移。
[0109]接著，如圖7C所示，第一臂31的終端可動(dòng)部使其中心部再次與控制點(diǎn)CP —致。即，在機(jī)器人30的虛擬圖像中，描繪出使第一臂31向圖中的箭頭703的朝向移動(dòng)的模擬動(dòng)作。
[0110]此外，在圖7A?圖7C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，但對(duì)于位移柄Hx、Hy而言，自然也會(huì)在其各自相對(duì)應(yīng)的X軸以及y軸上做出同樣的動(dòng)作。
[0111]接著，使用圖8A?圖8C對(duì)操作柄H的旋轉(zhuǎn)柄HRx被操作時(shí)的機(jī)器人30的虛擬圖像中的模擬動(dòng)作的具體例進(jìn)行說明。圖8A?圖SC是表示旋轉(zhuǎn)柄HRx被操作時(shí)的機(jī)器人30的虛擬圖像中的模擬動(dòng)作的具體例的圖。
[0112]此外，在圖8A?圖8C中，第一臂31的終端可動(dòng)部的中心部也被規(guī)定為控制點(diǎn)CP。另外，在此，為了便于說明，省略了位移柄Hx、Hy、Hz的圖示。
[0113]如圖8A所示，顯示部12的顯示窗口 120中顯示有機(jī)器人30 (主要為第一臂31)的虛擬圖像。并且在此，操作者向圖中的箭頭801所示的朝向?qū)πD(zhuǎn)柄HRx進(jìn)行拖動(dòng)操作。
[0114]此時(shí)，如圖8B所示，首先，xyz坐標(biāo)軸圍繞X軸旋轉(zhuǎn)(參考圖中的箭頭802)，旋轉(zhuǎn)量對(duì)應(yīng)于操作者的拖動(dòng)操作中的拖動(dòng)量。
[0115]接著，如圖SC所示，第一臂31的終端可動(dòng)部被描繪成隨動(dòng)于旋轉(zhuǎn)后的xyz坐標(biāo)軸。即，在此，被描繪成使終端可動(dòng)部的朝向沿著圖中的箭頭803的朝向而改變的第一臂31的模擬動(dòng)作。
[0116]此外，在圖8A?圖8C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，但對(duì)于旋轉(zhuǎn)柄HRy、HRz而言，自然也會(huì)在其各自相對(duì)應(yīng)的y軸以及z軸上做出同樣的動(dòng)作。
[0117]返回圖2的說明，對(duì)模擬器控制裝置11的示教點(diǎn)獲取部Illf進(jìn)行說明。示教點(diǎn)獲取部Illf從操作接收部Illc接收輸入按鈕B3(參考圖3)被按下的通知，獲取所述輸入按鈕B3被按下的時(shí)刻的虛擬圖像上的機(jī)器人30的姿態(tài)，并將其作為示教點(diǎn)。
[0118]另外，示教點(diǎn)獲取部Illf將獲取到的示教點(diǎn)通知給登記部lllg。登記部Illg將從示教點(diǎn)獲取部Illf接收到的示教點(diǎn)向示教點(diǎn)信息DB14登記。
[0119]此外，如上所述，機(jī)器人控制裝置20根據(jù)所述示教點(diǎn)信息DB14中登記的示教點(diǎn)來控制機(jī)器人30的各種動(dòng)作。因而，可以說示教點(diǎn)獲取部Illf以及登記部Illg為經(jīng)由示教點(diǎn)信息DB14而對(duì)機(jī)器人30進(jìn)行示教的“示教部”。
[0120]存儲(chǔ)部112為硬盤驅(qū)動(dòng)器、非易失性存儲(chǔ)器這樣的存儲(chǔ)設(shè)備，對(duì)模型信息112a以及控制點(diǎn)信息112b進(jìn)行存儲(chǔ)。此外，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，故省略在此的記載。
[0121]另外，在使用圖2的說明中，例示出了模擬器控制裝置11根據(jù)預(yù)先登記的模型信息112a以及控制點(diǎn)信息112b等生成機(jī)器人30的虛擬圖像，但也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位裝置中逐步獲取生成圖像所需要的信息。
[0122]如上所述，實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人模擬器具備顯示部、圖像生成部(生成部)、顯示控制部、模擬指示部。顯示部對(duì)圖像進(jìn)行顯示。圖像生成部生成包含能夠?qū)σ詸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)行操作的操作柄的機(jī)器人的虛擬圖像。顯示控制部使由上述圖像生成部生成的上述虛擬圖像向上述顯示部顯示。模擬指示部在接收到操作者對(duì)于上述操作柄的操作的情況下，獲取基于所述操作的上述控制點(diǎn)的位移量以及上述三維坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)量，并使上述圖像生成部再生成基于獲取到的位移量以及旋轉(zhuǎn)量而改變了上述機(jī)器人的姿態(tài)的上述虛擬圖像。
[0123]因而，根據(jù)實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人模擬器，與操作者的熟練度無關(guān)地、能夠使操作者直觀且易于理解地進(jìn)行操作。
[0124]此外，在上述的實(shí)施方式中，舉例說明了作為示教點(diǎn)而獲取虛擬圖像上的機(jī)器人的姿態(tài)，并能夠作為示教點(diǎn)信息登記的機(jī)器人模擬器，但也可以將所述機(jī)器人模擬器作為機(jī)器人示教裝置來構(gòu)成。
[0125]另外，在上述的實(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，但也可以根據(jù)基于操作者對(duì)操作柄的操作來實(shí)際使機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作。
[0126]另外，在上述的實(shí)施方式中，例示出了雙臂的多軸機(jī)器人，但并不限定機(jī)器人的臂數(shù)、軸數(shù)，進(jìn)而也不限定機(jī)器人的種類、形狀。
[0127]另外，在上述的實(shí)施方式中，舉例說明了主要作為操作部使用鼠標(biāo)，并通過所述鼠標(biāo)來進(jìn)行操作柄的拖動(dòng)操作的情況，但不局限于此。例如，可以由所謂多點(diǎn)觸控對(duì)應(yīng)的觸摸面板等來構(gòu)成顯示部，并通過操作者對(duì)所述觸摸面板的多點(diǎn)觸控操作來拖動(dòng)操作柄。
[0128]另外，在上述的實(shí)施方式中，對(duì)虛擬圖像為三維模型的圖解圖像的情況進(jìn)行了說明，但對(duì)維度數(shù)量沒有限定，例如可以為二維模型。
[0129]本領(lǐng)域技術(shù)人員能容易地導(dǎo)出進(jìn)一步的效果或變形例。因此，本發(fā)明更大范圍的實(shí)施方式，不限于上面所示、所寫的特定詳細(xì)說明和具有代表性的實(shí)施方式。因此，在不脫離權(quán)利要求書及其等同物所定義的總的發(fā)明理念精神或范圍的前提下，能進(jìn)行各種各樣的改變。
[0130]附圖標(biāo)記說明
[0131]I 機(jī)器人系統(tǒng)
[0132]10 機(jī)器人模擬器
[0133]11 模擬器控制裝置
[0134]12 顯示部
[0135]13 操作部
[0136]14 示教點(diǎn)信息DB
[0137]20 機(jī)器人控制裝置
[0138]30 機(jī)器人
[0139]31 第一臂
[0140]3IA 手
[0141]32 第二臂
[0142]32A 手
[0143]111 控制部
[0144]Illa圖像生成部
[0145]Illb顯示控制部
[0146]Illc操作接收部
[0147]Illd操作量獲取部
[0148]Ille模擬指示部
[0149]Illf示教點(diǎn)獲取部
[0150]Illg 登記部
[0151]112 存儲(chǔ)部
[0152]112a模型信息
[0153]112b控制點(diǎn)信息
[0154]120 顯示窗口
[0155]B1、B2、B3 輸入按鈕
[0156]CP、CP1、CP2 控制點(diǎn)
[0157]H、H1、H2、H3、H4 操作柄
[0158]HRx、HRy、HRz 旋轉(zhuǎn)柄
[0159]Hx、Hy、Hz 位移柄
[0160]Pl 下拉菜單
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)器人模擬器，其特征在于，具備: 顯示部； 生成部，其生成機(jī)器人的虛擬圖像，該機(jī)器人的虛擬圖像包括能夠?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； 顯示控制部，其使由所述生成部生成的所述虛擬圖像向所述顯示部顯示；以及模擬指示部，其在接收到操作者對(duì)所述操作柄的操作的情況下，獲取基于所述操作的所述控制點(diǎn)的位移量以及所述三維坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)量，并使所述生成部再生成基于獲取到的該位移量以及該旋轉(zhuǎn)量而改變了所述機(jī)器人的姿態(tài)的所述虛擬圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人模擬器，其特征在于， 所述機(jī)器人模擬器還具備對(duì)控制點(diǎn)信息進(jìn)行存儲(chǔ)的存儲(chǔ)部，該控制點(diǎn)信息將所述機(jī)器人所使用的操作工具的種類、和與該種類對(duì)應(yīng)而預(yù)先準(zhǔn)備好的所述控制點(diǎn)相關(guān)聯(lián)， 所述生成部從所述控制點(diǎn)信息中獲取與所述機(jī)器人假定使用的所述操作工具的種類相應(yīng)的所述控制點(diǎn)，并根據(jù)獲取到的所述控制點(diǎn)來生成所述虛擬圖像。
3.如權(quán)利要求1或2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和旋轉(zhuǎn)柄，所述位移柄針對(duì)所述三維坐標(biāo)軸的每一軸而使所述控制點(diǎn)沿著該一軸方向位移，所述旋轉(zhuǎn)柄使所述三維坐標(biāo)軸針對(duì)每一軸而圍繞該一軸旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求3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)軸的每一軸而沿著該一軸方向的雙向箭頭的形狀，且該雙向箭頭分別與所述控制點(diǎn)分離配置。
5.如權(quán)利要求3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)軸的每一軸而沿著該一軸方向的雙向箭頭的形狀，且該雙向箭頭分別在所述控制點(diǎn)處交叉配置。
6.如權(quán)利要求2所述的機(jī)器人模擬器，其特征在于， 所述存儲(chǔ)部還對(duì)示教點(diǎn)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，該示教點(diǎn)信息將所述虛擬圖像中的所述機(jī)器人的姿態(tài)與該機(jī)器人的示教點(diǎn)相關(guān)聯(lián)， 所述虛擬圖像中還包含輸入按鈕， 所述機(jī)器人模擬器還具備登記部，其在由所述操作者將所述輸入按鈕按下的情況下，將該輸入按鈕被按下的時(shí)刻的所述機(jī)器人的姿態(tài)作為所述示教點(diǎn)而向所述示教點(diǎn)信息登記。
7.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人模擬器，其特征在于， 所述操作柄通過所述操作者的拖動(dòng)操作而被操作。
8.—種機(jī)器人示教裝置，其特征在于，具備: 顯示部； 生成部，其生成機(jī)器人的虛擬圖像，該機(jī)器人的虛擬圖像包括能夠?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； 顯示控制部，其使由所述生成部生成的所述虛擬圖像向所述顯示部顯示； 模擬指示部，其在接收到操作者對(duì)所述操作柄的操作的情況下，獲取基于所述操作的所述控制點(diǎn)的位移量以及所述三維坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)量，并使所述生成部再生成基于獲取到的該位移量以及該旋轉(zhuǎn)量而改變了所述機(jī)器人的姿態(tài)的所述虛擬圖像； 存儲(chǔ)部，其對(duì)示教點(diǎn)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，該示教點(diǎn)信息將所述虛擬圖像的任意時(shí)刻的所述機(jī)器人的姿態(tài)與該機(jī)器人的示教點(diǎn)相關(guān)聯(lián)；以及 示教部，其根據(jù)由所述存儲(chǔ)部存儲(chǔ)的所述示教點(diǎn)信息，來對(duì)所述機(jī)器人進(jìn)行示教。
9.一種機(jī)器人示教方法，其特征在于，包括: 生成工序，生成機(jī)器人的虛擬圖像，該機(jī)器人的虛擬圖像包括能夠?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； 顯示控制工序，使由所述生成工序生成的所述虛擬圖像向顯示部顯示； 模擬指示工序，在接收到操作者對(duì)所述操作柄的操作的情況下，獲取基于所述操作的所述控制點(diǎn)的位移量以及所述三維坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)量，并使所述生成工序再生成基于獲取到的該位移量以及該旋轉(zhuǎn)量而改變了所述機(jī)器人的姿態(tài)的所述虛擬圖像； 存儲(chǔ)工序，對(duì)示教點(diǎn)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，該示教點(diǎn)信息將所述虛擬圖像的任意時(shí)刻的所述機(jī)器人的姿態(tài)與該機(jī)器人的示教點(diǎn)相關(guān)聯(lián)；以及 示教工序，根據(jù)由所述存儲(chǔ)工序存儲(chǔ)的所述示教點(diǎn)信息，來對(duì)所述機(jī)器人進(jìn)行示教。
【文檔編號(hào)】B25J9/22GK104470687SQ201280074818
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月20日
【發(fā)明者】巢山崇, 梅野真 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)