机器人的控制器和控制方法与流程

本发明涉及机器人的控制器和控制方法，其使得教员能够进行直接教示，通过手动操纵机器人臂而教示机器人臂的操作。

背景技术：

1、至今为止，在教示机器人臂的操作时，教员过去常常通过使用诸如教示器的操作部而执行将末端执行器等移动到教示位置的操作，并且在视觉确认位置的同时存储教示位置。在这种情况下，在教员需要重复通过在教示器中输入坐标或者通过操作教示器而精密地移动机器人臂的操作的时候，教员不能有效地进行教示，因为这些作业很麻烦。

2、然后，作为改进教示操作性的一种方法，有一种称作直接教示的技术。直接教示是：教员保持机器人的预定部分以手动操作机器人臂，从而获取机器人臂的末端在此时的位置和取向数据，以基于该数据生成机器人臂的操作指令值，并且复制在教示时的组装操作。直接教示使得能够生成简单操作机器人臂而没有麻烦作业的教示数据，因为其使得能够仅仅通过手动引导机器人臂而直观地教示。在教员手动操纵机器人臂的情况下，机器人控制器执行通常称作顺应性控制或阻抗控制的控制。例如，机器人控制器通过控制机器人臂而沿着教员施加力的方向操作机器人臂，使得施加到机器人臂末端的力归零。

3、日本专利申请特开no.2008-134903公开了一种方法，该方法在教员手动操纵机器人臂以生成与接触力相关的力教示数据时获取力矩数据以及位置和取向数据的时间序列数据。

4、然而，日本专利申请特开no.2008-134903中公开的方法生成与接触力相关的力教示数据。因此，即使根据日本专利申请特开no.2008-134903描述的力教示数据再现地操作机器人臂，在需要诸如组装作业的精细作业的部分，机器人臂也不一定按照教员指示那样操作。

技术实现思路

1、根据本发明的第一方面，提供一种机器人控制器，其包括：操纵部，其在教示机器人臂的操作时被操纵；第一传感器，其配置成获取作用在机器人臂的末端上的第一力数据；第二传感器，其配置成获取作用在操纵部上的第二力数据；以及第三传感器，其配置成获取机器人臂的末端的位置和取向数据，该控制器包括：生成部，其配置成在教示机器人臂时基于第一力数据和第二力数据的分析结果生成具有第一阶段和第二阶段的教示数据，第一阶段是通过基于第三传感器的位置和取向数据进行的位置和取向控制来控制机器人臂的阶段，第二阶段是通过基于第一力数据和第二力数据进行的力控制来控制机器人臂的阶段；以及存储部，其配置成存储生成的教示数据。

2、根据本发明的第二方面，提供一种控制机器人的控制器的控制方法，该机器人设有在教示机器人臂的操作时被操纵的操纵部，该控制方法包括：通过使用第一传感器获取作用在机器人的末端上的第一力数据；通过使用第二传感器获取作用在操纵部上的第二力数据；通过使用第三传感器获取机器人臂的末端的位置和取向数据；以及基于在教示机器人臂时第一力数据和第二力数据的分析结果生成具有第一阶段和第二阶段的教示数据，第一阶段是通过基于第三传感器的位置和取向数据进行的位置和取向控制来控制机器人臂的阶段，第二阶段是通过基于第一力数据和第二力数据进行的力控制来控制机器人臂的阶段。

3、本发明的其他特征将从以下参照附图对示例性实施例的描述中变得明显。

技术特征：

1.一种机器人系统的控制器，所述机器人系统包括机器人、第一传感器和第二传感器，用户能够移动所述机器人的预定部分，所述第一传感器被配置为获取与作用在机器人的所述预定部分上的力相关的第一信息，所述第二传感器被配置为获取与机器人的所述预定部分的位置相关的第二信息，

2.根据权利要求1所述的控制器，

3.根据权利要求1所述的控制器，

4.根据权利要求3所述的控制器，

5.根据权利要求4所述的控制器，

6.根据权利要求4所述的控制器，

7.根据权利要求2所述的控制器，

8.根据权利要求1所述的控制器，

9.根据权利要求1所述的控制器，

10.根据权利要求9所述的控制器，

11.根据权利要求10所述的控制器，

12.根据权利要求11所述的控制器，

13.根据权利要求10所述的控制器，

14.根据权利要求9所述的控制器，

15.根据权利要求14所述的控制器，

16.根据权利要求9所述的控制器，

17.根据权利要求16所述的控制器，

18.根据权利要求9所述的控制器，

19.根据权利要求9所述的控制器，

20.根据权利要求9所述的控制器，

21.根据权利要求9所述的控制器，

22.根据权利要求9所述的控制器，

23.根据权利要求9所述的控制器，

24.根据权利要求8所述的控制器，

25.根据权利要求8所述的控制器，

26.根据权利要求10所述的控制器，

27.根据权利要求10所述的控制器，

28.根据权利要求11所述的控制器，

29.根据权利要求11所述的控制器，

30.根据权利要求9所述的控制器，

31.根据权利要求30所述的控制器，

32.根据权利要求30所述的控制器，还包括：

33.根据权利要求32所述的控制器，

34.根据权利要求32所述的控制器，

35.根据权利要求32所述的控制器，

36.根据权利要求32所述的控制器，

37.根据权利要求32所述的控制器，

38.根据权利要求9所述的控制器，

39.一种机器人系统，包括：

40.一种产品制造方法，通过使用根据权利要求39所述的机器人系统来制造产品。

41.一种机器人系统的控制方法，该机器人系统包括机器人、第一传感器和第二传感器，用户能够移动所述机器人的预定部分，所述第一传感器被配置为获取与作用在机器人的所述预定部分上的力相关的第一信息，所述第二传感器被配置为获取与机器人的所述预定部分的位置相关的第二信息，

42.一种显示与机器人系统有关的数据的显示设备，该机器人系统包括机器人、第一传感器和第二传感器，用户能够移动所述机器人的预定部分，所述第一传感器被配置为获取与作用在机器人的所述预定部分上的力相关的第一信息，所述第二传感器被配置为获取与机器人的所述预定部分的位置相关的第二信息，

43.一种显示设备的控制方法，该显示设备显示与机器人系统有关的数据，该机器人系统包括机器人、第一传感器和第二传感器，用户能够移动所述机器人的预定部分，所述第一传感器被配置为获取与作用在机器人的所述预定部分上的力相关的第一信息，所述第二传感器被配置为获取与机器人的所述预定部分的位置相关的第二信息，

44.一种非易失性计算机可读介质，其存储使得计算机执行权利要求43所述的控制方法的程序。

技术总结
本发明涉及机器人的控制器和控制方法。该机器人包括：操纵部，其在教示机器人臂的操作时被操纵；第一传感器，其获取作用在机器人臂的末端上的第一力的数据；第二传感器，其获取作用在操纵部上的第二力的数据；以及第三传感器，其获取机器人臂的末端的位置和取向数据。机器人的控制器配置成基于在教示机器人臂时的第一和第二力数据的分析结果生成具有第一阶段和第二阶段的教示数据。在第一阶段中基于第三传感器的位置和取向数据通过位置和取向控制来控制机器人臂。在第二阶段中基于第一力数据和第二力数据通过力控制来控制机器人臂。

技术研发人员：高桥正和
受保护的技术使用者：佳能株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14