專利名稱：移動(dòng)控制裝置及方法、位置指揮裝置及方法、控制程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于一邊觀察攝像機(jī)拍攝的攝影圖像，一邊將機(jī)器人運(yùn)行到指揮預(yù)定位置時(shí)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往的檢查裝置，作為機(jī)器人的位置指揮方法，將攝像機(jī)配備于機(jī)器人上，通過攝像機(jī)拍攝檢查對(duì)象物，通過圖像處理裝置對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行圖像處理，并檢查檢查對(duì)象物，并且，將所述圖像顯示在圖像顯示裝置，在該檢查裝置中，指揮機(jī)器人前，將機(jī)器人的坐標(biāo)系設(shè)定于圖像處理裝置中，在指揮中，將機(jī)器人位置從機(jī)器人控制器傳送到圖像處理裝置，在圖像處理裝置中，運(yùn)算對(duì)應(yīng)機(jī)器人姿勢(shì)變化的機(jī)器人坐標(biāo)系，將對(duì)應(yīng)機(jī)器人的姿勢(shì)變化而在顯示圖像上顯示方向發(fā)生變化的機(jī)器人坐標(biāo)系顯示于圖像顯示裝置。
在這里，在將檢查對(duì)象物例如位于顯示圖像內(nèi)的中央的狀態(tài)下的機(jī)器人的姿勢(shì)作為指揮位置時(shí)，通過手動(dòng)微調(diào)機(jī)器人位置的緩慢運(yùn)行，一點(diǎn)一點(diǎn)移動(dòng)機(jī)器人，使檢查對(duì)象物到達(dá)目標(biāo)位置。在應(yīng)用上述專利文獻(xiàn)1的技術(shù)進(jìn)行該作業(yè)時(shí)，指揮人必須一邊意識(shí)到作為實(shí)際輸出運(yùn)行指令時(shí)的坐標(biāo)系的機(jī)器人坐標(biāo)系、和在顯示圖像上的將上下左右方向?yàn)榛鶞?zhǔn)的攝像機(jī)坐標(biāo)系之間的相對(duì)關(guān)系，一邊輸出運(yùn)行指令。
關(guān)于該方面，例如圖8中所示，將位于顯示圖像左上方的檢查對(duì)象物100移動(dòng)到顯示圖像內(nèi)的中央的情況作為例子來考慮。此時(shí)，首先，使機(jī)器人向機(jī)器人坐標(biāo)系的Yr軸的“+”方向移動(dòng)。由此，檢查對(duì)象物100在顯示圖像上，向機(jī)器人坐標(biāo)系的Yr軸的“-”方向(箭頭(1)方向)移動(dòng)。之后，使機(jī)器人向Xr軸的“-”方向移動(dòng)。由此，檢查對(duì)象物100在顯示圖像上，能夠向Xr軸的“+”方向(箭頭(2)方向)移動(dòng)，并能夠使其移動(dòng)到顯示圖像內(nèi)的中央。在這里，如圖8中所示，由于機(jī)器人坐標(biāo)系的Xr軸向相對(duì)攝像機(jī)坐標(biāo)系的Xc軸向稍微處在右上方，故每當(dāng)將檢查對(duì)象物100移向Yr軸的“-”方向(箭頭(1)方向)時(shí)，考慮接下來使其移向Xr軸的“+”方向時(shí)，在顯示圖像上向右上方向移動(dòng)，需要移動(dòng)到比Yr軸的中央稍微偏向“-”方向的位置。這樣，必須一邊意識(shí)到機(jī)器人坐標(biāo)系和攝像機(jī)坐標(biāo)系之間的相對(duì)關(guān)系，一邊進(jìn)行緩慢運(yùn)行，造成指揮人的負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這些方面而實(shí)現(xiàn)，目的在于提供可基于攝像圖像進(jìn)行直觀的指揮運(yùn)行，減輕指揮人的負(fù)擔(dān)及提高指揮作業(yè)的效率的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置、機(jī)器人的位置指揮裝置、用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制方法、機(jī)器人的位置指揮方法及用于機(jī)器人的位置指揮的移動(dòng)控制程序。
本發(fā)明的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置，在將攝像機(jī)拍攝的攝影圖像顯示于監(jiān)視器，并以使攝影圖像伴隨機(jī)器人手指的運(yùn)行而變化的方式，設(shè)定攝像機(jī)和機(jī)器人手指的位置關(guān)系的系統(tǒng)中，用于使機(jī)器人手指移動(dòng)到指揮預(yù)定位置，包括操作機(jī)構(gòu)，其用于輸入基于以顯示在監(jiān)視器的攝影圖像為基準(zhǔn)的攝像機(jī)坐標(biāo)系的、對(duì)機(jī)器人的運(yùn)行命令；轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其根據(jù)從該操作機(jī)構(gòu)輸入的基于攝像機(jī)坐標(biāo)系的運(yùn)行命令，生成將機(jī)器人從當(dāng)前位置移動(dòng)到下一移動(dòng)位置的基于攝像機(jī)坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量，并將基于該攝像機(jī)坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量轉(zhuǎn)換為基于機(jī)器人坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量；運(yùn)行指令生成機(jī)構(gòu)，其根據(jù)由該轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)得到的基于機(jī)器人坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量，生成向設(shè)置于機(jī)器人的關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)發(fā)送的電動(dòng)機(jī)指令值；電動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)，其根據(jù)由該運(yùn)行指令生成機(jī)構(gòu)生成的電動(dòng)機(jī)指令值，控制設(shè)置于機(jī)器人關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)。
由此，由于能夠基于攝像機(jī)坐標(biāo)系進(jìn)行移動(dòng)控制運(yùn)行，根據(jù)基于攝影圖像的直觀的運(yùn)行指示，能夠?qū)C(jī)器人手指移動(dòng)到指揮預(yù)定位置。由此，減輕指揮人的負(fù)擔(dān)。另外，無需增加運(yùn)行命令的執(zhí)行次數(shù)，可通過必要的最低執(zhí)行次數(shù)將機(jī)器人手指3移動(dòng)到目標(biāo)位置，提高指揮作業(yè)的效率。另外，還減少操作錯(cuò)誤。
另外，在本發(fā)明的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置中，操作機(jī)構(gòu)由指定攝像機(jī)坐標(biāo)系的X軸、Y軸、Z軸各軸的運(yùn)行方向指定按鈕、和用于使機(jī)器人手指在由運(yùn)行方向指定按鈕指定的軸向上運(yùn)行的運(yùn)行按鈕構(gòu)成。
這樣，可通過按鈕操作進(jìn)行運(yùn)行指示，并且運(yùn)行命令的輸入操作簡(jiǎn)單。
另外，本發(fā)明的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置，包括顯示具有運(yùn)行方向指定按鈕及運(yùn)行按鈕的指揮操作圖像的顯示機(jī)構(gòu)。
這樣，也可以在顯示機(jī)構(gòu)上顯示的指揮操作圖像上設(shè)置運(yùn)行方向指定按鈕及運(yùn)行按鈕。
另外，在作為本發(fā)明的特征的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置中，顯示機(jī)構(gòu)是觸摸面板式顯示機(jī)構(gòu)。
這樣，顯示機(jī)構(gòu)也可由觸摸面板式的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
另外，本發(fā)明的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置，預(yù)先設(shè)定根據(jù)對(duì)運(yùn)行按鈕進(jìn)行的按下操作，在攝像機(jī)坐標(biāo)系上移動(dòng)的移動(dòng)量，機(jī)器人的手指根據(jù)運(yùn)行按鈕的按下操作而移動(dòng)。
這樣，能夠通過對(duì)應(yīng)按下操作的移動(dòng)量，移動(dòng)機(jī)器人手指。
另外，本發(fā)明的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置，優(yōu)選的是，指揮預(yù)定位置是在作為作業(yè)對(duì)象的工件位于攝影圖像的中央部時(shí)的機(jī)器人的手指位置。
通常，通過攝像機(jī)拍攝的圖像，圖像中心部分的圖像相比圖像的端部處理精度高。因此，通過將工件位于攝影圖像的中心部時(shí)的機(jī)器人位置作為指揮位置，能夠有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的高精度作業(yè)。
另外，本發(fā)明的機(jī)器人的位置指揮裝置，具有上述的任一的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置，具有存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，其將反復(fù)輸入來自操作機(jī)構(gòu)的運(yùn)行命令，使機(jī)器人的手指到達(dá)指揮預(yù)定位置時(shí)的、機(jī)器人的姿勢(shì)數(shù)據(jù)，作為指揮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
這樣，在進(jìn)行機(jī)器人的位置指揮時(shí)，由于能夠使用上述用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置，將機(jī)器人手指移動(dòng)到指揮預(yù)定位置，故可以簡(jiǎn)單地進(jìn)行指揮作業(yè)。
另外，本發(fā)明的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制方法，在將攝像機(jī)拍攝的攝影圖像顯示于監(jiān)視器，并以使攝影圖像伴隨機(jī)器人手指的運(yùn)行而變化的方式，設(shè)定攝像機(jī)和機(jī)器人手指的位置關(guān)系的系統(tǒng)中，用于使機(jī)器人手指移動(dòng)到指揮預(yù)定位置，包括運(yùn)行命令輸入工序，其接受基于以顯示在監(jiān)視器的攝影圖像為基準(zhǔn)的攝像機(jī)坐標(biāo)系的、對(duì)機(jī)器人的運(yùn)行命令的輸入；轉(zhuǎn)換工序，其根據(jù)在運(yùn)行命令輸入工序中輸入的該運(yùn)行指令，生成將機(jī)器人從當(dāng)前位置移動(dòng)到下一移動(dòng)位置的基于攝像機(jī)坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量，并將該基于攝像機(jī)坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量轉(zhuǎn)換為基于機(jī)器人坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量；運(yùn)行指令生成工序，其根據(jù)在轉(zhuǎn)換工序中獲得的基于機(jī)器人坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量，生成向設(shè)置于機(jī)器人的關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)發(fā)出的電動(dòng)機(jī)指令值；電動(dòng)機(jī)控制工序，其根據(jù)在該運(yùn)行指令生成工序中生成的電動(dòng)機(jī)指令值，控制設(shè)置于機(jī)器人的關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)。
另外，本發(fā)明的機(jī)器人的位置指揮方法，在上述用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制方法中，反復(fù)進(jìn)行運(yùn)行命令輸入工序，移動(dòng)機(jī)器人手指，使機(jī)器人的手指位于指揮預(yù)定位置，并將此時(shí)的機(jī)器人的姿勢(shì)數(shù)據(jù)，作為指揮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
另外，本發(fā)明的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制程序，用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述任一用于機(jī)器人位置指揮的的移動(dòng)控制方法中的各工序。


圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的機(jī)器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示機(jī)器人控制裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3是表示指揮操作圖像的一個(gè)例子的圖。
圖4是表示機(jī)器人控制圖像的圖。
圖5是表示在機(jī)器人控制裝置的顯示機(jī)構(gòu)上顯示的指揮圖像的一個(gè)例子的圖。
圖6是表示移動(dòng)控制運(yùn)行時(shí)的攝影圖像的流程的圖。
圖7是表示移動(dòng)控制運(yùn)行中的數(shù)據(jù)的流程的方框圖。
圖8是以往裝置的運(yùn)行說明圖。
圖中，1機(jī)器人、3機(jī)器人手指、4攝像機(jī)、4a電動(dòng)機(jī)、6監(jiān)視器、10機(jī)器人控制裝置、11顯示機(jī)構(gòu)、12輸入機(jī)構(gòu)、13存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)、14電動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)、16a轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、16b運(yùn)行指令生成機(jī)構(gòu)、20指揮操作裝置、21顯示機(jī)構(gòu)、30指揮操作圖像、32運(yùn)行方向指定機(jī)構(gòu)(操作機(jī)構(gòu))、33運(yùn)行按鈕(操作機(jī)構(gòu))。
具體實(shí)施例方式
圖1是表示適用本發(fā)明的實(shí)施方式的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置的機(jī)器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的圖。
機(jī)器人1在本例中，由具有多個(gè)關(guān)節(jié)的多關(guān)節(jié)機(jī)器人構(gòu)成，臂2前端的機(jī)器人手指3上，安裝有可把持工件的作業(yè)工具3a和拍攝工件的攝像機(jī)4。由攝像機(jī)4拍攝的圖像通過圖像處理裝置5處理，并顯示于監(jiān)視器6上。另外，機(jī)器人1，與控制機(jī)器人1的機(jī)器人控制裝置10，機(jī)器人控制裝置10，進(jìn)而與對(duì)于機(jī)器人1進(jìn)行指揮操作的指揮操作裝置20。所有這些構(gòu)成機(jī)器人系統(tǒng)。
指揮操作裝置20，包括后述的圖3及圖4所示的、顯示指揮圖像的觸摸面板式的顯示機(jī)構(gòu)21；存儲(chǔ)各種圖像數(shù)據(jù)及控制程序的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)(未圖示)；和基于存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)內(nèi)的控制程序，控制整個(gè)指揮操作裝置20的運(yùn)算部(未圖示)。另外，運(yùn)算部將基于指揮圖像上輸入的操作輸入的信號(hào)輸出到機(jī)器人控制裝置10中進(jìn)行處理。
圖2是表示機(jī)器人控制裝置構(gòu)成的方框圖。
機(jī)器人控制裝置10具體是由個(gè)人電腦等計(jì)算機(jī)構(gòu)成，包括進(jìn)行各種顯示的顯示機(jī)構(gòu)11；用于進(jìn)行各種操作輸入的由鍵盤、鼠標(biāo)等構(gòu)成的輸入機(jī)構(gòu)12；包含用于指揮機(jī)器人的位置的移動(dòng)控制程序的控制程序或存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)13；基于發(fā)自后述的控制機(jī)構(gòu)16的控制信號(hào)，控制設(shè)置于機(jī)器人1的各關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)M的電動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)14；用于與指揮操作裝置20進(jìn)行信號(hào)接收傳送的指揮操作裝置接口(I/F)15；控制整個(gè)機(jī)器人控制裝置10的控制機(jī)構(gòu)16。
控制機(jī)構(gòu)16包括轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)16a和運(yùn)行指令生成機(jī)構(gòu)16b。轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)16a通過從輸入機(jī)構(gòu)12輸入的運(yùn)行命令或借由指揮操作裝置I/F15輸入的來自指揮操作裝置20的運(yùn)行命令，檢測(cè)坐標(biāo)系的指定、運(yùn)行方向的指定和運(yùn)行量，基于該各數(shù)據(jù)，生成基于將機(jī)器人1從當(dāng)前位置移動(dòng)到下一移動(dòng)位置的指定坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量，將基于該指定坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量轉(zhuǎn)換為基于機(jī)器人坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量。運(yùn)行指令生成機(jī)構(gòu)16b，通過由轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)16a得到的基于機(jī)器人坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量，生成向設(shè)置于機(jī)器人1各關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)M發(fā)出的電動(dòng)機(jī)指令值。將由運(yùn)行指令生成機(jī)構(gòu)16b生成的電動(dòng)機(jī)指令值輸入到電動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)16中，根據(jù)該電動(dòng)機(jī)指令值，電動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)14控制各關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)M，由此，機(jī)器人1的手指部3移動(dòng)。
在存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)13內(nèi)，除了控制程序，作為各種數(shù)據(jù)，還存儲(chǔ)將分別基于各坐標(biāo)系(局部坐標(biāo)系、工具坐標(biāo)系及攝像機(jī)坐標(biāo)系)的移動(dòng)矢量轉(zhuǎn)換為機(jī)器人坐標(biāo)系的各校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
如上構(gòu)成的機(jī)器人控制裝置10，作為本發(fā)明的指揮機(jī)器人位置的移動(dòng)控制裝置、機(jī)器人的位置指揮裝置來使用。
圖3及圖4是表示在指揮操作裝置上顯示的指揮圖像的一例子的圖，圖3表示指揮操作圖像，圖4表示機(jī)器人控制圖像。
指揮圖像由多個(gè)圖像構(gòu)成，可通過標(biāo)簽31a、31b，在指揮操作圖像(Jog& Teach)30和機(jī)器人控制圖像(Robot Control)40之間進(jìn)行切換。指揮操作圖像30，包括坐標(biāo)系切換按鈕31；作為操作機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方向指定按鈕32及運(yùn)行按鈕33；「Teach」按鈕34。坐標(biāo)系切換按鈕31是切換坐標(biāo)系的的按鈕，每次按下可依次切換機(jī)器人坐標(biāo)系(以機(jī)器人的設(shè)置基點(diǎn)作為原點(diǎn)而設(shè)定的坐標(biāo)系)、用戶局部的坐標(biāo)系(用戶可任意設(shè)定的坐標(biāo)系)、工具坐標(biāo)系(設(shè)定于作業(yè)工具3a的坐標(biāo)系)及攝像機(jī)坐標(biāo)系(以攝影圖像作為基準(zhǔn)的坐標(biāo)系)。圖3是表示設(shè)定為攝像機(jī)坐標(biāo)系的狀態(tài)。另外，顯示于坐標(biāo)系切換按鈕31上的數(shù)字表示攝像機(jī)號(hào)碼，在本例中，連接的攝像機(jī)4為1架，故顯示號(hào)碼「1」。
運(yùn)行方向指定按鈕32，是指定通過坐標(biāo)系切換按鈕31選擇的坐標(biāo)系的x軸、y軸、z軸各軸的按鈕。運(yùn)行按鈕33，是使機(jī)器人手指3向通過坐標(biāo)系切換按鈕31及運(yùn)行方向指定按鈕32指定的坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸向移動(dòng)的按鈕，由“+”方向按鈕及“-”方向按鈕構(gòu)成，每次按下，機(jī)器人手指3只移動(dòng)預(yù)先設(shè)定的移動(dòng)量。另外，按一下該運(yùn)行按鈕33移動(dòng)的移動(dòng)量，通過基于攝像機(jī)坐標(biāo)系的移動(dòng)量預(yù)先設(shè)定，可從10mm、1mm、0.1mm的3種中選擇設(shè)定。在這里，設(shè)定為1mm。另外，在持續(xù)按著時(shí)，選擇設(shè)定的移動(dòng)量的運(yùn)行指示被作為反復(fù)指示進(jìn)行處理。
Teach按鈕34，是將按下該Teach按鈕34時(shí)的機(jī)器人1的姿勢(shì)數(shù)據(jù)作為指揮數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)于存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)13的按鈕，在機(jī)器人手指3到達(dá)指揮預(yù)定位置的狀態(tài)下按下。
機(jī)器人控制圖像40，是在連接多個(gè)機(jī)器人1、攝像機(jī)4及作業(yè)工具3a，另外，設(shè)定多個(gè)用戶局部坐標(biāo)系時(shí)，從中各自選擇一個(gè)的圖像，包括機(jī)器人號(hào)碼選擇按鈕41、局部坐標(biāo)系號(hào)碼選擇按鈕42、工具坐標(biāo)系號(hào)碼選擇按鈕43、攝像機(jī)坐標(biāo)系號(hào)碼選擇按鈕44。通過按下這些各按鈕41～44，顯示未圖示的十鍵圖像，在十鍵圖像上通過按下號(hào)碼，可選擇所希望的號(hào)碼。
上述圖3及圖4表示指揮操作裝置20中指揮圖像的一例，但在機(jī)器人控制裝置10的顯示機(jī)構(gòu)21上，顯示與圖3及圖4的指揮圖像的圖像結(jié)構(gòu)稍微不同的、圖5中所示的指揮圖像(指揮操作圖像)。在圖5中，與圖3及圖4相同的部分使用相同符號(hào)。這樣，可以使指揮操作裝置20中的指揮圖像與機(jī)器人控制裝置10的指揮圖像的圖像結(jié)構(gòu)不同，當(dāng)然也可作為相同結(jié)構(gòu)。
以下，對(duì)本實(shí)施方式的運(yùn)行進(jìn)行說明。
首先，將機(jī)器人手指3移動(dòng)到通過攝像機(jī)4可拍攝工件的位置。該移動(dòng)運(yùn)行與以往相同，通過一邊確認(rèn)機(jī)器人手指3與工件之間的相對(duì)的位置關(guān)系，一邊輸出基于機(jī)器人坐標(biāo)系的運(yùn)行命令來進(jìn)行。該運(yùn)行的結(jié)果，如圖6(a)所示，工件W被拍攝在攝影圖像的左上方，以下，根據(jù)該狀態(tài)對(duì)本發(fā)明的特征部分的運(yùn)行進(jìn)行說明。另外，在圖6中，Xc、Yc表示攝像機(jī)坐標(biāo)系。在這里，將以使工件W位于攝影圖像的中心部而進(jìn)行緩慢運(yùn)行(手動(dòng)下的機(jī)器人運(yùn)行)的情況，作為例子說明運(yùn)行。
圖7是表示本實(shí)施方式的移動(dòng)控制運(yùn)行中的數(shù)據(jù)的流程的方框圖。
指揮人首先按下指揮操作圖像30上的「Robot Conrol」標(biāo)簽31b，并顯示機(jī)器人控制圖像40，選擇機(jī)器人號(hào)碼及攝像機(jī)號(hào)碼。在這里，由于連接的機(jī)器人1及攝像機(jī)4分別只有1架，故分別輸入號(hào)碼「1」。然后，按下(Jog & Teach)標(biāo)簽31a，切換到指揮操作圖像(Jog & Teach)標(biāo)簽30。并且，指揮人一邊觀察該監(jiān)視器6上的攝影圖像，一邊進(jìn)行指揮運(yùn)行。本例的情況，首先，將工件W移動(dòng)到攝影圖像上下方向的中心。此時(shí)，將機(jī)器人手指3的位置(攝像機(jī)4的位置)移向Yc軸的“+”方向即可。從而，指揮人確認(rèn)在指揮操作圖像30中，指定坐標(biāo)系設(shè)定于攝像機(jī)坐標(biāo)系的事實(shí)，通過運(yùn)行方向指定按鈕32選擇Y軸向，按下運(yùn)行按鈕33的「+」按鈕。在這里，按一下「+」按鈕。
發(fā)自作為以上操作機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方向指定按鈕32及運(yùn)行按鈕33的運(yùn)行命令，被輸入到轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)16a，在轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)16a中，基于運(yùn)行命令，識(shí)別指定坐標(biāo)系、坐標(biāo)軸、運(yùn)行方向及移動(dòng)量。在這里，識(shí)別「攝像機(jī)坐標(biāo)系」、「Yc軸」、「+」，另外，由于這里的運(yùn)行按鈕33的按下操作是按一下，故移動(dòng)量識(shí)別為「1mm」。轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)16a基于這些各數(shù)據(jù)，生成將機(jī)器人1從當(dāng)前位置移動(dòng)到下一移動(dòng)位置的基于攝像機(jī)坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量。而且，將基于攝像機(jī)坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量，基于存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)13內(nèi)的攝像機(jī)坐標(biāo)系的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為機(jī)器人坐標(biāo)系中的移動(dòng)矢量。該機(jī)器人坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量被輸入到運(yùn)行指令生成機(jī)構(gòu)16b中，運(yùn)行指令生成機(jī)構(gòu)16b，由基于機(jī)器人坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量，生成向設(shè)置于機(jī)器人1的各關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)M發(fā)出的電動(dòng)機(jī)指令值，輸出到電動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)14。電動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)14根據(jù)從運(yùn)行指令生成機(jī)構(gòu)16b輸入的電動(dòng)機(jī)指令值，向各關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)M輸出控制信號(hào)。由此，機(jī)器人1各關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)M旋轉(zhuǎn)，臂2移動(dòng)，機(jī)器人1的整體姿勢(shì)變化，機(jī)器人手指的位置變化。其結(jié)果，在攝影圖像上的工件W的位置移動(dòng)，移動(dòng)到圖6(b)中的實(shí)線表示的位置。另外，圖6(b)的虛線表示移動(dòng)之前的工件W的位置。
可以通過反復(fù)進(jìn)行以上的運(yùn)行，將工件W移動(dòng)到圖6(c)中所表示的、攝影圖像的上下方向上的中央。如圖6(d)、圖6(e)所示，也可以在Xc軸向上同樣進(jìn)行該運(yùn)行，由此，將工件W移動(dòng)到攝影圖像的中央。這樣，機(jī)器人手指3一到達(dá)指揮預(yù)定位置，指揮人就按下「Teach」按鈕34。識(shí)別該操作的機(jī)器人控制裝置10的控制機(jī)構(gòu)16，將當(dāng)前的機(jī)器人1的姿勢(shì)(各關(guān)節(jié)的角度)數(shù)據(jù)，作為指揮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)13中。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式可知，由于可基于攝像機(jī)坐標(biāo)系進(jìn)行移動(dòng)控制運(yùn)行，即由于可在攝影圖像的水平方向及垂直方向上移動(dòng)，可以根據(jù)基于攝影圖像的直觀的運(yùn)行指示，將機(jī)器人手指3移動(dòng)到指揮預(yù)定位置。由此，進(jìn)行機(jī)器人的位置指揮時(shí)，可簡(jiǎn)單的進(jìn)行指揮作業(yè)，并減輕指揮人的負(fù)擔(dān)。另外，無需增加運(yùn)行命令的執(zhí)行次數(shù)，由于可通過所需最低執(zhí)行次數(shù)將機(jī)器人手指3移動(dòng)到目標(biāo)位置，故可提高指揮作業(yè)的效率。另外，可以減少操作錯(cuò)誤。另外，由于該運(yùn)行命令的實(shí)際輸入操作是按鈕操作，故操作簡(jiǎn)單。
在這里，在本例中，使工件W位于攝影圖像的中心部，這是由于，通常通過攝像機(jī)拍攝的圖像，圖像中心部分的圖像比圖像的端位精度要高。這樣，通過將工件W位于攝影圖像的中央部時(shí)的機(jī)器人的位置作為指揮位置，能夠有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)工件W進(jìn)行的高精度作業(yè)。
另外，在本例中，通過例子，對(duì)將攝像機(jī)4安裝于機(jī)器人手指3上的情況進(jìn)行了說明，但攝像機(jī)的安裝位置并不限于該位置，也可安裝于機(jī)器人1的其他位置。另外，也可固定安裝于機(jī)器人1的其他的位置?？傊?，以使攝影圖像隨著機(jī)器人手指3的運(yùn)行而變化，設(shè)定攝像機(jī)4與機(jī)器人手指3之間的位置關(guān)系即可，該設(shè)置對(duì)象物無特別限定。
另外，在本例中，指揮操作裝置20的顯示機(jī)構(gòu)21由觸摸面板式的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在指揮操作圖像30上，對(duì)運(yùn)行方向指定按鈕32及運(yùn)行按鈕33直接按下操作，輸入運(yùn)行命令，將上述情況作為例子進(jìn)行了說明，但也可以在機(jī)器人控制裝置10的顯示機(jī)構(gòu)11上，顯示指揮操作圖像30，通過使用鼠標(biāo)等輸入機(jī)構(gòu)，操作指揮操作圖像30上的各按鈕32、33，另外，也可以將各按鈕32、33由各自專用的輸入按鈕構(gòu)成，將該輸入按鈕的按下操作作為運(yùn)行命令的輸入。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置，在將攝像機(jī)拍攝的攝影圖像顯示于監(jiān)視器，并以使所述攝影圖像伴隨機(jī)器人手指的運(yùn)行而變化的方式，設(shè)定所述攝像機(jī)和所述機(jī)器人手指的位置關(guān)系的系統(tǒng)中，用于使所述機(jī)器人手指移動(dòng)到指揮預(yù)定位置，其特征在于，包括操作機(jī)構(gòu)，其用于輸入基于以顯示在所述監(jiān)視器的攝影圖像為基準(zhǔn)的攝像機(jī)坐標(biāo)系的、對(duì)所述機(jī)器人的運(yùn)行命令；轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，其根據(jù)從該操作機(jī)構(gòu)輸入的基于攝像機(jī)坐標(biāo)系的運(yùn)行命令，生成將所述機(jī)器人從當(dāng)前位置移動(dòng)到下一移動(dòng)位置的基于攝像機(jī)坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量，并將基于該攝像機(jī)坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量轉(zhuǎn)換為基于機(jī)器人坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量；運(yùn)行指令生成機(jī)構(gòu)，其根據(jù)由該轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)得到的基于機(jī)器人坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量，生成向設(shè)置于所述機(jī)器人的關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)發(fā)送的電動(dòng)機(jī)指令值；電動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)，其根據(jù)由該運(yùn)行指令生成機(jī)構(gòu)生成的電動(dòng)機(jī)指令值，控制設(shè)置于所述機(jī)器人的關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述操作機(jī)構(gòu)由指定攝像機(jī)坐標(biāo)系的X軸、Y軸、Z軸各軸的運(yùn)行方向指定按鈕、和用于使機(jī)器人手指在由運(yùn)行方向指定按鈕指定的軸向上運(yùn)行的運(yùn)行按鈕構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置，其特征在于，包括顯示具有所述運(yùn)行方向指定按鈕及所述運(yùn)行按鈕的指揮操作圖像的顯示機(jī)構(gòu)。
4.權(quán)利要求2所述的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述顯示機(jī)構(gòu)是觸摸面板式顯示機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置，其特征在于，預(yù)先設(shè)定根據(jù)對(duì)所述運(yùn)行按鈕進(jìn)行的按下操作，在所述攝像機(jī)坐標(biāo)系上移動(dòng)的移動(dòng)量，所述機(jī)器人的手指根據(jù)所述運(yùn)行按鈕的按下操作而移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中的任一項(xiàng)所述的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述指揮預(yù)定位置是在作為作業(yè)對(duì)象的工件位于所述攝影圖像的中央部時(shí)的所述機(jī)器人的手指位置。
7.一種機(jī)器人的位置指揮裝置，其特征在于，具有根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求6中任一項(xiàng)所述的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置，具有存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，其將反復(fù)輸入來自所述操作機(jī)構(gòu)的運(yùn)行命令，使所述機(jī)器人的手指到達(dá)所述指揮預(yù)定位置時(shí)的、所述機(jī)器人的姿勢(shì)數(shù)據(jù)，作為指揮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
8.一種用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制方法，在將攝像機(jī)拍攝的攝影圖像顯示于監(jiān)視器，并以使所述攝影圖像伴隨機(jī)器人手指的運(yùn)行而變化的方式，設(shè)定所述攝像機(jī)和所述機(jī)器人手指的位置關(guān)系的系統(tǒng)中，用于使所述機(jī)器人手指移動(dòng)到指揮預(yù)定位置，其特征在于，包括運(yùn)行命令輸入工序，其接受基于以顯示在所述監(jiān)視器的攝影圖像為基準(zhǔn)的攝像機(jī)坐標(biāo)系的、對(duì)所述機(jī)器人的運(yùn)行命令的輸入；轉(zhuǎn)換工序，其根據(jù)在運(yùn)行命令輸入工序中輸入的該運(yùn)行指令，生成將所述機(jī)器人從當(dāng)前位置移動(dòng)到下一移動(dòng)位置的基于攝像機(jī)坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量，并將該基于攝像機(jī)坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量轉(zhuǎn)換為基于機(jī)器人坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量；運(yùn)行指令生成工序，其根據(jù)在轉(zhuǎn)換工序中獲得的基于機(jī)器人坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量，生成向設(shè)置于所述機(jī)器人的關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)發(fā)出的電動(dòng)機(jī)指令值；電動(dòng)機(jī)控制工序，其根據(jù)在該運(yùn)行指令生成工序中生成的電動(dòng)機(jī)指令值，控制設(shè)置于所述機(jī)器人的關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)。
9.一種機(jī)器人的位置指揮方法，其特征在于，在權(quán)利要求8所述的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制方法中，反復(fù)進(jìn)行所述運(yùn)行命令輸入工序，移動(dòng)所述機(jī)器人手指，使所述機(jī)器人的手指位于所述指揮預(yù)定位置，并將此時(shí)的所述機(jī)器人的姿勢(shì)數(shù)據(jù)，作為指揮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
10.一種用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制程序，其特征在于，用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求8所述的用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制方法中的各工序。
全文摘要
一種用于機(jī)器人位置指揮的移動(dòng)控制裝置，包括操作機(jī)構(gòu)(12)，其用于輸入基于以顯示在監(jiān)視器的攝影圖像為基準(zhǔn)的攝像機(jī)坐標(biāo)系的、對(duì)機(jī)器人的運(yùn)行命令；轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(16a)，其根據(jù)從操作機(jī)構(gòu)輸入的基于攝像機(jī)坐標(biāo)系的運(yùn)行命令，生成將機(jī)器人(1)從當(dāng)前位置移動(dòng)到下一移動(dòng)位置的基于攝像機(jī)坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量，并將基于攝像機(jī)坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量轉(zhuǎn)換為基于機(jī)器人坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量；運(yùn)行指令生成機(jī)構(gòu)(16b)，其根據(jù)由轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)得到的基于機(jī)器人坐標(biāo)系的移動(dòng)矢量，生成向設(shè)置于機(jī)器人(1)的關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)(M)發(fā)送的電動(dòng)機(jī)指令值；電動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)(14)，其根據(jù)由運(yùn)行指令生成機(jī)構(gòu)生成的電動(dòng)機(jī)指令值，控制設(shè)置于機(jī)器人(1)的關(guān)節(jié)的電動(dòng)機(jī)(M)。
文檔編號(hào)G05B19/42GK1843710SQ20061007418
公開日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月7日
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