CN100537155C - 工业用机器人的原点调整方法 - Google Patents

Abstract

工业用机器人具有第1部件、安装在第1部件上的定位部件、具有接触定位部件的接触点并相对于第1部件转动的第2部件；连结第1部件和第2部件的第1关节。显示督促设置成能够使定位部件接触接触点的状态的情况。在使定位部件接触接触点的状态下，第2部件相对第1部件相对地绕第1关节转动。把检测到第2部件的接触点接触定位部件时的第2部件的位置作为原点存储。用该方法可以防止定位部件的安装疏漏，减轻操作者的操作负担。

Description

工业用机器人的原点调整方法

技术领域

本发明涉及工业用机器人等的机器人的关节轴的原点调整方法。

背景技术

在工业用机器人的操作中，CPU等的计算装置需要把为了使机械手的关节轴动作而计算的关节轴的角度和实际的关节轴的角度的联系起来，为此调整成为关节轴的转动的位置的基准的原点。

图6表示在特开平2-180580号公报中公开的以往的原点调整装置。部件611在转动轴620相对部件612转动。在部件611的外周面上与原点对应的位置上形成有台阶613。另外，在与部件612的原点对应的位置上，固定有能够在部件612上装拆的原点调整装置630。原点调整装置630由固定在与部件612的原点对应的位置上的开关保持件615、保持在开关保持件615上的开关单元614、固定在开关保持件615上的直动式轴承616、可以由直动式轴承616引导移动的滑动棒617构成。开关单元614具有开/关活动元件614A。作为定位部件的滑动棒617的一端617A与开/关活动元件614A嵌合。在滑动棒617向离开开关单元614的方向移动时，另一端617B向形成在部件611上的台阶613内突出。

图7表示在特开2002-239967号公报上公开的以往的另一原点调整装置。部件712的面712A与部件711的面711A接合，部件712装配成相对部件711可以转动。定位部件722可拆装地安装在部件711的安装部分723上。部件712具有和定位部件722接合的接触点721。定位部件722是定位销，安装部分723是可以拧入定位销的螺纹孔。

在这些以往的原点调整装置中，没有特别规定直到定位部件和部件611、712等接触之前的动作，实际上操作者使用示教装置使机械臂动作直到定位销与部件接触。因为原点调整要求精度，所以操作者的负担大且操作时间加长。另外，因操作者在原点调整时的误操作，有可能损伤定位销以及机械臂。另外，定位部件的装拆由操作者进行。当操作者忘记了定位部件的安装时，不能正常进行原点调整。当在原点调整后操作者忘记取下定位部件而起动机器人的情况下，有可能损伤定位部件和机器人的机械臂。

发明内容

本发明的工业用机器人的原点调整方法，包括：准备工业用机器人的步骤，该工业用机器人具有：第1部件、安装在第1部件上的定位部件、具有接触定位部件的接触点并相对于第1部件相对地转动的第2部件、结合第1部件和第2部件的第1关节；显示督促把定位部件设置成能够与接触点接触的状态的情况的步骤；在能够使定位部件接触接触点的状态下，使第2部件相对于第1部件相对地绕第1关节转动的步骤；检测第2部件的接触点是否接触定位部件的步骤；以及把在检测到第2部件的接触点接触定位部件时的第2部件的位置作为原点存储的步骤；其中，上述定位部件能够以与上述第2部件的上述接触点不接触且不从上述第1部件中突出的方式收纳在上述第1部件内，并能够以与上述第2部件的上述接触点接触的方式从上述第1部件突出。

用该方法能够防止定位部件的安装疏漏，操作者的作业负荷减轻。

附图说明

图1是本发明的实施方式的工业用机器人的概略图。

图2A是实施方式的工业用机器人的关节的正面图。

图2B是图2A所示的关节的2B-2B剖面图。

图3是实施方式的原点调整方法的流程图。

图4A表示实施方式的示教装置。

图4B表示在实施方式的示教装置中显示的消息。

图4C表示在实施方式的示教装置中显示的消息。

图4D表示在实施方式的示教装置中显示的消息。

图4E表示在实施方式的示教装置中显示的消息。

图5是实施方式的工业用机器人的关节的正面图。

图6表示以往技术的原点调整装置。

图7表示以往技术的另一原点调整装置。

符号说明

101：机械手

102：控制装置

103：CPU

104：通信单元

105：ROM

105A：存储单元

106：RAM

107：驱动单元

108：示教装置

109：工具

201：臂(第2部件)

202：臂(第1部件)

203：定位部件

204：接触点

402：显示单元

403：键单元

1201：关节(第2关节)

1202：关节(第1关节)

具体实施方式

图1是本发明实施方式的工业用机器人1的概略图。工业用机器人1具备：机械手101；安装在机械手101上的工具109；用于控制机械手101的控制装置102；用于操作机械手101以及控制装置102的示教装置108。作为工具109根据焊接焊枪、手动开闭装置等的使用目的而使用各种工具。

控制装置102具备：CPU103；用于和示教装置108通信的通信单元104；用于存储通过CPU103进行解释并动作的程序的ROM105；用于存储操作者示教的动作程序、动作环境设定数据等变化的数据的RAM106；用于驱动机械手101的驱动部107。ROM105和RAM106构成存储单元105A。

机械手101具备作为相互相对转动的部件的臂202、201；底座1204；连结臂201和臂202的关节1202；连结底座1204和臂202的关节1201；连结工具109和臂201的关节1203。控制装置102的驱动单元107控制使关节1201至1203动作的马达来驱动机械手101。

说明工业用机器人1的动作。操作者使用示教装置108输入用于使机械手101动作的指示。输入到示教装置108的指示送到控制装置102，经由通信单元104传递给CPU103。而后，CPU103根据发送来的指示控制驱动单元107使机械手101动作。操作者把机械手101的臂202和201移动到目标位置和姿态，通过用示教装置108进行登录操作，该位置和姿态存储在RAM106中。通过继续以上的操作，制成动作程序。

在RAM106中能够存储多个动作程序。当让工业机器人1进行焊接、搬运等规定的作业时，操作者使用示教装置108从存储着的多个动作程序中选择用于进行规定作业的动作程序。CPU103解释选择出的动作程序经由驱动单元107控制机械手101让工业用机器人1进行规定的作业。

CPU103计算从机械手101的关节1201到1203的关节轴的角度。在根据动作程序使工业用机器人1动作之前，需要把该计算出的角度和实际的角度联系起来。即，需要调整成为关节轴的角度的基准的原点。以下，说明在工业用机器人1中调整原点的方法。

图2A是关节1202的正面图。图2B是关节1202的2B-2B剖面图。臂201相对臂202以关节轴201A为轴相对转动。安装在臂202上的定位部件203是用于调整原点的基准。臂201通过相对臂202转动而使接触点204接触定位部件203，臂201和臂202的角度处于规定的角度。由此，臂201相对臂202进行定位，该规定的角度成为基准的原点。在臂202上形成有收纳定位部件203的收纳孔202A。在把定位部件203收纳于收纳孔202A内时，不从臂202突出，不管臂201的位置如何都不与臂201接触。

图3是调整工业用机器人1的原点的方法的流程图。图4A表示示教装置108。示教装置108由显示单元402、操作者用于输入指示和数据的键单元403构成。显示单元402显示存储在ROM105中由CPU103读出的消息。从图4B至图4E表示显示在显示单元402上的消息。

操作者如果经由示教装置108的键单元403开始原点调整模式，则如图4A所示，显示单元402显示向原点调整模式转移以及督促选择所要调整的关节的轴的消息(步骤301)。操作者使用键单元403在从关节1201至1203的轴中选择所调整的轴，在此是关节1202的轴。

如果操作者选择所调整的轴，则如图4B所示，显示单元402显示督促把定位部件203设置成不能接触接触点204的状态的消息(步骤302)。即，显示单元402为了显示开始原点调整动作把臂201移动到准备位置的消息。与此同时显示单元402显示引导操作者不使定位部件203突出的消息，使得定位部件203不与接触点204或者臂201接触而受到损伤。操作者在此确认定位部件203的状况。定位部件203如果从臂202突出则被收纳在收纳孔202A中。当机器人具有图7所示的定位部件722的情况下，从安装部件723中卸下定位部件722。

接着，操作者通过键单元403向键单元403的开始键403A输入把臂201移动到原点调整的准备位置的指示。来自键单元403的信号从示教装置108传递到控制装置102的通信单元104。而后，CPU103根据存储在ROM105内的程序使驱动单元107动作，仅有在步骤301中选择出的关节1202开始动作(步骤303)。

图5是步骤303的关节1202的正面图。由于关节1202的轴转动，臂201相对臂202相对地转动。在步骤303中臂201移动到准备位置。所谓准备位置是臂201的接触点204不与定位部件203接触，刚好要与定位部件203接触之前的规定的位置。

该准备位置可以根据臂201和臂202所成的角度A1(图1)表示。例如，在CPU103计算出的角度0度与角度A1的90度对应的情况下，准备位置在角度A1例如是100度，即CPU103计算的角度是10度的位置。这样在准备位置中，定位部件203的位置确定在不与臂201接触的位置。作为准备位置的角度10度或者100度的角度A1存储在ROM105中。而且，确定准备位置时的角度A1不精确也可以。例如，使用示教装置108使臂201和202一方处于水平位置，使另一方处于垂直位置，把臂201和202的位置作为与假想的角度0度对应的位置存储在RAM106中也可以。大致确定角度0度的位置，能够以该位置为基础大致确定与10度的角度对应的准备位置。CPU103计算出的角度0度不是角度A1的90度，也可以与其他的角度，例如0度对应。

另外，准备位置可以由操作者使用示教装置108确定。操作者使用示教装置108大体以不和定位部件203接触的方式确定臂201的接触点位置，把形成此时的角度A1(例如100度左右)时的臂201、202的位置作为准备位置存储在RAM106中。准备位置只要是定位部件203不与臂201接触的位置即可，不需要正确。因而，设定准备位置时的操作者的负担小。

如果臂201达到准备位置，则显示单元402显示督促把定位部件203设置成能够接触接触点204的状态的消息(步骤304)。即，显示单元402显示引导操作者进行使定位部件203接触接触点204的操作的图4所示的消息。操作者看到该消息后使定位部件203从臂202的收纳孔202A露出，从臂202突出。如果定位部件是图7所示的定位部件722，则把定位部件722拧在螺纹孔中进行安装。

如果操作者根据图4C所示的消息使定位部件203突出，则使用键单元403在控制装置102中检测定位部件203(步骤305)。在关节1202中臂201相对臂202相对地在接触点204朝向定位部件203的方向转动。控制装置102在检测出臂201的接触点204接触定位部件203上时停止臂的转动。

在此，说明控制装置102检测接触点接触定位部件203的情况的方法。如果接触点接触定位部件203上则妨碍臂201的转动。而后，在使臂201对于关节1202的轴201A转动的马达1202A中产生比为了使臂201转动所需要的扭矩大的扭矩，其结果，在马达1202A中流过比为了使臂201转动所需要的电流大的电流。CPU103检测通过驱动单元107流入马达1202A的电流。CPU103在检测出的电流值从比规定的电流小的值变化到比规定的电流大的值时，检测出接触点204接触定位部件203。CPU103如果检测出接触点204接触定位部件203这一情况，则停止关节1202中的转动动作，把停止时的角度作为原点存储在RAM106中。在图2中，臂201的接触点204接触定位部件203。

控制装置102如果使关节1202中的转动停止，则显示单元402显示图4D所示的，进行使臂201返回到准备位置的操作那样引导操作者的消息(步骤306)。

接着，如果操作者操作键单元403，则只有在步骤301中选择出的关节1202开始动作，关节1202移动到在步骤303中确定的准备位置(步骤307)。

如果臂201到达准备位置，则显示单元402显示督促设置成不让定位部件203接触接触点204的状态的消息(步骤308)。即，显示单元402显示引导操作者的图4E所示的消息，使其进行不使定位部件203接触接触点204那样的操作。操作者看着该消息进行设定，使得定位部件203进入臂202的收容孔202A内而不从臂202突出，从而使定位部件203不突出。定位部件如果是图7所示的定位部件722，则从安装部件723上卸下定位部件722。其后，确认定位部件203不和臂201接触(步骤309)。

说明确认定位部件203不和臂201接触的动作。如果臂201转动，接触点204与定位部件203接触，则在马达1202A中发生比为了使臂201转动所需要的扭矩大的扭矩，其结果，向马达1202A流入比为了使臂201转动所需要电流大的电流。如果接触点204不与定位部件203接触，则在马达1202A上流过为了使臂201转动所需要的电流，不流过比它大的电流。据此，由于CPU103确认比规定的电流大的电流没有流过马达1202A，因而控制装置102判定为定位部件203不和臂201接触。控制装置102当检测到在马达1202A上流过了比规定的电流大的电流的情况下，判定为定位部件203与臂201接触。

控制装置102(CPU103)也可以在判定为定位部件203不和臂201接触的情况下把该消息显示在显示单元402上。控制装置102(CPU103)也可以在判定为定位部件203与臂201接触时在显示单元402上显示该消息，由此操作者在步骤307和308中确认定位部件203不与臂201接触。

另外，在步骤309中用于确认定位部件203与臂201是否接触的臂201的动作范围也可以是在定位部件203在角度A1是90度的位置为原点的情况下，角度A1在80度到100度的范围。角度A1的该值100度存储在ROM105或者RAM106中。

根据实施方式，则根据存储在ROM105中的程序和来自示教装置108的指令，机械手101通过按照时序自动动作调整原点，可以减轻操作者的作业负担，并缩短作业时间。

另外，通过与原点调整的步骤对应地显示图4A至图4E所示的消息，可以防止操作者在原点调整时的误动作和在调整结束后忘记设定不使定位部件203突出，即忘记设置成不使臂201与定位部件203接触的状态，可以防止定位部件203和臂201的损伤。

而且，在本实施方式中，选择所调整的关节，使选择的关节动作进行原点调整，但也可以选择多个关节。当确认调整结束后的定位部件203不与臂接触的情况下，当在选择出的多个关节中的至少1个有可能发生定位部件203接触臂的情况下，也可以把该情况显示在显示单元402上。

另外，在根据机械手101的设置场所的状态在臂201和202的可移动范围中有限制时，在全部关节中同时进行原点调整有时是困难的。这种情况下，也可以同时在规定的可移动范围中调整多个关节的原点。或者在多个关节中每次调整1个关节的原点。另外，可以只调整需要原点调整的关节。

本发明的工业用机器人的原点调整方法可以防止机器人的臂、定位部件等的损伤，作为减轻操作者的操作负担并减少作业时间的原点调整方法起着作用。

Claims (6)

1.一种工业用机器人的原点调整方法，包括：

准备工业用机器人的步骤，该工业用机器人具有第1部件、安装在上述第1部件上的定位部件、具有接触上述定位部件的接触点并相对于上述第1部件相对地转动的第2部件、结合上述第1部件和上述第2部件的第1关节；

显示督促把上述定位部件设置成能够接触上述接触点的状态的情况的步骤；

在能够使上述定位部件接触上述接触点的状态下，使上述第2部件相对于上述第1部件相对地绕上述第1关节转动的步骤；

检测上述第2部件的上述接触点是否接触上述定位部件的步骤；以及

把在检测到上述第2部件的上述接触点接触上述定位部件时的上述第2部件的位置作为原点进行存储的步骤；

其中，上述定位部件能够以与上述第2部件的上述接触点不接触且不从上述第1部件中突出的方式收纳在上述第1部件内，并能够以与上述第2部件的上述接触点接触的方式从上述第1部件突出。

2.根据权利要求1所述的工业用机器人的原点调整方法，进一步包括：

在把上述第2部件的上述位置作为上述原点存储的步骤后，使第2部件的上述接触点位于不与上述第1部件接触的规定的位置的步骤；

显示督促把上述定位部件设置成无法接触上述接触点的状态的情况的步骤；

确认上述定位部件是否处于不接触上述接触点的状态的步骤。

3.根据权利要求2所述的工业用机器人的原点调整方法，确认上述定位部件是否处于不接触上述接触点的状态的步骤包括：使上述第2部件相对于上述第1部件相对地绕上述第1关节转动的步骤。

4.根据权利要求1所述的工业用机器人的原点调整方法，进一步包括：

显示督促把上述定位部件设置成不能接触上述接触点的状态的情况的步骤；

在使上述定位部件不能接触上述接触点的状态下，使上述第2部件相对上述第1部件转动从而使上述第2部件的上述接触点位于规定的位置的步骤；

其中，显示督促设置成使上述定位部件能够接触上述接触点的状态的情况的步骤，在使上述第2部件的上述接触点位于上述规定的位置的步骤前实施。

5.根据权利要求1所述的工业用机器人的原点调整方法，其中，

上述工业用机器人进一步具有第2关节，

上述方法进一步包括从上述第1关节和上述第2关节中选择上述第1关节的步骤。

6.根据权利要求1所述的工业用机器人的原点调整方法，其中，上述工业用机器人的上述第1关节具有使上述第2部件相对于上述第1部件相对地转动的马达，

检测上述第2部件的上述接触点是否接触上述定位部件的步骤包括：根据上述马达的电流检测上述第2部件的上述接触点是否接触上述定位部件的步骤。

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