TWI599459B - 機器人 - Google Patents

機器人 Download PDF

Info

Publication number
TWI599459B
TWI599459B TW104107479A TW104107479A TWI599459B TW I599459 B TWI599459 B TW I599459B TW 104107479 A TW104107479 A TW 104107479A TW 104107479 A TW104107479 A TW 104107479A TW I599459 B TWI599459 B TW I599459B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
point
unit
work
work tool
robot
Prior art date
Application number
TW104107479A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201613731A (en
Inventor
比留間健一郎
新原正和
菅沼芳和
Original Assignee
車樂美縫衣機工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 車樂美縫衣機工業股份有限公司 filed Critical 車樂美縫衣機工業股份有限公司
Publication of TW201613731A publication Critical patent/TW201613731A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI599459B publication Critical patent/TWI599459B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
    • G05B19/425—Teaching successive positions by numerical control, i.e. commands being entered to control the positioning servo of the tool head or end effector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1661—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by task planning, object-oriented languages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45083—Manipulators, robot
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45091—Screwing robot, tighten or loose bolt
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/02—Arm motion controller
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/02—Arm motion controller
    • Y10S901/03—Teaching system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

機器人
本發明涉及一種能夠藉由示教(teaching)來進行點(point)指定而進行動作的機器人(robot)。
針對工件(work)的螺絲緊固、熔接、塗裝、工件的搬送、零件往工件上的安裝、焊接等的各種產業用機器人例如具有垂直多關節型的移動單元，並在電腦(computer)的程式控制下，使裝配在移動單元上的作業工具(tool)移動到規定點並位移成規定姿勢後，驅動作業工具。
針對機器人的控制程式(program)是藉由工業機器人標準語言(Standard Language for Industrial Manipulators，SLIM)或超級SEL語言等各種機器人語言來描述。編程(programing)主要是使用鍵盤(keyboard)或圖形用戶介面(Graphical User Interfaces，GUI)來輸入代碼(code)或者叫出函數等的與電腦工具的面對面的處理，但點或姿勢的記錄多依靠示教。
在示教過程中，示教技術人員使用電腦工具或者示教手 控器(teaching pendant)來操作模擬器(simulator)、模擬器(emulator)或實際上的機器人。示教技術人員使作業工具JOG移動到所需點，並使作業工具採取所需姿勢，記錄該點及姿勢來作為點資料。點資料在程式執行時被叫出。在此過程中，例如若機器人語言遵循SLIM，則機器人的控制器(controller)追蹤移動單元的移動，對點的XYZ座標或者表示作業工具的姿勢的雙軸等的各旋轉角度進行分析，並與Move命令等中附帶的變數相關聯地記錄分析結果。
例如，在為螺絲緊固作業的機器人的情況下，示教技術人員對在相對於落座點的鉛垂方向上至少隔開螺絲緊固長度的螺絲緊固開始點進行示教。示教技術人員一邊以落座點為基準並透過目測來使作業工具進行朝向XYZ軸方向移動、平行於水平面的旋轉及平行於垂直面的旋轉，一邊對準螺絲緊固開始點。
當落座點處於工件的水平面上時，示教技術人員只要對作業工具的水平面移動加以最大注意即可。對於高度方向及作業工具的姿勢，只要進行與數值吻合的簡單操作即可。例如，在若將+Z方向按鈕(button)按下1次，則作業工具上升1mm的情況下，若螺絲緊固長度為9mm，則只要使作業工具位於落座點，之後將+Z方向按鈕按下9次，由此完成高度方向的指定，而對於平行於垂直面的旋轉角度，只要使作業工具恢復到正下方等初始值即可。
因而，儘管螺絲緊固開始點位於無表示其自身的標記的 空中，但該示教可相對較容易且高精度地指定該螺絲緊固開始點。並不限於螺絲緊固，也存在如下情況，即，使作業點與作業工具所處的點不同，使作業工具所處的點位於無明確標記的空中，但即使在所述情況下，當作業點位於水平面或垂直面時，該示教相對較容易且可達成高精度。
現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開平7-64619號公報
專利文獻2：日本專利特開平5-257522號公報
專利文獻3：日本專利4222828號公報
近年來，對於使各種傾斜角的斜面朝向各種方位角的多面的立體工件，迫切期望藉由機器人來進行螺絲緊固等作業。在編程時，需要進行如下示教，即：在朝鉛垂方向與位於斜面上的螺絲緊固點等作業點隔開螺絲緊固長度等適當距離的位置，使螺絲緊固開始點等的作業工具朝向作業點。
在該示教中，為了使作業工具精度良好地朝向作業點，必須藉由目測來計測工件的斜面，以準確地想像(image)出連結作業工具與作業點且與斜面鉛垂的假想線。而且，為了使作業工具與作業點的距離適當化，必須既要運用三角函數等數學方法， 又要準確掌握XYZ各軸的移動量。
進而，作業工具的姿勢決定及位置決定的示教是一體的，彼此產生影響。例如，即使距離已適當化，但若為了變更姿勢而使作業工具繞馬達(motor)軸中心旋轉，則應適當化的距離會發生變化。
若無法在該示教作業中教示出作業工具的準確位置，並無法教示出準確的姿勢，則會對機器人的作業品質造成影響，例如螺絲的角度會與落座點發生微妙的偏離，或者螺絲緊固量不足，從而對螺絲緊固準確度造成影響等。因而，若作業點位於斜面上，則對於示教技術人員而言，將成為非常需要耐心的示教作業。
本發明是為了解決如上所述的以往技術的問題而提出的，其目的在於提供一種既能降低示教的工作量又能高精度地達成的機器人，該機器人從朝鉛垂方向與斜面隔開的第1點開始針對該斜面上的第2點的處理。
為了達成所述目的，本發明的機器人從朝鉛垂方向與斜面隔開的第1點開始針對所述斜面上的第2點的處理，所述機器人的特徵在於包括：作業工具，進行針對所述第2點的作業；移動單元，對所述作業工具進行移動及姿勢變更；操作單元，接受所述斜面上的任意2點或3點的座標指定的操作；運算單元，基於所述任意2點或3點的座標，運算所述作業工具從所述第1點 朝向所述第2點的方向；以及控制單元，至少使所述作業工具移動到所述第1點，並按照所述運算單元的運算來將所述作業工具的姿勢朝向所述第2點，使所述作業工具開始對所述第2點的處理。
本發明的機器人也可包括：資料儲存單元，儲存所述第1點與所述第2點的分隔距離，所述操作單元接受所述斜面上的第2點的座標指定的操作，基於所述第2點的座標、所述任意2點或3點的座標及所述分隔距離來運算所述第1點的座標，所述控制單元按照所述運算單元的運算結果來使所述作業工具移動到所述第1點。
本發明的機器人也可包括：儲存單元，儲存針對所述作業工具的各點來將命令聯繫的描述格式的控制程式，所述控制單元是與所述儲存單元的控制程式所表示的各點相關聯地叫出所述命令，來控制所述移動單元與所述作業工具。
所述儲存單元也可儲存如下所述的所述控制程式，即，針對所述第2點，將運算所述第1點的座標的運算命令、使所述作業工具朝向藉由所述運算命令獲得的所述第1點的座標移動的移動命令634、及所述作業工具的動作命令相關聯的所述控制程式。
所述控制單元也可在示教模式時，按照所述操作單元所接受的操作，使所述作業工具朝所述運算單元所運算出的朝向的順方向或逆方向移動。
所述控制單元也可在示教模式時，按照所述操作單元所接受的操作，使所述作業工具沿著與所述運算單元所運算出的朝向正交的所述斜面移動。
所述操作單元也可包括：切換單元，在示教模式時，切換成將所述運算單元所運算出的朝向作為一軸的正交坐標系，所述控制單元在示教模式時，藉由所述切換單元向所述正交坐標系的切換，利用將所述運算單元所運算出的朝向作為一軸的正交坐標系來接受所述操作單元的操作。
所述控制單元也可在所述示教模式時，藉由所述切換單元向所述正交坐標系的切換，按照所述操作單元的操作，來使所述作業工具以所述作業工具的前端為中心而旋轉。
所述作業工具也可為電動的螺絲緊固起子(driver)，所述第2點為螺絲的落座點，所述第1點為螺絲緊固開始時使所述螺絲緊固起子處於的位置。
所述第1點也可為朝斜面鉛垂方向與所述第2點相隔將螺絲緊固長度加上預先設置的緩衝量及按壓量的距離的位置。
根據本發明，即使作業點位於斜面上，也能夠降低相對於該作業點來指定作業工具所處的作業開始點所需的工作量，且相對於作業點的作業準確度也提高。
1‧‧‧機器人
2‧‧‧移動單元
3‧‧‧控制器
4‧‧‧作業工具
21‧‧‧X線性滑塊
22‧‧‧Y線性滑塊
23‧‧‧ZR機構
24‧‧‧P旋轉機構
31‧‧‧CPU
32‧‧‧存貯器
33‧‧‧記憶體
34‧‧‧馬達驅動器
35‧‧‧操作單元
51‧‧‧程式儲存部
52‧‧‧點資料儲存部
53‧‧‧控制單元
54‧‧‧控制程式生成單元
55‧‧‧點資料生成單元
56‧‧‧點列儲存部
57‧‧‧作業命令儲存部
61‧‧‧點編號
62‧‧‧點種類資訊
63‧‧‧作業命令
231‧‧‧R旋轉軸
241‧‧‧P旋轉軸
321‧‧‧控制程式
322‧‧‧點資料
351‧‧‧示教手控器
352‧‧‧顯示部
353‧‧‧朝向方向行進按鈕
354‧‧‧逆朝向方向後退按鈕
355‧‧‧坐標系切換按鈕
551‧‧‧JOG控制單元
552‧‧‧引導單元
553‧‧‧運算單元
631‧‧‧移動前作業的命令行
632‧‧‧移動後作業的命令行
633‧‧‧運算命令
634‧‧‧移動命令
635‧‧‧驅動命令
L‧‧‧分隔距離
La‧‧‧螺絲緊固長度
Lb‧‧‧緩衝量
Lc‧‧‧按壓量
Pa‧‧‧作業點
Pb‧‧‧作業開始點
Pc‧‧‧斜面
Q1、Q2、Q3‧‧‧點
S1~S17‧‧‧步驟
Xa、Ya、Za‧‧‧移動量
θ‧‧‧迎角
‧‧‧方位角
X、Y、Z‧‧‧軸
圖1是本發明的第1實施方式的機器人的整體結構圖。
圖2(a)、圖2(b)是表示本發明的第1實施方式的作業工具的放大圖。
圖3是本發明的第1實施方式的控制器的結構圖。
圖4是本發明的第1實施方式的控制器的運轉模式下的功能方塊圖。
圖5是本發明的第1實施方式的控制器的編程模式下的功能方塊圖。
圖6是表示本發明的第1實施方式的示教手控器的示意圖。
圖7是表示本發明的第1實施方式的對斜面及其周圍設定的各特徵的示意圖。
圖8是表示本發明的第1實施方式的機器人的作業開始點Pb的登記動作的流程圖。
圖9是表示本發明的第1實施方式的機器人的螺絲緊固動作的流程圖。
圖10是本發明的第2實施方式的工件的示意圖。
圖11是表示本發明的第3實施方式的控制程式的結構圖。
圖12是本發明的第3實施方式的控制器的功能方塊圖。
圖13是表示本發明的第4實施方式的控制程式的作業命令的結構圖。
圖14(a)、圖14(b)涉及控制程式的結構，圖14(a)表 示第3實施方式的控制程式，圖14(b)表示第4實施方式的控制程式。
圖15是表示本發明的第5實施方式的作業工具的移動方向的示意圖。
圖16是表示本發明的第6實施方式的作業工具的旋轉及移動的示意圖。
(第1實施方式)
以下，參照附圖來詳細說明本發明的機器人1的第1實施方式。圖1是本實施方式的機器人1的整體結構圖。圖2(a)、圖2(b)是表示作業工具4的放大圖，圖2(a)是從正上方觀察的XY平面方向的平面圖，圖2(b)是從正側面觀察的XZ平面方向的側面圖。如圖1所示，機器人1大致具備移動單元2與控制器3，從作業開始點Pb開始針對位於工件斜面Pc上的作業點Pa的作業。在移動單元2上，安裝有作業工具4。移動單元2使作業工具4朝X方向、Y方向及Z方向移動，並使作業工具4進行使方位角發生變化的R旋轉及使迎角θ發生變化的P旋轉，以使作業工具4位於指定的點上，並使作業工具4採取指定的姿勢。
作業點Pa是由作業工具4來實施作業的部位。作業開始點Pb是設置作業工具4以開始針對作業點Pa的作業的部位。作 業工具4例如為電動的螺絲緊固起子、熔接機、塗裝槍(gun)、處理機(handler)等，取決於機器人1的作業內容。X軸方向是與水平面平行的一軸方向，Y軸方向是與水平面平行且與X軸正交的另一軸方向，Z軸方向是高度方向。R旋轉是維持水平且使方位角變動的旋轉，P旋轉是維持垂直且使迎角θ變動的旋轉。
該移動單元2具備：使作業工具4沿X軸方向移動的X線性滑塊(linear slider)21、使作業工具4沿Y軸方向移動的Y線性滑塊22、使作業工具4沿Z軸方向線性移動並使作業工具4進行R旋轉的ZR機構23、及使作業工具4進行P旋轉的P旋轉機構24。
X線性滑塊21是在沿X軸方向延伸設置的導軌(rail)上滑動設置Y線性滑塊22，並使Y線性滑塊22正交地固定在沿X軸方向行走的無接頭皮帶(belt)上，利用X軸馬達來使無接頭皮帶行走，從而使Y線性滑塊22沿X軸移動。
Y線性滑塊22是在沿Y軸方向延伸設置的導軌上滑動設置ZR機構23，將ZR機構23固定於沿Y軸方向行走的無接頭皮帶上，利用Y軸馬達來使無接頭皮帶行走，從而使ZR機構23沿Y軸移動。作為X線性滑塊21及Y線性滑塊22的傳動機構，除了無接頭皮帶以外，還可列舉氣缸(cylinder)、導螺杆(lead screw)等各種致動器(actuator)。
ZR機構23例如具有齒條和小齒輪(rack and pinion)機構，沿Z軸方向延伸設置齒條，並將可旋轉地保持R旋轉軸231 的軸承固定於該齒條上。藉由利用Z軸馬達來使小齒輪旋轉，從而使R旋轉軸231連同軸承一起沿Z軸方向移動，藉由使R旋轉馬達旋轉，從而使R旋轉軸231進行R旋轉。借助該ZR機構23，作業工具4進行Z軸方向的移動與變更方位角的R旋轉。
P旋轉機構24經由托架(bracket)而安裝於R旋轉軸231的前端，且具有P旋轉軸241，並在P旋轉軸241的前端安裝有作業工具4。托架被固定於R旋轉軸231，且與R旋轉軸231從動。P旋轉軸241將托架作為軸承而沿水平方向延伸設置，並連接於P旋轉馬達。借助該P旋轉機構24，作業工具4進行變更迎角θ的P旋轉。
圖3是控制器3的結構圖。控制器3是所謂的電腦，包含：中央處理器(Central Processing Unit，CPU)31，按照程式來進行運算處理及向周邊設備輸出指令信號；硬碟驅動器(Hard Disk Driver，HDD)等儲存程式的存貯器(storage)32；記憶體(memory)33，展開程式，並臨時儲存CPU 31的運算結果；以及周邊設備。周邊設備是按照指令信號來對各馬達供給電力脈衝(pulse)的馬達驅動器34、以及液晶顯示器(display)等顯示部352及滑鼠(mouse)、鍵盤或示教手控器351等操作單元35。
該控制器3具有：運轉模式，遵循移動單元2及作業工具4的控制程式321；以及編程模式，輸入移動單元2及作業工具4的控制程式321及作業點Pa或作業開始點Pb的點資料322。點資料322包含作業開始點Pb或作業點Pa的XYZ的座標位置與R 旋轉的方位角與P旋轉的迎角θ。編程模式中包含示教模式。
圖4是表示控制器3的功能的功能方塊圖。在運轉模式的情況下，存貯器32或記憶體33成為儲存控制程式321的程式儲存部51及儲存點資料322的點資料儲存部52，CPU 31作為控制單元53，適當讀出點資料儲存部52中儲存的點資料322，並按照儲存在程式儲存部51中的控制程式321來對運算處理及周邊設備輸出指令信號。
例如SLIM語言的控制程式321是以MOVE命令、作業工具4的驅動命令、控制語句等的命令為主體而描述。在點資料儲存部52中，與點識別資訊相關聯地儲存有點資料322。CPU 31按照控制程式321，針對MOVE命令，與MOVE命令中附帶的點識別資訊對應地讀出點資料322，將作業工具4移動到點資料322所表示的位置及姿勢。即，遵循控制程式321的CPU 31成為使作業工具4進行移動及姿勢位移，並使作業工具4進行作業的控制單元53。
在編程模式的情況下，CPU 31如圖5所示，成為控制程式生成單元54及點資料生成單元55。控制程式生成單元54根據對示教手控器351、滑鼠或鍵盤等操作單元35的輸入，對控制程式321的代碼進行追加、刪除或修正等，以編輯控制程式321。
點資料生成單元55在示教模式中運算點及姿勢，並儲存到點資料儲存部52中。該點資料生成單元55具備JOG控制單元551、引導(guidance)單元552及運算單元553。JOG控制單元 551回應示教手控器351的操作來控制移動單元2，使作業工具4進行移動及姿勢位移。
圖6是表示示教手控器351的示意圖。如圖6所示，在示教手控器351上，準備有用於朝+X方向移動1mm等規定距離的按鈕、用於朝-X方向移動1mm等規定距離的按鈕、用於朝+Y方向移動1mm等規定距離的按鈕、用於朝-Y方向移動1mm等規定距離的按鈕、用於朝+Z方向移動1mm等規定距離的按鈕、用於朝-Z方向移動1mm等規定距離的按鈕。
而且，在示教手控器351上，準備有用於使方位角水平且順方向地R旋轉1度等規定角度的按鈕、用於使方位角水平且逆方向地R旋轉1度等規定角度的按鈕、用於使迎角θ垂直且順方向地P旋轉1度等規定角度的按鈕、用於使迎角θ垂直且逆方向地P旋轉1度等規定角度的按鈕。
例如，當用於朝+X方向移動1mm等規定距離的按鈕被按下1次時，從示教手控器351產生表示該按鈕被按下的輸入信號，並輸入至CPU 31。CPU 31作為JOG控制單元551，接收該輸入信號，算出與1mm等規定距離吻合的馬達的旋轉角，並將表示該算出的旋轉角的指令信號輸出至馬達驅動器34。馬達驅動器34接收指令信號，將旋轉角轉換成脈衝信號，並供給至X線性滑塊21的X軸馬達。
引導單元552引導示教技術人員輸入為了運算點及姿勢所需的資訊。CPU 31作為引導單元552，使示教手控器351的顯 示部352上顯示催促JOG操作的訊息(message)及催促輸入操作的訊息，所述JOG操作用於對作業點Pa所處的斜面Pc上的作業點Pa與任意3點進行指定，所述輸入操作用於決定使作業工具4與作業點Pa分隔的分隔距離。另外，任意3點中也可包含作業點Pa。
在螺絲緊固作業的情況下，使顯示部352上顯示輸入螺絲緊固長度與按壓量的區域(area)。按壓量是不使螺絲旋轉而使螺絲鑽入落座點的螺絲孔內的長度。螺絲緊固長度是從標稱長度(nominal length)減去按壓量所得的長度，是一邊使螺絲旋轉一邊***落座點的螺絲孔內的長度。
表1表示除此以外關於螺絲緊固可輸入的資訊。如圖7所示，關於螺絲緊固，輸入直線進給量、進給速度、螺絲緊固完成等待時間、螺絲緊固後返回量、返回速度。直線進給量是將螺絲長度與按壓量加上緩衝量所得的距離。螺絲緊固完成等待時間是等待表示螺絲緊固已完成的信號的超時(time out)時間。螺絲緊固後返回量是為了使螺絲從作業工具4的起子脫離而使作業工具後退的距離。
表1
示教技術人員只要按照顯示來操作示教手控器351，如圖3與圖7所示，使作業工具4的前端接觸斜面Pc上的作業點Pa與任意3點Q1、Q2、Q3即可。而且，示教技術人員只要按照顯示，操作鍵盤或示教點的數字鍵(key)來輸入螺絲緊固長度與按壓量即可。
作為運算單元553的CPU 31根據任意3點Q1、Q2、Q3的座標來運算與作業點Pa所處的斜面Pc鉛垂的方向。如圖7所示，該鉛垂方向是作為R旋轉的方位角與P旋轉的迎角θ而運算。並且，將R旋轉的方位角與P旋轉的迎角θ作為作業工具4的姿勢而包含在點資料322中，並儲存於點資料儲存部52中。
而且，如圖3、圖5與圖7所示，作為運算單元553的CPU 31根據使作業工具4與作業點Pa分隔的分隔距離L、與斜面Pc鉛垂的方向及作業點Pa的座標，來運算作業開始點Pb的座標。並且，將作業開始點Pb的座標包含在點資料322中，並儲存於點資料儲存部52中。
對運算單元553的鉛垂方向的計算及作業開始點Pb的位置座標的計算方法進行說明。對於鉛垂方向的計算，只要求出與斜面Pc為同一平面的方程式，並求出與該方程式所表示的平面正交的直線即可。斜面Pc的方程式也可採用使用向量(vector)的外積與法線向量的方法、解聯立方程式的方法、解向量方程式的方法等中的任一種方法。本實施方式中，對解聯立方程式的方法 進行說明。
正交的直線也可使用：導出斜面Pc的方程式所表示的平面與XY平面的交叉線的斜率、該平面與XY平面所成的角度的方法；及導出與斜面Pc的方程式內的任意3點Q1、Q2、Q3形成的2個向量正交的向量的方法等中的任一種方法。本實施方式中，對前者進行說明。
首先，如圖7所示，指示斜面Pc上的不處於直線L上的適當的3點。該3點只要不排列在一條直線上，可為任意。將該3點的座標設為Q1(X1,Y1,Z1)、Q2(X2,Y2,Z2)、Q3(X3,Y3,Z3)。斜面Pc的方程式是求出通過該3點Q1(X1,Y1,Z1)、Q2(X2,Y2,Z2)、Q3(X3,Y3,Z3)的平面的方程式。
將與斜面Pc為同一平面的方程式設為以下的式(1)。
AX+BY+CZ+D=0…(1)
由於3點Q1、Q2、Q3位於該斜面Pc上，因此對上式(1)的XYZ輸入Q1、Q2、Q3的座標，導出以下式(2)至式(4)的聯立方程式。
AX1+BY1+CZ1+D=0…(2)
AX2+BY2+CZ2+D=0…(3)
AX3+BY3+CZ3+D=0…(4)
此處，若將D設為常量並使式(1)至式(4)聯立，並對A、B、C、D求解，則成為以下的式(5)至式(8)。
A=+Y1*Z2-Y1*Z3-Y2*Z1+Y2*Z3+Y3*Z1-Y3*Z2…(5)
B=-X1*Z2+X1*Z3+X2*Z1-X2*Z3-X3*Z1+X3*Z2…(6)
C=+X1*Y2-X1*Y3-X2*Y1+X2*Y3+X3*Y1-X3*Y2…(7)
D=-X1*Y2*Z3+X1*Y3*Z2+X2*Y1*Z3-X2*Y3*Z1-X3*Y1*Z2+X3*Y2*Z1…(8)
與斜面Pc平行且通過原點的平面由於D=0，因此該平面與XY平面交叉而形成的直線將與Z=0的XY平面聯立，而成為以下的式(9)。
Y=-(A/B)X…(9)
若將該直線與X軸所成的角設為α，則導出以下的式(10)。
tan(α)=-(A/B)…(10)
而且，若將與斜面Pc平行的平面和XY平面所成的角設為β，則根據公式而導出以下的式(11)。
cos(β)=±C/sqrt(A2+B2+C2)…(11)
該角度α為用於使作業工具4朝向與斜面Pc鉛垂的方向的R旋轉軸231的方位角。而且，該角度β為用於使作業工具4朝向與斜面Pc鉛垂的方向的P旋轉軸241的迎角θ。運算單元553將作為該運算結果的角度α與角度β作為R旋轉軸231的方位角與P旋轉軸241的迎角θ而包含在作業開始點Pb的點資料322中，並儲存於點資料儲存部52中。
而且，作業開始點Pb的座標XYZ是以作業點Pa為基準，運算以下的式(12)至式(14)而求出。式中，L是從作業點Pa 分隔的分隔距離。運算單元553例如以螺絲不會劃到斜面Pc的方式，預先運算出將所輸入的螺絲緊固長度La加上預先設置的緩衝量Lb與按壓量Lc所得的值La+Lb+Lc來作為分隔距離。
Za=L*cos(θ)…(14)
運算單元553使該Xa、Ya、Za的值包含在作業開始點Pb的點資料322中並儲存於點資料儲存部52中。
對於該機器人1的動作，以下述動作為例進行說明，即，輸入相對於斜面Pc上的落座點即作業點Pa的、作業開始點Pb即螺絲緊固開始點。圖8是表示作業開始點Pb的輸入動作的流程圖。
首先，由示教技術人員操作示教手控器351，將控制器3的功能切換成編程(programming)模式(步驟(step)S01)及示教模式(步驟S02)。
在示教模式中，當示教手控器351受到操作時，控制單元53按照操作來使移動單元2移動，按照操作來使作業工具4依次接觸斜面Pc上的任意3點(步驟S03)。此時，控制單元53利用編碼器(encoder)等來分析作業工具4的XYZ軸方向的移動量，並將任意3點的座標資訊預先儲存到記憶體33中。
當對斜面Pc上的3點的座標資訊進行分析時，運算單元553根據3點的座標資訊，對表示與斜面Pc鉛垂的方向的方位角與迎角θ的成分進行運算(步驟S04)。運算結果即方位角與 迎角θ作為姿勢資訊而記錄在以預先作為螺絲緊固開始點而說明的變數名所表示的點資料322中(步驟S05)。
進而，當示教手控器351受到操作而輸入螺絲緊固長度與按壓量時(步驟S06)，運算單元553將螺絲緊固長度與按壓量的資訊預先儲存在記憶體33中。
而且，當示教手控器351受到操作時，控制單元53按照操作來使移動單元2移動，按照操作來使作業工具4位於斜面Pc上的落座點(步驟S07)。此時，控制單元53利用編碼器來分析作業工具4的XYZ軸方向的移動量，並將落座點的座標資訊預先儲存到記憶體33中(步驟S08)。
並且，運算單元553根據將螺絲緊固長度加上緩衝量所得的長度、表示螺絲的落座點的座標資訊、表示與斜面Pc鉛垂的方向的方位角與迎角θ，來運算螺絲緊固開始點的座標(步驟S09)。運算結果即螺絲緊固開始點的座標被記錄在以作為螺絲緊固開始點而說明的變數名所表示的點資料322中(步驟S10)。
根據以上所述，將螺絲緊固於斜面Pc上的落座點時的螺絲緊固開始點的座標與作業工具4的姿勢記錄為點資料322。如此，具備作業工具4、移動單元2及控制器3的機器人1具備：操作單元35，在示教模式時，接受斜面Pc上的任意3點的座標指定的操作；以及運算單元553，基於任意3點的座標，運算從作業開始點Pb朝向作業點Pa的方向，至少使作業工具4移動到作業點Pa，並按照運算單元553的運算來使作業工具4的姿勢朝向作業 點Pa，使作業工具4開始對作業點Pa的處理。
由此，為了使作業工具4朝向作業點Pa，不需要一邊對比斜面Pc與作業工具4一邊進行試行錯誤的示教，只要指定斜面Pc上的任意3點，便能夠將作業工具4精度良好地朝向作業點Pa。即，可排除直接指定作業工具4的姿勢的示教，降低示教技術人員的工作量，並且針對作業點Pa的作業準確度也提高。
而且，在該機器人1中，預先儲存有作業開始點Pb與作業點Pa的分隔距離，當由操作單元35接受斜面Pc上的作業點Pa的座標教示的操作時，基於作業點Pa的座標、任意3點的座標及分隔距離來運算作業開始點Pb的座標。
由此，為了探索使作業工具4在與作業點Pa鉛垂的位置隔開規定距離的點，不需要一邊對比作業點Pa與作業工具4一邊進行試行錯誤的示教，只要指定明朗的作業點Pa，並輸入分隔距離的數值即可。即，可排除直接指定作業開始點Pb的示教，而且可相對於作業點Pa而使作業工具4精度良好地位於鉛垂方向，並僅隔開準確的距離，因此可降低示教技術人員的工作量，並且針對作業點Pa的作業準確度也提高。
接下來，對該機器人1按照控制程式321的螺絲緊固動作進行說明。圖9是表示該機器人1按照控制程式321的螺絲緊固動作的流程圖。首先，由示教技術人員來操作示教手控器351，以將控制器3的功能切換為運轉模式(步驟S11)。
在運轉模式中，控制器3的CPU 31按照控制程式321， 使作業工具4位於螺絲緊固開始點(步驟S12)，並朝向落座點(步驟S13)。此時，作業工具4與落座點的距離成為將螺絲緊固長度、按壓量及緩衝量相加所得的分隔距離。
接下來，CPU 31使作業工具4朝向落座點僅移動緩衝量(步驟S14)。此時，螺絲前端到達落座點的螺絲孔。進而，CPU 31使作業工具4朝向落座點僅移動按壓量(步驟S15)。此時，螺絲在落座點被按入螺絲孔。
然後，CPU 31一邊使作業工具4的起子旋轉(步驟S16)，一邊使作業工具4朝向落座點僅移動螺絲緊固長度量(步驟S17)。該前進移動設為進給速度。隨後，當檢測到扭矩上升(torque up)時，完成螺絲緊固，使作業工具4僅後退螺絲緊固後返回量。該後退移動設為螺絲緊固後返回量。若無法在螺絲緊固完成等待時間的期間內檢測到扭矩上升，則視為錯誤(error)。
由此，螺絲落座於形成在斜面Pc上的螺絲孔內。當存在多個落座點時，控制器3按照控制程式321，使作業工具4位於與各落座點鉛垂的方向，並使作業工具4朝向各落座點，相對於各落座點進行緩衝量的移動、按壓量的移動、進而一邊伴隨起子旋轉一邊進行螺絲緊固長度量的移動。
如此，在該機器人1中，例如，作業工具4為螺絲緊固起子，作業點Pa為螺絲的落座點，作業開始點Pb為在螺絲緊固開始時使螺絲緊固起子所處的位置，作業開始點Pb為與螺絲的落座點隔開將螺絲緊固長度加上預先設置的緩衝量及按壓量所得的 距離的位置。
在該螺絲緊固作業的情況下，將螺絲緊固長度、緩衝量及按壓量相加所得的分隔距離無論是與螺絲的標稱長度，還是與螺絲的整體長度均不同，也無明確的尺度。因而，根據該機器人1，對斜面Pc的螺絲緊固作業必然會成為高精度，而且，作業開始點Pb的輸入也會飛躍式地降低工作量。
(第2實施方式)
接下來，參照附圖來詳細說明本發明的機器人1的第2實施方式。關於與第1實施方式相同的結構、相同的功能，標注相同的符號並省略詳細說明。
圖10是本實施方式的機器人1進行作業的工件的示意圖。如圖10所示，根據工件的載置形態或工件的形狀，也存在作業點Pa位於相對於Y軸而平行的斜面Pc或相對於X軸而平行的斜面Pc上的情況。對於與該相對於Y軸而平行的斜面Pc鉛垂的方向、及與相對於X軸而平行的斜面Pc鉛垂的方向而言，方位角定為0度、90度、180度或270度中的任一者，能夠藉由示教作業者的目測來確認正確的方位角。對於示教作業者而言，難以設定的剩餘項目是迎角θ。
當作業點Pa位於相對於Y軸而平行的斜面Pc或相對於X軸而平行的斜面Pc上時，機器人1的運算單元553根據斜面Pc上的任意2點的座標來算出與斜面Pc鉛垂的方向的迎角θ。操作單元35接受示教技術人員對方位角的輸入及移動單元2的JOG 操作。引導單元552以將任意2點設為斜面Pc上的高度不同的位置的方式來顯示訊息。控制單元53回應JOG操作，使作業工具4移動到斜面Pc上的任意2點，並輸出任意2點的座標。運算單元553根據斜面Pc上的任意2點的座標來算出迎角θ，並與方位角一同記錄到點資料322中。
運算單元553的運算使用幾何學的數學方法、向量方法等中的任一種皆可。作為一例，若斜面Pc平行地沿著Y軸，則算出任意2點的Z軸座標的差值△Z與任意2點的X軸座標的差值△X，並運算以下的式(15)。
θ=2/π-arctan(△Z/△X)…(15)
而且，作為一例，若斜面Pc平行地沿著X軸，則算出任意2點的Z軸座標的差值△Z與任意2點的Y軸座標的差值△Y，並運算以下的式(16)。
θ=2/π-arctan(△Z/△Y)…(16)
如上所述，當在準確估算出方位角的斜面Pc上具有作業點Pa時，也可由操作單元35接受斜面Pc上的任意2點的座標指定的操作，並由運算單元553基於任意2點的座標來運算從作業開始點Pb朝向作業點Pa的方向。由此，也能夠減少在斜面Pc上指定的點的數量，從而能進一步降低示教技術人員的工作量。
另外，當斜面Pc為垂直地豎立設置並與X軸與Y軸斜交時，迎角θ確定為正側面，因此只要在斜面Pc上的橫方向上不同的位置指定任意2點，並運算方位角即可。
(第3實施方式)
接下來，參照附圖來詳細說明本發明的機器人1的第3實施方式。關於與第1實施方式相同的結構、相同的功能，標注相同的符號並省略詳細說明。
SLIM等程式語言一般是以針對機器人1的MOVE命令等命令為主體來描述。作業開始點Pb或作業點Pa被處理為針對MOVE命令等命令的簡單的常量或變數，從而導致點識別資訊或點資料322的內容被掩藏在程式中。
因此，在第3實施方式的機器人1中，CPU 31作為控制程式生成單元54，生成以位置為主體的描述格式的控制程式321。圖11是表示該控制程式321的示意圖。如圖11所示，該控制程式321是以對點編號61附加點種類資訊62與點資料322的方式而描述。
點編號61識別作業開始點Pb或作業點Pa。點種類資訊62是在以點編號61所表示的點處執行的處理程式的函數名。點資料322包含以點編號61所表示的點的位置及表示作業工具4的姿勢的X座標、Y座標、Z座標、R旋轉的方位角、P旋轉的迎角θ。
控制程式生成單元54按照操作單元35的操作來登記點編號61，輸入附加於點編號61的點資料322的識別資訊，藉由示教模式或數值輸入來儲存該識別資訊的點資料322，並登記附加於點編號61的點種類資訊62。而且，控制程式生成單元54回應鍵 盤等的輸入，對點種類資訊62所表示的作業命令63進行編輯。
即，HDD等程式儲存部51如圖12所示，大致分為儲存該控制程式321的點列儲存部56、儲存點資料322的點資料儲存部52、及作業命令儲存部57，該作業命令儲存部57儲存點種類資訊62所表示的作業命令63的代碼。
CPU 31作為控制單元53，依照點列儲存部56的點編號61的順序來叫出附加於點編號61的點資料322與作業命令63，一邊將點資料322的各內容適當代入處理程式內的引數，一邊進行移動單元2或作業工具4的控制。
如此，該控制程式321對代表作業開始點Pb或作業點Pa的點編號61進行登記，並使點資料322或點種類資訊62附加於該點編號61。即，並非如SLIM語言般以「行為」為基準來附帶「地點」，該控制程式321採用以「地點」為基準來附帶「行為」的描述形態，迎合了使機器人1移動時的技術人員的思考方式，具有非常容易編程的優點。
但是，該控制程式321是以「地點」為基準來進行描述，因此必須輸入作業開始點Pb及作業點Pa，即，在螺絲緊固的情況下，必須輸入螺絲緊固開始點與落座點的點。因而，當在斜面Pc上具有作業點Pa，且作業開始點Pb位於作業點Pa的鉛垂方向的空中時，該控制程式321會增加編程時的繁瑣程度。
但是，本實施方式的機器人1在示教模式時，接受斜面Pc上的任意2點或3點的座標指定的操作，並基於任意2點或3 點的座標來運算作業工具4朝向作業點Pa的方向。而且，在示教模式時，接受斜面Pc上的作業點Pa的座標教示的操作，並基於作業點Pa的座標、任意2點或3點的座標、作業開始點Pb與作業點Pa的分隔距離，來運算作業開始點Pb的座標。
因此，當採用該控制程式321時，能夠飛躍性地降低示教技術人員的工作量。
(第4實施方式)
接下來，參照附圖來詳細說明本發明的機器人1的第4實施方式。關於與第1實施方式及第3實施方式相同的結構、相同的功能，標注相同的符號並省略詳細說明。
圖13表示控制程式生成單元54所生成的作業命令63。該作業命令63包含在以位置為主體的描述格式的控制程式321中。該作業命令63是附帶於表示螺絲的落座點即作業點Pa的點編號61的作業命令63，利用附帶於點編號61的點種類資訊62來識別。該作業命令63描述附帶於螺絲緊固點、換言之附帶於落座點的內容，來作為點種類資訊62。
如圖13所示，在附帶於落座點的內容中，描述有移動前作業的命令行631與移動後作業的命令行632。移動前作業的命令行631是由作為控制單元53的CPU 31在移動到落座點之前進行處理。在移動前作業的命令行631中，首先在第002行，如「callPoints Feeder」般描述有進料機螺絲取得動作的命令。藉由該命令，作為針對螺絲的落座點即作業點Pa的作業，控制單元53 控制移動單元2來從進料機取得螺絲。
接下來，在第003行以後，描述有作業開始點Pb的座標運算與作業工具4的朝向運算的命令。即，運算單元553在運轉模式中，藉由執行控制程式321的CPU 31而實現，該控制程式321控制移動單元2與作業工具4。
若展示一例，則在第003行~第00X行為止的期間內，預先運算R旋轉的方位角與P旋轉的迎角θ。並且，第(00X+1)行以後，運算單元553利用degrad函數將#point_R與#point_P轉換成弧度(radian)，藉由let theta=degrad(#point_P)與let phi=degrad(#point_R)，而代入局部變數(local variable)theta與phi中，所述#point_R與#point_P是恢復取方位角的P旋轉的迎角θ的系統變數。
然後，根據下3行的命令，運算單元553對表示作業工具4的位置的座標XYZ進行運算，並代入特殊系統變數#jobStartX、#jobStartY、#jobStartZ中。L是作業開始點Pb與作業點Pa的分隔距離。
#jobStartZ=L*cos(θ)
該特殊系統變數#jobStartX、#jobStartY、#jobStartZ是如下所述的值，即，在移動到作業點Pa之前供參照，用於移動到僅偏移(offset)該系統變數的值的座標。即，控制單元53藉由移 動單元2的控制，使作業工具4移動到螺絲緊固開始點而作為針對螺絲落座點進行的作業。即，控制單元53使作業工具4移動到作業開始點Pb而作為針對作業點Pa進行的作業。
接下來，在移動後作業的命令行632、即作業工具4移動到螺絲緊固開始點後執行的命令行中，首先在第004行中，描述有如下所述的運算內容，即，對將螺絲長度加上緩衝量所得的dScrewLine加上按壓量即dScrewPress，從而算出分隔距離dL。進而，在第005行~第007行中，描述有從作業工具4所處的點到作業點Pa為止的X軸、Y軸及Z軸方向的各移動量dX、dY、dZ的運算內容。運算單元553執行這些命令，對到作業點Pa為止的移動量進行運算。
進而，執行第008行與第009行的運算單元553算出移動與緩衝量和按壓量相應的距離的移動時間，執行第010行的控制單元53使作業工具4從該作業工具4所處的點朝向作業點Pa移動與緩衝量和按壓量相應的距離。
然後，執行第011行的「lineMove(dScrewSpeed,dX,dY,dZ,0,0)」命令的控制單元53一邊使螺絲緊固起子以代入至dScrewSpeed中的旋轉速度來旋轉，一邊使作業工具4在XYZ軸方向上移動表示到作業點Pa為止的距離的dX、dY、dZ量。最後，執行012行的控制單元53接收表示螺絲緊固完成的扭矩上升信號，停止作業工具4向作業點Pa的移動與驅動。
此處，在該描述格式的編程中，認知了在作業點Pa處進行何操作。因此，只要隨附於作業點Pa而有與作業開始點Pb相關的描述，便能夠理解該代碼的含義，但若與作業點Pa無關地出現作業開始點Pb的代碼，則理解其內容將非常耗費工夫。
但是，控制程式生成單元54是與圖14(a)所示的控制程式不同地，如圖14(b)所示，使對作業開始點Pb的座標進行運算的運算命令633、使作業工具4朝向藉由運算命令633的處理而獲得的作業點Pa的座標移動的移動命令634、及作業工具4的驅動命令635附帶於作業點Pa，從而生成控制程式321。
根據由該控制程式生成單元54所生成的控制程式321，只要看與實際實施作業的落座點相關的代碼的描述，而無須認知作業開始點Pb這一不直接進行作業的點。因而，該描述格式的控制程式321的製作變得更為容易，編程時的工作量進一步降低。
具體而言，在製作用於螺絲緊固作業的程式時，製作者只要僅以存在螺絲孔的落座點的數量來指定點編號61即可，而無須指定使作業工具4所處的其他點的點編號61。並且，對於所指定的點編號61，只要附帶1個螺絲緊固的程式種類資訊即可，而無須附帶為了開始螺絲緊固而使起子開始旋轉的程式，或者無須附帶為了結束螺絲緊固而使起子結束旋轉的程式。
(第5實施方式)
接下來，參照附圖來詳細說明本發明的機器人1的第5實施方式。關於與第1實施方式至第4實施方式相同的結構、相 同的功能，標注相同的符號並省略詳細說明。
圖6是表示示教手控器351的結構的圖。如圖6所示，示教手控器351具備朝向方向行進按鈕353、逆朝向方向後退按鈕354及坐標系切換按鈕355。
對於朝向方向行進按鈕353與逆朝向方向後退按鈕354的按下，JOG控制單元551根據1節距(pitch)的移動量L、方位角 a與迎角θ a的資訊，運算以下的式(17)至式(19)。 a是表示當前的作業工具4的朝向的方位角，θ a是表示當前的作業工具4的朝向的迎角。
Za=Lsin θ a…(19)
JOG控制單元551在求出移動量Xa、移動量Yb及移動量Za時，對X線性滑塊21輸出使其以移動量Xa而移動的指令信號，對Y線性滑塊22輸出使其以移動量Ya而移動的指令信號，對ZR機構23輸出使其以移動量Za而移動的指令信號。
即，藉由朝向方向行進按鈕353的按下，JOG控制單元551如圖15所示，使作業工具4朝與作業工具4的朝向平行的順方向移動。藉由逆朝向方向後退按鈕354的按下，使作業工具4朝與作業工具4的朝向平行的逆方向移動。順方向是從作業工具4的後端朝向前端的方向，逆方向是從作業工具4的前端朝向後端的方向。
藉由指定斜面Pc上的任意2點或3點，當作業工具4朝向與作業點Pa所處的斜面Pc鉛垂的方向時，JOG控制單元551使作業工具4朝與斜面Pc鉛垂的方向移動。
接下來，相對於坐標系切換按鈕355的按下，JOG控制單元551將X軸、Y軸及Z軸從由X線性滑塊21、Y線性滑塊22及R旋轉軸231的延伸方向所規定的坐標系，切換成由作業點Pa所處的斜面Pc及與該斜面Pc鉛垂的方向所規定的坐標系。藉由該切換，如圖15所示，與斜面Pc鉛垂的方向成為Z軸，彼此正交且也與Z軸正交的2軸成為X軸、Y軸。
該JOG控制單元551利用藉由指定斜面Pc上的任意2點或3點而求出的方位角與迎角θ，來轉換坐標系。並且，在坐標系切換按鈕的按下後，JOG控制單元551相對於示教手控器351的操作X軸方向、Y軸方向的移動的按鈕的按下，使作業工具4與斜面Pc平行地移動。
如上所述，該機器人1中，在示教模式時，按照操作單元35所接受的操作，使作業工具4朝運算單元553所運算出的朝向的順方向或逆方向移動。而且，在示教模式時，切換成將運算單元553所運算出的方向作為一軸的正交坐標系，並按照操作單元35所接受的操作，使作業工具4沿著與運算單元553所運算出的朝向正交的斜面Pc移動。
由此，藉由指定斜面Pc上的任意2點或3點，將作業工具4的朝向變更為與斜面Pc鉛垂的方向後，作業點Pa的示教變 得容易，示教技術人員的工作量進一步降低，作業點Pa的示教精度上升，作業準確度提高。
(第6實施方式)
接下來，參照附圖來詳細說明本發明的機器人1的第6實施方式。關於與第5實施方式相同的結構、相同的功能標注相同的符號，並省略詳細說明。
在該機器人1中，JOG控制單元551在進行R旋轉及P旋轉的操作時，如圖16所示般控制移動單元2，以在作業工具4的前端位置固定的狀態下，使作業工具4以其前端為中心而旋轉。JOG控制單元551在存貯器32中預先儲存有作業工具4的工具中心點設定值。
工具中心點設定值為作業工具4的安裝資訊。該工具中心點設定值是使作業工具4朝向正下方的方位角為0及迎角θ為0的狀態下的R旋轉軸231與P旋轉軸241的交叉點的XYZ座標值、表示從該交叉點到作業工具4前端為止的距離的X軸成分Lx與Y軸成分Ly、進而從如下正交點到作業工具4前端為止的距離Ld，所述正交點是通過作業工具4的前端並與P旋轉軸241的延長線正交的假想線和P旋轉軸241的正交點。
此時，作業工具4前端的座標(Xt,Yt,Zt)用以下的式(20)至式(22)來表示。
Zt=Z0+Ld*cos(θ)…(22)
例如在進行將方位角由 1移到 2的操作、或者將迎角θ由θ 1移到θ 2的操作時，根據所述式(20)至式(22)，作業工具4前端將從T1(Xt1,Yt1,Zt1)移動到T2(Xt2,Yt2,Zt2)。JOG控制單元551控制X線性滑塊21、Y線性滑塊22及ZR機構23，使作業工具4沿X軸、Y軸及Z軸方向移動，以從T2(Xt2,Yt2,Zt2)移動到T1(Xt1,Yt1,Zt1)。
如此，該機器人1使作業工具4沿X軸、Y軸及Z軸方向移動，以抵消因旋轉造成的作業工具4的前端位置的變動。即，在示教模式時，按照操作單元35的操作，以作業工具4的前端為中心來使作業工具4旋轉。
作業點Pa為最重要的事項，另一方面，也有欲在從該作業點Pa分隔的位置實施例如雷射標記(laser marking)等的需求。此時，若對從與斜面Pc鉛垂的方向朝向作業點Pa的作業工具4的方向角度進行變更，則作業工具4前端的位置也有可能發生變動，從而微調整變得繁瑣。但是，根據該機器人1，即使變更作業工具4的方向角度，作業工具4前端的位置也不動，因此示教技術人員的工作量飛躍式地減少，進而，示教的精度飛躍式地提高。
(其他實施方式)
如上所述，對本發明的實施方式進行了說明，但在不脫離發明的主旨的範圍內，可進行各種省略、置換、變更。並且，該實施方式及其變形包含在發明的範圍或主旨內，並且包含在權 利要求書所記載的發明及其均等的範圍內。
例如，表示了直接對機器人1進行編程的示例，該編程包含針對機器人1的點資料322的登記，但並不限於此，也可利用獨立於機器人1的電腦等編程工具來進行，還可將控制程式321與點資料322載入(load)到機器人1中。
1‧‧‧機器人
2‧‧‧移動單元
3‧‧‧控制器
4‧‧‧作業工具
21‧‧‧X線性滑塊
22‧‧‧Y線性滑塊
23‧‧‧ZR機構
24‧‧‧P旋轉機構
231‧‧‧R旋轉軸
241‧‧‧P旋轉軸
Pa‧‧‧作業點
Pb‧‧‧作業開始點
Pc‧‧‧斜面
X、Y、Z‧‧‧軸

Claims (10)

  1. 一種機器人，從朝鉛垂方向與斜面隔開的第1點開始針對所述斜面上的第2點的處理，在所述鉛垂方向中，所述第1點與所述斜面上的所述第2點隔開了分隔距離，所述機器人的特徵在於包括：作業工具，進行針對所述第2點的作業；移動單元，對所述作業工具進行移動及姿勢變更；操作單元，接受所述斜面上的任意2點或3點的座標指定的操作；運算單元，基於所述任意2點或3點的座標，運算所述作業工具從所述第1點朝向所述第2點的方向；以及控制單元，至少使所述作業工具移動到所述第1點，並按照所述運算單元的運算結果來將所述作業工具的姿勢朝向所述第2點，使所述作業工具開始對所述第2點的處理。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的機器人，更包括：資料儲存單元，儲存所述第1點與所述第2點的分隔距離，所述操作單元接受所述斜面上的第2點的座標指定的操作，基於所述第2點的座標、所述任意2點或3點的座標及所述分隔距離來運算所述第1點的座標，所述控制單元按照所述運算單元的運算結果來使所述作業工具移動到所述第1點。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的機器人，更包括： 儲存單元，儲存針對所述作業工具的各點將命令聯繫的描述格式的控制程式，所述控制單元是與所述儲存單元的控制程式所表示的各點相關聯地叫出所述命令，來控制所述移動單元與所述作業工具。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的機器人，其中所述儲存單元儲存如下所述的所述控制程式：針對所述第2點，將運算所述第1點的座標的運算命令、使所述作業工具朝向藉由所述運算命令獲得的所述第1點的座標移動的移動命令、及所述作業工具的動作命令相關聯的所述控制程式。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述的機器人，其中所述控制單元在示教模式時，按照所述操作單元所接受的操作，使所述作業工具朝所述運算單元所運算出的朝向的順方向或逆方向移動。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述的機器人，其中所述控制單元在示教模式時，按照所述操作單元所接受的操作，使所述作業工具沿著與所述運算單元所運算出的朝向正交的所述斜面移動。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述的機器人，其中所述操作單元包括：切換單元，在示教模式時，切換成將所述運算單元所運算出的朝向作為一軸的正交坐標系，所述控制單元在示教模式時，藉由所述切換單元向所述正交坐標系的切換，利用將所述運算單元所運算出的朝向作為一軸的正交坐標系來接受所述操作單元的操作。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的機器人，其中所述控制單元在所述示教模式時，藉由所述切換單元向所述正交坐標系的切換，按照所述操作單元的操作，來使所述作業工具以所述作業工具的前端為中心而旋轉。
  9. 如申請專利範圍第1或2項所述的機器人，其中所述作業工具為電動的螺絲緊固起子，所述第2點為螺絲的落座點，所述第1點為螺絲緊固開始時使所述螺絲緊固起子處於的位置。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的機器人，其中所述第1點為：朝所述斜面的所述鉛垂方向與所述第2點隔開、將螺絲緊固長度加上預先設置的緩衝量及按壓量的距離的位置。
TW104107479A 2014-10-14 2015-03-10 機器人 TWI599459B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014209690A JP6698268B2 (ja) 2014-10-14 2014-10-14 ロボット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201613731A TW201613731A (en) 2016-04-16
TWI599459B true TWI599459B (zh) 2017-09-21

Family

ID=55644246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104107479A TWI599459B (zh) 2014-10-14 2015-03-10 機器人

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9718186B2 (zh)
JP (1) JP6698268B2 (zh)
KR (1) KR101617750B1 (zh)
CN (1) CN105983970B (zh)
DE (1) DE102015105687B4 (zh)
TW (1) TWI599459B (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5642304B2 (ja) * 2013-02-15 2014-12-17 株式会社神戸製鋼所 ロボットペンダント
CN106141648A (zh) * 2016-07-28 2016-11-23 苏州高登威科技股份有限公司 一种多向螺钉枪及具有该多向螺钉枪的流水线
TWI616288B (zh) * 2016-12-27 2018-03-01 台達電子工業股份有限公司 工具帶動模組及其適用之機器手臂
CN106735685A (zh) * 2017-01-17 2017-05-31 惠州英特智能设备有限公司 一种三轴机械手臂
JP6862854B2 (ja) * 2017-01-27 2021-04-21 セイコーエプソン株式会社 制御装置、ロボットシステムおよびネジ締めトルク設定方法
CN107678743B (zh) * 2017-09-27 2020-11-03 北京酷思倍科技有限公司 一种用于机器人智能编程的方法
WO2019124009A1 (ja) * 2017-12-18 2019-06-27 日東工器株式会社 工具並びに工具の制御回路及び制御方法
JP6734316B2 (ja) * 2018-03-22 2020-08-05 ファナック株式会社 ロボットの動作プログラムの設定装置、ロボット、およびロボットの制御方法
JP6841805B2 (ja) * 2018-10-03 2021-03-10 ファナック株式会社 ロボット教示装置、ロボット教示方法、及び動作命令を記憶する方法
CN110561400A (zh) * 2019-09-20 2019-12-13 扬州哈工科创机器人研究院有限公司 圆周均匀分布零件的高效精准定位***及定位方法
JP7402703B2 (ja) * 2020-02-03 2023-12-21 Ｔｍｔマシナリー株式会社 糸処理設備、自動糸掛け装置、ティーチング方法及びティーチングシステム
KR102291139B1 (ko) * 2020-03-20 2021-08-20 한국원자력연구원 금속들의 용접부의 방위각을 결정하는 방위각 결정 장치 및 상기 방위각 결정 장치에 의해 수행되는 방위각 결정 방법
US11816112B1 (en) 2020-04-03 2023-11-14 Soroco India Private Limited Systems and methods for automated process discovery
CN111571190B (zh) * 2020-05-22 2022-01-25 中国科学院自动化研究所 三维立体式可视化自动装配***及方法
US12020046B1 (en) * 2021-04-02 2024-06-25 Soroco India Private Limited Systems and methods for automated process discovery
CN115446584B (zh) * 2022-09-28 2024-02-20 国网天津市电力公司建设分公司 一种基于机器人的螺栓连接一体化工具及连接方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4825394A (en) * 1985-05-07 1989-04-25 General Dynamics Corporation Vision metrology system
JPH03161792A (ja) * 1989-11-20 1991-07-11 Fanuc Ltd ３次元カーソル及びそれを用いたオフラインプログラミング方式
JP3051968B2 (ja) * 1992-03-10 2000-06-12 新明和工業株式会社 加工ロボットのオフライン教示方法
JPH06297369A (ja) * 1993-04-07 1994-10-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 知的ロボット
JP2875941B2 (ja) * 1993-08-30 1999-03-31 株式会社三協精機製作所 ロボットプログラム作成支援システム
DE69618606T2 (de) 1995-09-19 2002-09-12 Yaskawa Denki Kitakyushu Kk Prozessor für robotersprache
JP3215086B2 (ja) * 1998-07-09 2001-10-02 ファナック株式会社 ロボット制御装置
DE19843162C2 (de) * 1998-09-21 2001-02-22 Alfing Montagetechnik Gmbh Bearbeitungsvorrichtung mit einem Bearbeitungswerkzeug zur Bearbeitung eines Werkstücks
JP4222828B2 (ja) * 2000-08-25 2009-02-12 蛇の目ミシン工業株式会社 ロボット
WO2003011535A1 (fr) 2001-08-01 2003-02-13 Sony Corporation Robot mobile dote de jambes et procede de commande de fonctionnement de ce robot
DE10144508C9 (de) * 2001-09-10 2018-06-28 Open Mind Technologies Ag Verfahren zur Steuerung von Relativbewegungen eines Werkzeuges gegen ein Werkstück
JP4050982B2 (ja) * 2002-12-27 2008-02-20 日東精工株式会社 ねじ締めロボットの教示装置
EP1510893B1 (de) 2003-09-01 2014-11-05 TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG Verfahren und Vorrichtung zum Festlegen der Bewegungsbahn eines Handling-systems
JP5155693B2 (ja) * 2008-02-26 2013-03-06 東芝プラントシステム株式会社 超音波検査装置
JP5206783B2 (ja) * 2008-03-04 2013-06-12 富士通株式会社 ネジ締め装置
DE202011103223U1 (de) 2011-07-08 2012-10-11 Kuka Systems Gmbh Arbeitsvorrichtung
TWI453555B (zh) * 2012-07-11 2014-09-21 Univ Nan Kai Technology 自動服務型機器人
CN109171977A (zh) * 2013-03-15 2019-01-11 Sri国际公司 超灵巧型手术***
CN103192157A (zh) * 2013-04-10 2013-07-10 无锡华联精工机械有限公司 数控球面切割机以及数控球面切割方法
TWM483290U (zh) 2014-01-28 2014-08-01 Pei-Chun Ke 自走式清汙機器人
JP5850962B2 (ja) * 2014-02-13 2016-02-03 ファナック株式会社 ビジュアルフィードバックを利用したロボットシステム

Also Published As

Publication number Publication date
JP6698268B2 (ja) 2020-05-27
CN105983970B (zh) 2018-07-27
US20160101522A1 (en) 2016-04-14
KR20160043883A (ko) 2016-04-22
TW201613731A (en) 2016-04-16
DE102015105687A1 (de) 2016-04-14
JP2016078140A (ja) 2016-05-16
CN105983970A (zh) 2016-10-05
US9718186B2 (en) 2017-08-01
KR101617750B1 (ko) 2016-05-03
DE102015105687B4 (de) 2016-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI599459B (zh) 機器人
JP4271232B2 (ja) ロボットのオフラインプログラミングを実行するための装置、方法、プログラム及び記録媒体
US20210252713A1 (en) External input device, robot system, control method of robot system, control program, and recording medium
JP4167940B2 (ja) ロボットシステム
EP2927765B1 (en) Drilling apparatus and method
US6243621B1 (en) Method of determining workpiece positions including coordinated motion
US10987742B2 (en) Method of controlling positioning control apparatus and positioning control apparatus
JP7438777B2 (ja) 制御方法、制御プログラム、記録媒体、ロボットシステム、および物品の製造方法
CN102802883A (zh) 工业机器人的基座坐标系的校准
US20190232492A1 (en) Robot control device and robot system
KR101879025B1 (ko) 위치들을 기록하기 위한 장치 및 방법
US20210260750A1 (en) Method to Modify a Program for Robotic Welding
US11389954B2 (en) Robot control device
Holt et al. Robotic drilling and countersinking on highly curved surfaces
JP2015100874A (ja) ロボットシステム
Antonelli et al. FREE: flexible and safe interactive human-robot environment for small batch exacting applications
JPS63256281A (ja) 溶接ト−チ姿勢の教示方式
WO2022191148A1 (ja) 教示工具または作業者の手を用いて教示点を設定する教示装置
US11654562B2 (en) Apparatus, robot control device, robot system, and method of setting robot coordinate system
WO2022210186A1 (ja) ロボットの位置および姿勢を制御するパラメータを算出する制御装置
Peters Teaching of a Welding Robot: An intuitive method using virtual reality tracking devices
KR20140024986A (ko) 다관절 로봇을 이용한 문자 용접장치 및 방법
JPH03118988A (ja) 三次元レーザ加工機におけるティーチング方法
JP5542233B1 (ja) 直交型ロボットのティーチング装置およびそのティーチング方法
CN112819851A (zh) 生成移动轨迹的图像数据的装置、控制装置以及方法