控制机器人的圆弧动作的机器人控制装置
阅读：970发布：2020-05-14
专利汇可以提供控制机器人的圆弧动作的机器人控制装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种控制 机器人 的圆弧动作的机器人控制装置。机器人控制装置具备插值点设定部，该插值点设定部在动作程序中的移动点之间设定插值点。机器人控制装置具备：移动点 角 度计算部，其在移动点，计算用于决定机器人的姿势的与基准方向有关的角度；以及插值点角度计算部，其对在移动点的与基准方向有关的角度进行插值，由此计算在插值点的与基准方向有关的角度。基准方向是独立于移动点的 位置 的方向，在预先决定的 坐标系 中设定在动作程序中。，下面是控制机器人的圆弧动作的机器人控制装置专利的具体信息内容。
1.一种机器人控制装置，控制机器人的圆弧动作，其特征在于，具备：
存储部，其存储决定了机器人在预先决定的移动点的位置和姿势的动作程序；
插值点设定部，其在移动点之间设定插值点；
移动点角度计算部，其在移动点，根据机器人的姿势计算用于决定机器人的姿势的与基准方向有关的角度；
插值点角度计算部，其对在移动点的与基准方向有关的角度进行插值，由此计算在插值点的与基准方向有关的角度；以及
姿势计算部，其根据在插值点的与基准方向有关的角度，计算机器人在插值点的姿势，基准方向是独立于移动点的位置的方向，在预先决定的坐标系中设定在动作程序中。
2.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，
基准方向由作业人员在预先决定的坐标系中输入到动作程序的坐标值来指定。
3.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，
基准方向是在决定机器人的移动点的示教作业时作业人员使机器人移动而决定的方向。
4.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，
与基准方向有关的角度为作业工具相对于基准方向的仰角和方位角。
5.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，
所述机器人控制装置配置于机器人装置，该机器人装置包含使工件移动的机械，机器人和机械形成为彼此协作地动作，
基准方向的原点被固定于工件并且在随着工件一起移动的读取坐标系中设定在动作程序中，
插值点角度计算部计算在读取坐标系中在插值点的与基准方向有关的角度。
控制机器人的圆弧动作的机器人控制装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种控制机器人的圆弧动作的机器人控制装置。
背景技术
[0002] 机器人装置具备机器人、安装于机器人的作业工具以及控制机器人的控制装置。控制装置根据动作程序来驱动机器人和作业工具。
[0003] 作业人员能够预先将示教点进行示教，以决定机器人的位置和姿势。示教点上的机器人的位置和姿势作为移动点而存储于动作程序。在移动点，控制机器人成为设定于动作程序的位置和姿势(例如参照日本特开2013-215862号公报以及日本特开2001-96367号公报)。
[0004] 作业人员能够将移动点之间的区间的机器人的位置和姿势的插值方法设定于动作程序。作为移动点之间的区间的插值方法，已知用于进行线性动作的线性插值以及用于进行圆弧动作的圆弧插值。在线性动作中，工具前端点在线性状的路径上移动。另外，在圆弧动作中，工具前端点在圆弧状的路径上移动。在进行圆弧插值的情况下，控制装置根据多个移动点计算圆弧状的移动路径。控制装置控制机器人的位置和姿势使工具前端点在圆弧状的移动路径上移动(例如参照日本特开昭62-285110号公报)。
[0006] 在移动点之间的区间，控制装置对机器人在移动点的位置进行插值，由此能够计算机器人在插值点的位置。关于机器人的姿势，控制装置将由起点、经由点以及终点这三点形成的基准面的法线方向计算为基准方向。控制装置计算在移动点的与基准方向有关的机器人的姿势。控制装置在移动点之间的区间对与基准方向有关的机器人的姿势进行插值。通过该控制，控制装置能够计算在插值点的与基准方向有关的机器人的姿势。
[0007] 然而，在根据通过三个移动点的基准面的法线方向来计算机器人的姿势的情况下，当机器人的位置得到校正时基准面的倾斜度也发生变化。在该情况下，尽管机器人在移动点的姿势并未变更，在移动点之间的区间，有时作业工具的姿势也不稳定而摇摆。
[0009] 另外，由于通过控制装置计算通过三个移动点的基准面，因此，作业人员无法对基准面进行视觉观察。因此，随着机器人的位置变更，作业人员难以校正机器人的姿势。在以往的技术中，为了使作业工具不发生摇摆而缩小示教点之间的间隔。因此，存在示教点的个数增加，作业效率差这种问题。
发明内容
[0010] 本公开的一个方式的机器人控制装置控制机器人的圆弧动作。机器人控制装置具备存储部，该存储部存储决定了机器人在预先决定的移动点的位置和姿势的动作程序。机器人控制装置具备插值点设定部，在移动点之间设定插值点。机器人控制装置具备：移动点角度计算部，其在移动点，根据机器人的姿势计算用于决定机器人的姿势的与基准方向有关的角度；以及插值点角度计算部，其对在移动点的与基准方向有关的角度进行插值，由此计算在插值点的与基准方向有关的角度。机器人控制装置具备姿势计算部，该姿势计算部根据在插值点的与基准方向有关的角度，计算机器人在插值点的姿势。基准方向是独立于移动点的位置的方向，在预先决定的坐标系中设定于动作程序。附图说明
[0011] 图1是实施方式中的第一机器人装置的概要图。
[0012] 图2是第一机器人装置的框图。
[0013] 图3是在第一机器人装置中焊接工件时的工件和焊炬的立体图。
[0014] 图4是在第一机器人装置中焊接工件时的工件和焊炬的其它立体图。
[0015] 图5是说明第一机器人装置中的基准方向的立体图。
[0016] 图6是说明第一机器人装置中的生成动作程序的控制的流程图。
[0017] 图7是第一机器人装置的第一动作程序。
[0018] 图8是设定了用户坐标系的设定文件。
[0019] 图9是在第一机器人装置中控制机器人的位置和姿势的流程图。
[0020] 图10是说明在第一机器人装置中焊炬在移动点和插值点的姿势的立体图。
[0021] 图11是说明在第一机器人装置中焊炬在移动点和插值点的姿势的其它立体图。
[0022] 图12是第一机器人装置的第二动作程序。
[0023] 图13是设定了参照坐标系的设定文件。
[0024] 图14是设定了读取坐标系的设定文件。
[0025] 图15是第一参考例的控制中的工件和焊炬的立体图。
[0026] 图16是说明第一参考例中的基准方向的立体图。
[0027] 图17是说明第一参考例中的焊炬的姿势的主视图。
[0028] 图18是说明第一参考例中的焊炬的姿势的侧视图。
[0029] 图19是说明第一参考例中相对于基准方向的角度以及相对于铅直方向的角度的图。
[0030] 图20是表示第一参考例中焊炬相对于移动点的位置的角度的图形。
[0031] 图21是说明第一参考例中焊炬在移动点和插值点的姿势的立体图。
[0032] 图22是说明第一参考例中焊炬在移动点和插值点的姿势的其它立体图。
[0033] 图23是第二参考例的控制中的工件和焊炬的立体图。
[0034] 图24是说明第二参考例中的基准方向的立体图。
[0035] 图25是说明第二参考例中的焊炬的姿势的主视图。
[0036] 图26是说明第二参考例中的焊炬的姿势的侧视图。
[0037] 图27是说明第二参考例中相对于基准方向的角度以及相对于铅直方向的角度的图。
[0038] 图28是表示第二参考例中焊炬相对于移动点的位置的角度的图形。
[0039] 图29是说明第二参考例中焊炬在移动点和插值点的姿势的立体图。
[0040] 图30是说明第二参考例中焊炬在移动点和插值点的姿势的其它立体图。
[0041] 图31是实施方式中的第二机器人装置的定位器和工件的第一放大立体图。
[0042] 图32是第二机器人装置的定位器和工件的第二放大立体图。
[0043] 图33是第二机器人装置的定位器和工件的第三放大立体图。
[0044] 图34是第二机器人装置的框图。
[0045] 图35是在第二机器人装置中进行第一控制的工件的放大立体图。
[0046] 图36是在第二机器人装置中进行焊接的控制的流程图。
[0047] 图37是在第二机器人装置中进行第二控制的工件和焊炬的放大立体图。
[0048] 图38是在第二机器人装置中进行第二控制的工件的放大立体图。
[0049] 图39是在第二机器人装置中进行第二控制的工件的侧视图。
具体实施方式
[0050] 参照图1至图39说明实施方式中的机器人控制装置。在本实施方式中，例示说明通过弧焊固定工件的机器人装置。
[0051] 图1是本实施方式中的第一机器人装置的概要图。图2是本实施方式中的第一机器人装置的框图。参照图1和图2，第一机器人装置9具备作为作业工具的焊炬2以及使焊炬2移动的机器人1。本实施方式的机器人1为包含多个关节部的多关节机器人。
[0052] 机器人1包括基部14以及由基部14支承的旋转基座13。基部14被固定于设置面。旋转基座13相对于基部14旋转。机器人1包括上部臂11和下部臂12。下部臂12经由关节部由旋转基座13支承。上部臂11经由关节部由下部臂12支承。机器人1包括与上部臂11的端部相连结的腕部15。腕部15经由关节部由上部臂11支承。焊炬2被固定到腕部15的凸缘16。
[0053] 本实施方式的机器人1具有六个驱动轴。机器人1包括对上部臂11等各部件进行驱动的机器人驱动装置。本实施方式的机器人驱动装置包括用于对上部臂11、下部臂12、旋转基座13以及腕部15进行驱动的多个机器人驱动电动机22。在关节部中，机器人1的部件的朝向发生变化，由此机器人1的位置和姿势发生变化。
[0054] 机器人装置9具备用于控制机器人1的机器人控制装置4。机器人控制装置4包括运算处理装置(计算机)，该运算处理装置(计算机)具有作为处理器的CPU(Central Processing Unit：中央处理器)。运算处理装置具有经由总线与CPU相连接的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)以及ROM(Read Only Memory：只读存储器)等。机器人1经由通信线与机器人控制装置4相连接。
[0055] 机器人装置9包括用于将焊丝19提供给焊炬2的焊丝供给装置18。焊丝供给装置18将随着实施焊接而消耗的焊丝19提供给焊炬2。焊丝供给装置18被固定于机器人1。
[0056] 机器人装置9包括对焊炬2和焊丝供给装置18进行控制的焊接控制装置5。焊接控制装置5包括具有作为处理器的CPU的运算处理装置(计算机)。运算处理装置具有经由总线与CPU相连接的RAM和ROM等。另外，焊接控制装置5包括对焊炬2和焊丝供给装置18进行供电的电源。本实施方式中的焊接控制装置5与机器人控制装置4相连接。焊接控制装置5形成为能够与机器人控制装置4相互进行通信。焊接控制装置5根据机器人1的动作，对焊炬2进行供电或提供焊丝19。本实施方式的焊接控制装置5由机器人控制装置4控制。
[0057] 在机器人控制装置4上连接有作业人员用于对机器人控制装置4进行操作的示教操作盘3。示教操作盘3包括输入部，该输入部输入与机器人1和焊炬2有关的信息。输入部由键盘和拨号盘等构成。示教操作盘3包括显示部，该显示部显示与机器人1和焊炬2有关的信息。在机器人控制装置4中输入预先制作以进行机器人装置9的控制的动作程序46。或者，作业人员对示教操作盘3进行操作来驱动机器人1，从而能够进行用于设定机器人1的示教点的示教作业。机器人控制装置4能够根据示教点来生成机器人1和焊炬2的动作程序46。机器人装置9根据动作程序46实施焊接。
[0058] 机器人控制装置4包括存储部42，该存储部42存储与机器人1和焊炬2的控制有关的信息。动作程序46和决定了与控制有关的设定值的设定文件47被存储到存储部42。存储部42能够由易失性存储器、非易失性存储器或硬盘等可存储信息的存储介质构成。作为动作控制部43而发挥功能的处理器形成为能够读取存储到存储部54的信息。
[0059] 机器人控制装置4包括对机器人1的动作进行控制的动作控制部43。动作控制部43相当于按着动作程序46进行驱动的处理器。处理器读取动作程序46并实施在动作程序46中决定的控制，由此作为动作控制部43而发挥作用。
[0060] 动作控制部43根据动作程序46将用于驱动机器人1的动作指令发送到机器人驱动部45。机器人驱动部45包括对机器人驱动电动机22进行驱动的电源。机器人驱动部45根据动作指令对机器人驱动电动机22进行供电。
[0061] 另外，动作控制部43控制焊炬2的动作。动作控制部43根据动作程序46将对焊炬2和焊丝供给装置18进行驱动的动作指令发送到焊接控制装置5。焊接控制装置5根据动作指令对焊炬2和焊丝供给装置18进行供电。
[0062] 机器人1包括用于检测机器人1的位置和姿势的状态检测器。本实施方式中的状态检测器包括安装于机器人驱动电动机22的位置检测器23。能够根据位置检测器23的输出，获取各驱动轴上的机器人1的结构部件的朝向。例如，位置检测器23检测机器人驱动电动机22驱动时的旋转角。在本实施方式中，根据多个位置检测器23的输出来检测机器人1的位置和姿势。
[0063] 在本实施方式的机器人装置9中设定有世界坐标系71。在图1示出的示例中，在机器人1的基部14上配置有世界坐标系71的原点。世界坐标系71还被称为机器人的基准坐标系。世界坐标系71为原点的位置被固定并且坐标轴的朝向被固定的坐标系。即使机器人1的位置和姿势发生变化，世界坐标系71的位置和朝向也不会变化。世界坐标系71具有相互正交的X轴、Y轴以及Z轴作为坐标轴。另外，作为围绕X轴的坐标轴而设定有W轴。作为围绕Y轴的坐标轴而设定有P轴。作为围绕Z轴的坐标轴而设定R轴。
[0064] 在本实施方式中，设定了具有在作业工具的任意位置设定的原点的工具坐标系。本实施方式的工具坐标系72的原点被设定于工具前端点。工具坐标系72具有相互正交的X轴、Y轴以及Z轴作为坐标轴。在图1示出的示例中，工具坐标系72被设定为Z轴的延伸方向与从焊炬2的前端突出的焊丝19的延伸方向平行。另外，工具坐标系72具有围绕X轴的W轴、围绕Y轴的P轴以及围绕Z轴的R轴。
[0065] 当机器人1的位置和姿势发生变化时，工具坐标系72的原点的位置和朝向发生变化。例如，机器人1的位置对应于工具前端点的位置(工具坐标系72的原点的位置)。另外，机器人1的姿势对应于工具坐标系72相对于世界坐标系71的朝向。
[0066] 图3示出由第一机器人装置进行焊接的工件和焊炬的立体图。参照图1和图3，第一机器人装置9通过焊接将工件82固定到工件81。工件81、82被固定于架台89。另外，工件81形成为在被固定到架台89时，上表面在水平方向延伸。在图3示出的示例中，以焊炬2的工具前端点沿移动路径91移动的方式设定有移动点TA1、TA2、TA3。工件82形成为平面形状为圆形。在本实施方式中，机器人1以工具前端点进行移动的移动路径91成为圆弧的方式实施圆弧动作。移动路径91在向水平方向延伸。
[0067] 在此的示例中，决定了与焊炬2的工具前端点的位置对应的移动点TA1、TA2、TA3的位置。移动点TA1为起点，移动点TA2为经由点，移动点TA3为终点。另外，决定了机器人1在各焊炬2的位置PA1、PA2、PA3的姿势。此外，机器人1的姿势对应于焊炬2的姿势。在图3中的示例中，以焊炬2的轴线(焊丝7的延伸方向)相对于铅直方向的角度为固定的方式决来定焊炬2的姿势。在动作程序46中决定机器人1在移动点的位置和姿势。
[0068] 图4示出工件和焊炬的其它立体图。作业人员在示教作业中，有时为了校正移动路径而校正机器人1的位置。参照图3和图4，移动点TB1对应于移动点TA1，移动点TB2对应于移动点TA2，移动点TB3对应于移动点TA3。焊炬2的位置PB2和位置PB3向上侧移动。使移动路径91稍微移动而生成移动路径92。移动路径92在相对于水平方向倾斜的方向上延伸。
[0069] 在驱动机器人1的情况下，机器人控制装置4控制机器人1，使得在各移动点TB1、TB2、TB3成为由作业人员设定的机器人1的位置和姿势。
[0070] 机器人控制装置4在移动点TB1、TB2、TB3之间设定插值点。插值点相当于工具前端点所通过的点。机器人控制装置4根据移动点TB1、TB2、TB3计算圆弧状的移动路径92。机器人控制装置4在移动路径92上设定插值点。预先决定插值点的设定方法。例如在两个移动点之间设定预先决定个数的插值点。机器人控制装置4计算插值点的位置。并且，机器人控制装置4计算插值点上的机器人1的姿势。
[0071] 在后述的参考例的圆弧动作的控制中，计算通过三个移动点TB1、TB2、TB3的基准面，将该基准面的法线方向设定为基准方向。机器人控制装置4能够使用与该基准方向有关的角度，计算机器人1在插值点的姿势。然而，在该控制中，在移动点TB1、TB2、TB3之间的区间，有时发现焊炬2的姿势摇摆的现象。
[0072] 在本实施方式的控制中，将独立于机器人1的移动点TB1、TB2、TB3的方向设定为基准方向。即，设定即使机器人1的移动点TB1、TB2、TB3的位置发生变化也不会改变朝向的基准方向。使用与该基准方向有关的角度，计算机器人1在插值点的姿势。
[0073] 图5示出用于说明进行本实施方式的圆弧动作的基准方向的概要图。平面95为通过移动点TA1、TA2、TA3的面。即，平面95为包括图3的移动路径91的面，且在水平方向上延伸。
[0074] 如图3和图4所示，移动点TB2、TB3从移动点TA2、TA3向上侧移动。平面96为通过移动点TB1、TB2、TB3的平面。平面96相对于平面95倾斜。在本实施方式中，根据独立于移动点TB1、TB2、TB3的平面95，设定基准方向。将平面95决定为基准面，将平面95的法线方向设定为基准方向。
[0075] 在本实施方式中，以在平面95包含X轴和Y轴的方式设定用于设定基准方向的基准坐标系78。基准坐标系78的Z轴的方向成为基准方向。这样，作业人员将与通过三个移动点TB1、TB2、TB3的平面无关的方向设定为基准方向。
[0076] 图6示出生成本实施方式的动作程序的工序的流程图。在步骤111中，作业人员设定用于进行圆弧动作的起点、经由点以及终点作为移动点。作业人员设定移动点的位置和机器人在移动点的姿势。
[0077] 作业人员能够通过示教作业设定示教点。作业人员通过操作示教操作盘3，调整机器人1的位置的姿势。作业人员在机器人1的位置和姿势成为期望的状态时，能够将机器人1的位置和姿势作为示教点而存储到机器人控制装置4。
[0078] 参照图3，作业人员将移动点TA1设定为起点，将移动点TA2设定为经由点，将移动点TA3设定为终点。另外，作业人员设定焊炬2在各移动点TA1、TA2、TA3的姿势。参照图4，接着，作业人员将移动点TA1、TA2、TA3的位置校正为移动点TB1、TB2、TB3的位置。
[0079] 此外，在移动点的设定中，并不限定于使机器人1移动而指定示教点的方法。作业人员也可以从示教操作盘3的输入部输入各移动点上的机器人1的位置和姿势。例如，作业人员将机器人在移动点的位置和姿势通过世界坐标系71的坐标值输入到示教操作盘3。
[0080] 参照图6，接着，在步骤112中，作业人员设定用于圆弧动作的基准方向。参照图5，在本实施方式中，平面95成为基准面，基准方向成为平面95的法线方向。即，成为基准坐标系78的Z轴的方向。在此的示例中，作业人员将基准坐标系78设定为用户坐标系。用户坐标系为即使机器人1的位置和姿势发生变化原点的位置和坐标轴的朝向也不会变化的坐标系。用户坐标系能够将作业人员所选择的位置设定为原点。另外，用户坐标系能够设定为作业人员所选择的朝向。作业人员能够使用示教操作盘3预先输入用户坐标系。
[0081] 接着，在步骤113中，机器人控制装置4制作机器人装置9的动作程序46和与动作程序46相关联的设定文件47。
[0082] 图7示出本实施方式中的第一机器人装置的第一动作程序。动作程序46a包含用于决定机器人1的动作的移动点的信息。在动作程序46a中，使用符号P示出移动点。在图7示出的示例中，设定有移动点P[1]、P[2]、P[3]、P[4]、P[5]。
[0083] 机器人1在每个移动点的位置和姿势被设定于与动作程序46a不同的设定文件中。或者，机器人1在移动点的位置和姿势也可以记载于动作程序46a的最后。能够通过任意的坐标系的坐标值来设定机器人1在每个移动点的位置和姿势。例如，能够使用世界坐标系的坐标值设定机器人的位置和姿势。
[0084] 在本实施方式中，通过工具前端点的位置指定机器人1在移动点的位置。根据世界坐标系71的X轴的坐标值、Y轴的坐标值以及Z轴的坐标值指定工具前端点的位置。另外，通过工具坐标系72的朝向指定机器人1在移动点的的姿势。通过世界坐标系71的W轴的坐标值、P轴的坐标值以及R轴的坐标值指定工具坐标系72的朝向。
[0085] 机器人控制装置4控制机器人1，使得在每个移动点成为记载于动作程序46a的位置和姿势。例如在动作程序46a的第一指令语句中记载了移动至移动点P[1]的指令。更具体地说，符号J示出机器人1通过每个驱动轴的驱动的移动。另外，记载了针对每个驱动轴的最高速度以100％的速度进行移动的指令。符号FINE示出以高精度驱动机器人这一情况。即，在第一行的指令语句中，示出各驱动轴的速度为最高速度并且移动至移动点P[1]这一情况。
[0086] 第三指令语句和第四指令语句中的符号C示出用于实施圆弧动作的指令。在此的示例中，机器人控制装置4使用移动点P[1]、P[2]、P[3]实施圆弧动作。另外，机器人控制装置4使用移动点P[3]、P[4]、P[5]实施圆弧动作。在此的示例中，记载了从移动点P[1]朝向移动点P[3]以速度500mm/sec进行移动的指令。另外，记载了从移动点P[3]朝向移动点P[5]以速度500mm/sec进行移动的指令。
[0087] 在动作程序46a的第二行中，作为设定圆弧动作中的基准方向的指令而记载了符号ORNTBASE。在符号ORNTBASE之后记载了表示用于进行圆弧动作的基准方向的符号UF[1、Z]。符号UF[1、Z]表示将用户坐标系UF[1]的Z轴的方向设为基准方向这一情况。根据该指令，无论移动点的位置如何，基准方向都被固定。
[0088] 图8示出用户坐标系的设定文件的示例。在设定文件47a中，通过世界坐标系71的坐标值设定用户坐标系UF[1]。通过X轴的坐标值、Y轴的坐标值以及Z轴的坐标值设定用户坐标系UF[1]的原点的位置。另外，通过世界坐标系71的W轴的坐标值、P轴的坐标值以及R轴的坐标值设定用户坐标系UF[1]的朝向。
[0089] 例如在图5示出的示例中，基准方向为与世界坐标系71的Z轴的方向平行的方向。因此，能够将用户坐标系UF[1]设定为与世界坐标系71相同的坐标系。在该情况下，能够将所有坐标轴的坐标值设定为零。
[0090] 参照图7，在动作程序46a的第五行中记载了使基准方向的指定结束的符号ORNTBASE END。根据该指令，解除实施圆弧动作时的基准方向的设定。在第五行以后记载了圆弧动作的指令的情况下，设定用于设定新基准方向的基准坐标系。或者，控制装置也可以通过预先决定的控制设定基准方向。如后述的参考例那样，例如控制装置能够将与通过圆弧动作的三个移动点的平面垂直的方向设定为基准方向。这样，在本实施方式中，在特定的区间中，能够固定用于圆弧动作的基准方向。
[0091] 参照图2和图4，本实施方式的动作控制部43包含用于设定实施圆弧动作时的基准方向的基准方向设定部51。动作控制部43包含在移动点之间设定插值点的插值点设定部52。插值点设定部52通过实施对移动点的位置进行插值的位置插值控制，计算插值点的位置。插值点设定部52计算通过移动点TB1、TB2、TB3的圆弧。即，插值点设定部52计算移动路径92。插值点设定部52在移动点TB1、TB2、TB3之间根据预先决定的规则设定插值点。插值点设定于移动路径92上。例如，插值点设定部52能够在移动点之间以等间隔配置预先决定的个数的插值点。
[0092] 机器人控制装置4实施姿势插值控制即通过插值计算作业工具在每个插值点的姿势。动作控制部43包含在移动点根据机器人1的姿势计算与基准方向有关的角度的移动点角度计算部53。本实施方式中的与基准方向有关的角度为基于基准方向的作业工具的方位角和仰角。作为与基准方向有关的角度，与该方式无关，而能够采用对基准方向的任意的角度。
[0093] 作为作业工具的方向，例如能够设定从焊炬2的前端点突出的焊丝19的延伸方向。或者，能够将作业工具的轴线的方向设定为作业工具的方向。这样，能够将工具坐标系72的Z轴的方向设定为作业工具的方向。作业工具的仰角能够采用针对基准坐标系78的Z轴的方向的角度。或者，作为作业工具的仰角，也可以采用针对包含基准方向的X轴和Y轴的平面的角度。作业工具的方位角能够采用在包含基准坐标系78的X轴和Y轴的平面中，例如将X轴的方向设为零时的角度。移动点角度计算部53在每个移动点计算作业工具的方位角和仰角。
[0094] 动作控制部43包含计算在插值点的与基准方向有关的作业工具的角度的插值点角度计算部54。插值点角度计算部54通过对在移动点的与基准方向有关的作业工具的角度进行插值，计算在插值点的与基准方向有关的角度。插值点角度计算部54根据作业工具在移动点的方位角和仰角，计算作业工具在每个插值点的方位角和仰角。作为插值的方法，例如能够根据插值点之间的距离进行线性插值。
[0095] 动作控制部43包含根据在插值点与基准方向有关的作业工具的角度计算机器人1在插值点的姿势的姿势计算部55。姿势计算部55获取由插值点设定部52计算出的插值点的位置。姿势计算部55获取由插值点角度计算部54计算出的作业工具在插值点的与基准方向有关的角度。姿势计算部55根据插值点的位置和作业工具在插值点的与基准方向有关的角度，计算机器人的位置和姿势。
[0096] 此外，基准方向设定部51、插值点设定部52、移动点角度计算部53、插值点角度计算部54以及姿势计算部55各单元相当于按着动作程序46驱动的处理器。处理器读取动作程序46并实施在动作程序46中决定的控制，由此作为每个单元而发挥作用。
[0097] 图9示出机器人实施圆弧动作时的控制的流程图。参照图2和图9，在步骤121中，动作控制部43从动作程序46a和设定文件47a中获取机器人1在移动点TB1、TB2、TB3的位置和姿势。在此的移动点例如为实施圆弧动作时的起点、经由点以及终点。在步骤122中，基准方向设定部51从动作程序46a获取基准方向。
[0098] 接着，在步骤123中，移动点角度计算部53计算在起点、经由点以及终点进行焊接时的与基准方向有关的焊炬2的方位角和仰角。能够根据机器人1在移动点的姿势和基准方向计算与基准方向有关的方位角和仰角。
[0099] 接着，在步骤124中，插值点设定部52设定插值点的个数。例如在动作程序46a中预先设定插值点的个数。或者，自动地设定插值点的个数。在步骤125中，插值点设定部52计算通过移动点TB1、TB2、TB3的圆弧作为移动路径92。插值点设定部52通过对移动点TB1、TB2、TB3的位置进行插值，计算插值点的位置。
[0100] 接着，在步骤126中，插值点角度计算部54计算在每个插值点的与基准方向有关的焊炬2的方位角和仰角。例如，插值点角度计算部54通过对移动点TB1、TB2、TB3的方位角和仰角进行线性插值，计算在每个插值点的方位角和仰角。
[0101] 接着，在步骤127中，姿势计算部55根据焊炬2在插值点的方位角和仰角，计算机器人1在插值点的姿势。在此，焊炬2的姿势(工具坐标系72的Z轴的方向)对应于机器人1的姿势。另外，插值点的位置相当于机器人1的位置。姿势计算部55根据每个插值点的信息，计算机器人1在插值点的位置和姿势。
[0102] 在步骤128中，动作控制部43驱动机器人1，使得机器人1在移动点成为在动作程序46a中设定的位置和姿势，并且在插值点成为计算出的位置和姿势。
[0103] 图10示出将工具前端点配置于基准坐标系的原点时焊炬在移动点和插值点的立体图。在图10示出的示例中，在位置PB1与位置PB2之间设定三个插值点，示出位置PC1、PC2、PC3。另外，在位置PB2与位置PB3之间设定三个插值点，示出位置PC4、PC5、PC6。可知配置于移动点和插值点的焊炬2的姿势并不摇摆而平滑地变化。
[0104] 图11是说明从起点移动至终点时的焊炬的姿势的立体图。示出在配置于平面96上的移动路径92进行焊接时的运动，平面96相对于在水平方向上延伸的平面95倾斜。在图11中记载了在与插值点TC2、TC5对应的位置PC2、PC5上配置的焊炬2。如箭头151所示，可知设定于焊炬2的预先决定的位置上的点的轨迹并不摇摆而平滑地移动。其结果，能够维持高焊接的质量。
[0105] 在上述实施方式中，由用户坐标系设定基准方向，但是并不限定于该方式。基准方向能够由任意的坐标系设定。接着，说明用于设定基准方向的其它坐标系。
[0106] 图12示出本实施方式中的第二动作程序。在第二动作程序46b中，在移动点P[1]、P[2]、P[3]上实施一个圆弧动作。另外，在移动点P[3]、P[4]、P[5]上实施一个圆弧动作。在从移动点P[1]至移动点P[3]为止的圆弧动作中，通过符号ORNTBASE，用户坐标系UF[1]的X轴的方向被指定为基准方向。
[0107] 在从移动点P[3]移动至移动点P[5]的控制中，作为用于设定基准方向的坐标系而设定有参照坐标系REF[1]。参照坐标系为在示教作业的期间指定的坐标系。参照坐标系为即使机器人1的位置和姿势发生变化原点的位置和朝向也并不发生变化的坐标系。另外，参照坐标系能够将作业人员所选择的位置设定为原点。另外，参照坐标系能够设定为作业人员所选择的朝向。
[0108] 参照坐标系REF[1]能够由作业人员对示教操作盘3进行操作而设定。作业人员对示教操作盘3进行操作并调整机器人1的位置的姿势。作业人员能够将从焊炬2突出的焊丝19的延伸方向(工具坐标系72的Z轴的方向)设定为基准方向。作业人员在焊丝19的延伸方向与期望的方向平行时，能够将工具坐标系72作为参照坐标系而存储到存储部42。
[0109] 图13示出参照坐标系的设定文件的示例。本实施方式的参照坐标系使用世界坐标系来设定原点的位置和朝向。在设定文件47b中，通过世界坐标系的X轴的坐标值、Y轴的坐标值以及Z轴的坐标值设定参照坐标系的原点的位置。另外，通过世界坐标系的W轴的坐标值、P轴的坐标值以及R轴的坐标值来设定参照坐标系的朝向。
[0110] 图14示出读取坐标系的设定文件的示例。作为用于设定基准方向的坐标系，除了例示用户坐标系和参照坐标系以外，还能够例示后述的读取坐标系。在读取坐标系的设定文件47c中，也能够使用预定的坐标系的坐标值来设定读取坐标系的位置和朝向。例如，由世界坐标系71的坐标值设定读取坐标系的位置和朝向。
[0111] 接着，说明参考例的圆弧动作的控制。图15是第一参考例中的工件和焊炬的立体图。在第一参考例中，沿着移动路径91将工件82焊接到工件81。焊炬2从位置PA1起通过位置PA2而移动至位置PA3。在动作程序中设定有移动点TA1、TA2、TA3。
[0112] 图16是说明第一参考例中的基准方向的立体图。在参考例中，基准方向设定部51将包含移动点TA1、TA2、TA3的平面95设定为基准面。在此的示例中，基准面在水平方向上延伸。接着，将平面95的法线方向设定为基准方向。以与平面95垂直的方向成为Z轴的方向的方式设定基准坐标系79。根据作为起点的移动点TA1、作为经由点的移动点TA2以及作为终点的移动点TA3来计算一个圆。在此的示例中，以该圆的中心成为原点的方式来设定基准坐标系79。
[0113] 基准方向设定部51将基准坐标系79的Z轴的方向设定为基准方向。插值点设定部52沿着移动路径91设定插值点。移动点角度计算部53计算在移动点的与基准方向有关的焊炬2的角度。
[0114] 插值点角度计算部54通过对在移动点TA1、TA2、TA3的与基准方向有关的焊炬2的角度进行插值，计算在插值点的与基准方向有关的焊炬2的角度。插值点角度计算部54根据焊炬2在移动点的方位角和仰角，计算焊炬2在各插值点的方位角和仰角。姿势计算部55根据焊炬2在插值点的方位角和仰角，计算机器人1的姿势。
[0115] 图17是说明起点、经由点以及终点上的焊炬的姿势的第一图。图17是从图16的箭头152的方向观察时的主视图。图18是说明起点、经由点以及终点处的焊炬的姿势的第二图。图18是从图16的箭头153的方向观察时的侧视图。在图17和图18中，将各焊炬2的工具前端点配置于基准坐标系79的原点。参照图17和图18，基准坐标系79的Z轴的方向成为基准方向。在位置PA1、位置PA2、位置PA3上，相对于基准方向的焊炬2的轴方向的角度(焊炬2的仰角)相互相同。
[0116] 图19是说明焊炬相对于基准方向或铅直方向的角度的图。图20示出相对于焊炬的位置的焊炬的角度的图形。参照图19和图20，作为焊炬2的角度，决定焊炬2的轴线2a相对于基准方向的角度θr以及轴线2a相对于铅直方向的角度θv。基准方向与铅直方向相互平行。可知在各位置PA1、PA2、PA3上，角度θr与角度θv相同。
[0117] 图21表示用于说明第一参考例中的焊炬的姿势的立体图。在图21中，工具前端点配置于基准坐标系79的原点。图22表示用于说明第一参考例中的焊炬的姿势的其它立体图。在图22中示出多个插值点中的与插值点TD2、TD5对应的焊炬2的位置PD2、PD5。
[0118] 参照图21和图22，在第一参考例中，配置在与插值点对应的位置PD1、PD2、PD3的焊炬2的姿势平滑地变化。另外，配置在与插值点对应的位置PD4、PD5、PD6处的焊炬2的姿势平滑地变化。在第一参考例中，如箭头154所示，可知在移动路径91进行焊接时焊炬2的姿势并不摇摆而平滑地变化。
[0119] 图23示出第二参考例中的工件和焊炬的立体图。在第二参考例中，作业人员校正第一参考例的移动点TA1、TA2、TA3的位置并设定移动点TB1、TB2、TB3的位置。在第二参考例中，沿着移动路径92实施焊接。焊炬2从位置PB1起通过位置PB2而移动至位置PB3。与图15示出的第一参考例相比，移动路径92偏离于移动路径91。
[0120] 图24表示用于说明第二参考例中的基准方向的立体图。移动路径92相对于水平方向倾斜。根据通过移动点TB1、TB2、TB3的平面96设定基准方向。基准方向设定为平面96的法线方向。基准方向设定部51在平面96上设定基准坐标系80。基准方向设定部51将基准坐标系80的Z轴的方向设定为基准方向。参照图23和图24，移动路径92相对于水平方向倾斜。平面96相对于水平方向倾斜，因此基准方向偏离于铅直方向。
[0121] 图25表示用于说明焊炬在起点、经由点以及终点的姿势的第一图。图25是从图24的箭头152的方向观察时的主视图。图26是说明焊炬在起点、经由点以及终点的姿势的第二图。图26是从图24的箭头153的方向观察时的侧视图。在图25和图26中，将各焊炬2的工具前端点配置于基准坐标系80的原点。
[0122] 参照图25和图26，基准坐标系80的Z轴的方向相对于铅直方向倾斜。在位置PB1、位置PB2、位置PB3，与基准方向有关的焊炬2的轴线方向的角度(焊炬2的仰角)相互不同。
[0123] 图27示出焊炬相对于基准方向或铅直方向的角度的说明图。图28示出相对于焊炬的位置的焊炬的角度的图形。参照图27和图28，成为基准方向的基准坐标系80的Z轴的方向相对于铅直方向倾斜。位置PB2处的焊炬2的轴线2a与基准方向所形成的角度θr变得大于位置PB1处的轴线2a与基准方向所形成的角度θr。并且，位置PB3处的轴线2a与基准方向所形成的角度θr变得大于位置PB2处的轴线2a与基准方向所形成的角度θr。焊炬2的轴线2a与基准方向所形成的角度从位置PB1朝向位置PB3逐渐增加。
[0124] 即使在第二参考例中，插值点角度计算部54也根据焊炬2在移动点TB1、TB2、TB3与基准方向有关的方位角和仰角，计算焊炬2在每个插值点的方位角和仰角。插值点角度计算部54通过对在移动点TB1、TB2、TB3的与基准方向有关的焊炬2的角度进行插值，计算在插值点的与基准方向有关的焊炬2的角度。
[0125] 当通过该控制计算焊炬2在插值点的仰角时，如图28所示，在移动点TB1、TB2、TB3之间的区间中，焊炬2的轴线2a相对于铅直方向的角度θv上升或下降而并非单调地增加。角度θv在位置PB1至位置PB2之间增加之后减少。另外，角度θv在位置PB2至位置PB3之间也增加之后减少。
[0126] 图29表示用于说明第二参考例中的焊炬的姿势的立体图。图30表示用于说明第二参考例中的焊炬的姿势的其它立体图。参照图29和图30，在第二参考例中，在每个移动点上，焊炬2除了与基准方向有关的方位角以外，与基准方向有关的仰角也发生变化。其结果，如箭头155所示，焊炬2中的预先决定的点的轨迹摇摆。即，在从位置PB1至位置PB3为止进行焊接时，焊炬2的姿势摇摆。因此，需要在示教作业中设定很多示教点并缩短示教点之间的间隔。
[0127] 这样，在实施圆弧动作的情况下，在将通过起点、经由点以及终点的平面的法线方向设定为基准方向的情况下，焊炬的姿势有时在移动点之间的区间摇摆。当焊炬的姿势在进行焊接的期间摇摆时，有可能焊接的质量下降。
[0128] 参照图5，对此，在本实施方式中的控制中，设定不依赖于通过移动点TB1、TB2、TB3的平面96的基准坐标系78。参照图10和图11，即使在作业人员校正移动点的位置的情况下，也能够抑制焊炬2在移动点TB1、TB2、TB3之间摇摆这一情况。或者，即使在每个移动点的与基准方向有关的仰角不同的情况下，也能够抑制焊炬的姿势在移动点之间的区间摇摆这一情况。其结果，在作业人员校正移动点的位置的情况下，能够以稳定的作业工具的姿势进行作业。
[0129] 因此，作业人员不需要在示教作业中设定很多示教点，从而作业效率提高。另外，作业人员能够以分离的方式设定示教点的位置以及与作业工具的姿势有关的基准方向。因此，作业人员能够容易地进行示教点的设定，从而示教作业的作业效率提高。例如，当作业人员设定基准方向时即使校正示教点的位置基准方向也不会发生变化。作业人员通过校正基准方向，能够校正作业工具的姿势。特别是，作业人员无法观察到根据起点、经由点以及终点决定的平面。因此，难以估计移动点之间的作业工具的姿势。然而，在本实施方式的控制中，基准方向被固定，因此能够容易地估计移动点之间的作业工具的姿势。
[0130] 并且，在本实施方式的控制中，在动作程序中插入用于设定基准方向的指令，能够容易地切换基准方向。例如，也可以在一个动作程序中实施将参考例1和参考例2中的通过起点、经由点以及终点的平面的法线方向设定为基准方向的控制以及与三点的位置无关地决定本实施方式的基准方向的控制。
[0131] 接着，说明具备使工件移动的机械的第二机器人装置。在上述实施方式中，工件81、82固定于架台89。即工件81、82并不移动。本实施方式的控制并不限定于该方式，能够应用于具备使工件移动的机械的机器人装置。机器人和机械形成为协作地进行动作。在本实施方式中，作为与机器人进行协作动作的机械而举例说明使工件旋转的定位器。
[0132] 图31示出对本实施方式的定位器的工件进行握持的部分的第一放大立体图。本实施方式的第二机器人装置10除了具备机器人1以外还具备定位器6。定位器6包括用于保持工件83的卡头32。在图31示出的示例中，工件83为圆筒状的部件。在第二机器人装置10进行的第一控制中，通过焊接将圆筒状的工件84固定到工件83。定位器6包含用于支承卡头32的旋转板31。旋转板31朝向箭头156示出的方向旋转。通过旋转板31旋转，工件83围绕工件83的轴线83a旋转。
[0133] 图32示出对定位器的工件进行握持的部分的第二放大立体图。图33示出对定位器的工件进行握持的部分的第三放大立体图。图31至图33随着时间经过示出进行焊接时的工件83的朝向和焊炬2的位置和姿势。在实施焊接的期间，旋转板31朝向箭头156示出的方向旋转。随着工件84进行旋转的动作，机器人1的位置和姿势变化，使得焊炬2面向待焊接的部分。
[0134] 图34示出本实施方式中的第二机器人装置的框图。在第二机器人装置10中，机器人控制装置4的结构、机器人1的结构、焊接控制装置5的结构、焊炬2的结构以及焊丝供给装置18的结构与第一机器人装置9相同(参照图2)。
[0135] 第二机器人装置10具备定位器6以及作为用于控制定位器6的机械控制装置的定位器控制装置7。定位器6包括驱动装置，该驱动装置具有用于驱动旋转板31的旋转板驱动电动机24。定位器6包括用于检测旋转板31的旋转位置的位置检测器25。位置检测器25的输出被发送到定位器控制装置7。
[0136] 定位器控制装置7包括运算处理装置(计算机)，该运算处理装置(计算机)包括作为处理器的CPU、RAM以及ROM等。定位器控制装置7包括用于存储与定位器6的控制有关的信息的存储部33。存储部33能够由易失性存储器、非易失性存储器或硬盘等可存储信息的存储介质构成。在存储部33中存储有动作程序36。作为动作控制部34而发挥作用的处理器形成为能够读取存储于存储部33的信息。
[0137] 定位器控制装置7包括根据动作程序36发送定位器6的动作指令的动作控制部34。动作控制部34相当于按着动作程序36进行驱动的处理器。处理器读取动作程序36并实施在动作程序36中决定的控制，由此作为动作控制部34而发挥作用。
[0138] 定位器控制装置7包括旋转板驱动部35，该旋转板驱动部35包括对旋转板驱动电动机24进行供电的电源。旋转板驱动部35根据来自动作控制部34的指令，对旋转板驱动电动机24进行供电。定位器控制装置7形成为能够与机器人控制装置4相互通信。机器人控制装置4从定位器控制装置7接收旋转板31的旋转位置并控制机器人1的位置和姿势。或者，也可以是，定位器控制装置7接收来自机器人控制装置4的指令，控制旋转板31的旋转位置。
[0139] 图35示出通过第二机器人装置的第一控制进行焊接的工件的放大立体图。在工件83的表面上设定有读取坐标系73。读取坐标系73为在进行协作动作时设定的坐标系。读取坐标系73被固定于工件83而与工件83一起移动。读取坐标系73的原点能够设定于工件83的任意位置。在本实施方式中，读取坐标系73的原点配置于工件83的表面。本实施方式的读取坐标系73配置成Z轴的方向与工件84的轴线84a的方向平行。
[0140] 作业人员在示教作业中能够一边调整机器人1的位置和姿势以及定位器6的旋转位置一边设定动作程序的移动点。例如，作业人员能够通过示教作业设定移动点TA1、TA2、TA3。
[0141] 关于用于决定焊炬2的姿势的基准方向，能够采用与第一参考例相同的方法。在读取坐标系73中，能够将通过移动点TA1、TA2、TA3的平面的法线方向设定为基准方向。与基准方向有关的焊炬2的仰角在移动点TA1、TA2、TA3上为相同。在该情况下，在移动点之间的区间，并未发现焊炬2的姿势摇摆的现象。
[0142] 然而，有时作业人员将移动点TA1、TA2、TA3的位置变更为移动点TB1、TB2、TB3的位置。在该情况下，当将通过移动点TB1、TB2、TB3的平面的法线方向设定为基准方向时，在移动点之间的区间，有时发现焊炬2的姿势摇摆的现象。在这种情况下，能够实施本实施方式中的圆弧动作的控制。
[0143] 直到生成动作程序的工序与本实施方式的第一机器人装置9相同。作业人员设定圆弧动作中的作为起点的移动点TB1、作为经由点的移动点TB2以及作为终点的移动点TB3中的机器人1的位置和姿势以及定位器6的旋转位置。
[0144] 作业人员在动作程序中设定用于圆弧动作的基准方向。在此的示例中，在读取坐标系73中设定基准方向。作业人员将读取坐标系73的Z轴的方向设定为基准方向。即，将工件84的轴线84a的延伸方向设定为基准方向。在动作程序中记载了附加有用于实施协作控制的指令的圆弧动作的指令。而且，在用于设定基准坐标系的指令中包括用于设定基准方向的读取坐标系73的坐标轴。
[0145] 图36示出第二机器人装置中的第一控制的流程图。参照图34和图36，在第二机器人装置10中，工件83、84进行旋转，由此基准方向与工件83、84一起旋转。然而，通过设定读取坐标系73，能够实施与上述控制相同的控制。
[0146] 在步骤131中，机器人控制装置4的动作控制部43从动作程序46中获取移动点TB1、TB2、TB3中的机器人1的位置和姿势。另外，动作控制部43从动作程序46中获取移动点TB1、TB2、TB3中的定位器6的旋转位置。
[0147] 在步骤132中，基准方向设定部51设定在作为起点的移动点TB1、作为经由点的移动点TB2以及作为终点的移动点TB3进行焊接时的基准方向。在实施焊接的期间，工件83、84进行旋转。然而，读取坐标系73也与工件82、83一起旋转。因此，能够在读取坐标系中设定基准方向。能够将读取坐标系73的Z轴的方向设定为基准方向。
[0148] 接着，在步骤123中，移动点角度计算部53计算在起点、经由点以及终点进行焊接时与基准方向有关的焊炬2的方位角和仰角。移动点角度计算部53计算在读取坐标系73中与基准方向有关的方位角和仰角。在步骤124中，插值点设定部52设定插值点的个数。
[0149] 接着，在步骤125中，插值点设定部52计算通过移动点TB1、TB2、TB3的圆弧状的移动路径。插值点设定部52通过对移动点TB1、TB2、TB3的位置进行插值，计算插值点在移动路径中的位置。插值点设定部52计算插值点在读取坐标系73中的位置。
[0150] 在步骤126中，插值点角度计算部54使用读取坐标系73计算在各插值点的与基准方向有关的焊炬2的角度。即，插值点角度计算部54使用读取坐标系73计算在插值点的焊炬2的方位角和仰角。接着，在步骤127中，姿势计算部55根据插值点上的焊炬2的方位角和仰角，使用读取坐标系73计算机器人1在插值点的姿势。
[0151] 在步骤133中，姿势计算部55将由读取坐标系73决定的机器人1在移动点和插值点的位置和姿势变换为由世界坐标系71决定的机器人1的位置和姿势。姿势计算部55根据在移动点和插值点，读取坐标系73相对于世界坐标系71的相对位置和相对朝向，能够将读取坐标系73的坐标值变换为世界坐标系71的坐标值。
[0152] 在步骤134中，动作控制部43驱动机器人1和定位器6。动作控制部43根据使用世界坐标系71决定的机器人1的位置和姿势来控制机器人1。另外，动作控制部43经由定位器控制装置7控制定位器6的旋转位置。
[0153] 这样，在机器人实施与使工件进行移动的机械协作动作的情况下，基准方向设定部设定与工件的旋转对应的插值点的基准方向。而且，能够根据基准方向来计算机器人在插值点的姿势。
[0154] 接着，说明本实施方式中的第二机器人装置的第二控制。图37示出第二控制中的工件和焊炬的第一放大立体图。在第二控制中，在圆筒状的工件85的端面上焊接平板状的工件86。
[0155] 工件85被定位器6支承。移动点TA1、TA2、TA3例如通过示教作业设定。定位器6在进行焊接的期间使工件85朝向箭头156示出的方向旋转。在对移动点TA1、TA2、TA3的区间进行焊接的情况下，焊炬2的位置和姿势保持固定。即，定位器6使工件85旋转，而机器人1的位置和姿势不会变化，由此沿着包含移动点TA1、TA2、TA3的移动路径进行焊接。
[0156] 但是，在通过焊接将两个工件85、86进行固定的情况下，首先，有时在两个工件85、86所接触的点上实施预焊接。通过该作业，对两个工件85、86的相对位置进行固定。然后，在预焊接之后实施主焊接。通过实施预焊接，形成焊接部87。
[0157] 图38示出通过预焊接生成的焊接部的放大立体图。图39示出通过预焊接形成的焊接部的侧视图。图39是从图38中的读取坐标系73的X轴的负侧的方向观察时的侧视图。工件85、86通过定位器6围绕在向水平方向延伸的工件85的轴线85a进行旋转。焊接部87形成于工具前端点进行移动的移动路径上。焊接部87以从移动路径突出的方式形成。因此，在实施主焊接时，需要设定移动点以避开焊接部87。例如，需要沿着焊接部87的外缘实施焊接。在该情况下，需要变更机器人1的位置和姿势，因此能够实施本实施方式中的控制。
[0158] 在第二机器人装置的第二控制中，作业人员能够将世界坐标系71用作设定用于实施圆弧动作时的基准方向的坐标系。在本实施方式中，世界坐标系71被设定为Z轴的方向与铅直方向平行。此外，代替世界坐标系71，也可以设定用户坐标系。另外，作业人员能够在工件85的表面设定读取坐标系73作为用于计算插值点的位置的坐标系，。
[0159] 在焊接部87周围设定作为起点的移动点TB1、作为经由点的移动点TB2以及作为终点的TB3。在此，当将通过图37示出的移动点TA1、TA2、TA3的平面设为基准面时，该基准面与工件86的表面平行。在该情况下，即使将与基准面垂直的方向设定为基准方向，焊炬2的姿势也不会在移动点之间摇摆。然而，当将通过图38和图39示出的焊接部87周围的移动点TB1、TB2、TB3的平面96设定为基准面时，该基准面相对于工件86的表面倾斜。其结果，当将与该基准面垂直的方向设定为基准方向时，发现焊炬2的姿势摇摆的现象。
[0160] 因此，在第二控制中，作业人员能够设定独立于移动点TB1、TB2、TB3的基准方向，以进行圆弧动作。作为基准方向，能够设定世界坐标系71的Z轴的方向。在第二控制中，在工件85、86进行旋转时通过定位器6而基准方向不会旋转。另外，在动作程序中记载了附加了协作动作的指令的圆弧指令。在动作程序中设定有用于圆弧动作的基准方向。
[0161] 参照图36，在第二控制中，能够实施与第一控制相同的控制。在此，在第二控制中，为了计算焊炬2的姿势，能够不使用读取坐标系而使用世界坐标系71来实施与第一控制相同的控制。
[0162] 在步骤132中，基准方向设定部51获取通过世界坐标系71设定的基准方向。在步骤123中，移动点角度计算部53通过世界坐标系71计算对起点、经由点以及终点进行焊接时与基准方向有关的焊炬2的方位角和仰角。
[0163] 在步骤125中，插值点设定部52通过对移动点TB1、TB2、TB3的位置进行插值，计算插值点在移动路径上的位置。此时，插值点设定部52使用读取坐标系73计算插值点的位置。
[0164] 在步骤126中，插值点角度计算部54使用世界坐标系71计算在插值点的与基准方向有关的焊炬2的角度。即，使用世界坐标系71计算焊炬2在插值点的方位角和仰角。在步骤127中，姿势计算部55根据焊炬2在插值点的角度，使用世界坐标系71计算机器人1在插值点的姿势。
[0165] 在步骤133中，姿势计算部55将使用读取坐标系73决定的插值点的位置(机器人1的位置)变换为使用世界坐标系71决定的插值点的位置(机器人1的位置)。动作控制部43根据使用世界坐标系71决定的机器人1的位置和姿势来控制机器人1。其它控制与第一控制相同。
[0166] 这样，本实施方式的控制能够应用于对机器人以及使工件旋转的机械进行协作动作的控制。在第二机器人装置的第一控制和第二控制中，与第一机器人装置同样地，能够抑制在移动点之间作业工具的姿势摇摆。
[0167] 在协作动作中，将握持工件的机械与机器人同步地驱动。在本实施方式的协作动作中，将基准方向配置于工件上。或者，固定基准方向。如参考例那样，在将与通过起点、经由点以及终点这三点的平面垂直的方向设定为基准方向的情况下，基准方向发生较大变化。因此，难以在移动点之间的区间估计作业工具的姿势。然而，在本实施方式中，与移动点的位置无关地设定了基准方向，因此能够容易地估计移动点之间的机器人的姿势。
[0168] 另外，在进行协作动作的情况下，优选使用读取坐标系计算机器人在插值点的位置和姿势中的至少一个。通过该控制，能够容易地实施本实施方式的圆弧动作的控制。
[0169] 在上述实施方式中，作为与机器人进行协作动作的机械，例示了定位器，但是并不限定于该方式。作为与机器人进行协作动作的机械，能够采用使工件移动的任意机械。例如也可以采用机器人作为使工件移动的机械。即使在这两种机器人进行协作动作的情况下，也能够实施与上述相同的控制。
[0170] 其它第二机器人装置的结构、作用以及效果与本实施方式中的第一机器人装置相同，因此在此不重复说明。
[0171] 本实施方式的机器人具有六个驱动轴，但是并不限定于该方式。能够采用通过任意机构来变更位置和姿势的机器人。另外，本实施方式的作业工具为进行焊接的焊炬，但是并不限定于该方式。作业人员能够选择与机器人装置所进行的作业相应的作业工具。例如能够采用涂布粘接剂的作业工具或通过激光切断工件的作业工具等。
[0172] 根据本公开的一个方式，能够提供一种在机器人进行圆弧动作时抑制作业工具的摇摆的机器人控制装置。
[0173] 在上述各控制中，在功能和作用并不变更的范围内能够适当地变更步骤的顺序。
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