機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種機器人。機器人(1)具備：進行針對作業(yè)點(Pa)的作業(yè)的作業(yè)工具(4)、及對作業(yè)工具(4)進行移動及姿勢變更的移動單元(2)。利用操作單元(35)接受斜面上的任意2點或3點的坐標(biāo)指定的操作。當(dāng)接受該操作時，由運算單元(553)基于任意2點或3點的坐標(biāo)，運算作業(yè)工具(4)從作業(yè)開始點(Pb)朝向作業(yè)點(Pa)的方向。然后，由控制單元(53)使作業(yè)工具(4)移動到作業(yè)開始點(Pb)，按照運算單元(553)的運算，使作業(yè)工具(4)的姿勢朝向作業(yè)點(Pa)，并使作業(yè)工具(4)開始對作業(yè)點(Pa)的處理。本發(fā)明的機器人既能降低示教的工作量又能高精度地達(dá)成。
【專利說明】
機器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種能夠通過示教（teaching)來進行點（point)指定而進行動作的 機器人（robot)。
【背景技術(shù)】
[0002] 針對工件（work)的螺絲緊固、烙接、涂裝、工件的搬送、零件往工件上的安裝、焊 接等的各種產(chǎn)業(yè)用機器人例如具有垂直多關(guān)節(jié)型的移動單元，并在計算機（computer)的 程序控制下，使裝配在移動單元上的作業(yè)工具（tool)移動到規(guī)定點并位移成規(guī)定姿勢后， 驅(qū)動作業(yè)工具。
[0003] 針對機器人的控制程序（program)是通過工業(yè)機器人標(biāo)準(zhǔn)語言（standard Language for Industrial Manipulators, SLIM)或超級沈L語言等各種機器人語言來描 述。編程（programing)主要是使用鍵盤化eyboard)或圖形用戶界面（Gra地ical User Interfaces,GUI)來輸入代碼（code)或者叫出函數(shù)等的與計算機工具的面對面的處理，但 點或姿勢的記錄多依靠示教。
[0004] 在示教過程中，示教技術(shù)人員使用計算機工具或者示教手控器（teaching pendant)來操作模擬器（simulator)、仿真器（emulator)或?qū)嶋H上的機器人。示教技術(shù)人 員使作業(yè)工具JOG移動到所需點，并使作業(yè)工具采取所需姿勢，記錄該點及姿勢來作為點 數(shù)據(jù)。點數(shù)據(jù)在程序執(zhí)行時被叫出。在此過程中，例如若機器人語言遵循化IM，則機器人的 控制器（controller)追蹤移動單元的移動，對點的XYZ坐標(biāo)或者表示作業(yè)工具的姿勢的雙 軸等的各旋轉(zhuǎn)角度進行分析，并與Move命令等中附帶的變量相關(guān)聯(lián)地記錄分析結(jié)果。
[0005] 例如，在為螺絲緊固作業(yè)的機器人的情況下，示教技術(shù)人員對在相對于落座點的 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(shù)人員一邊W落座 點為基準(zhǔn)并通過目測來使作業(yè)工具進行朝向XYZ軸方向移動、平行于水平面的旋轉(zhuǎn)及平行 于垂直面的旋轉(zhuǎn)，一邊對準(zhǔn)螺絲緊固開始點。
[0006] 當(dāng)落座點處于工件的水平面上時，示教技術(shù)人員只要對作業(yè)工具的水平面移動加 W最大注意即可。對于高度方向及作業(yè)工具的姿勢，只要進行與數(shù)值吻合的簡單操作即可。 例如，在若將+Z方向按鈕化utton)按下1次，則作業(yè)工具上升1mm的情況下，若螺絲緊固 長度為9mm，則只要使作業(yè)工具位于落座點，之后將+Z方向按鈕按下9次，由此完成高度方 向的指定，而對于平行于垂直面的旋轉(zhuǎn)角度，只要使作業(yè)工具恢復(fù)到正下方等初始值即可。
[0007] 因而，盡管螺絲緊固開始點位于無表示其自身的標(biāo)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。并不限于螺絲緊固，也存在如下情況，即，使作業(yè) 點與作業(yè)工具所處的點不同，使作業(yè)工具所處的點位于無明確標(biāo)記的空中，但即使在所述 情況下，當(dāng)作業(yè)點位于水平面或垂直面時，該示教相對較容易且可達(dá)成高精度。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開平7-64619號公報
[0011] 專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開平5-257522號公報
[0012] 專利文獻(xiàn)3 :日本專利4222828號公報
[0013] 近年來，對于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 通過機器人來進行螺絲緊固等作業(yè)。在編程時，需要進行如下示教，即：在朝鉛垂方向與位 于斜面上的螺絲緊固點等作業(yè)點隔開螺絲緊固長度等適當(dāng)距離的位置，使螺絲緊固開始點 等的作業(yè)工具朝向作業(yè)點。
[0014] 在該示教中，為了使作業(yè)工具精度良好地朝向作業(yè)點，必須通過目測來計測工件 的斜面，W準(zhǔn)確地想象（image)出連結(jié)作業(yè)工具與作業(yè)點且與斜面鉛垂的假想線。而且，為 了使作業(yè)工具與作業(yè)點的距離適當(dāng)化，必須既要運用Ξ角函數(shù)等數(shù)學(xué)方法，又要準(zhǔn)確掌握 XYZ各軸的移動量。
[0015] 進而，作業(yè)工具的姿勢決定及位置決定的示教是一體的，彼此產(chǎn)生影響。例如，即 使距離已適當(dāng)化，但若為了變更姿勢而使作業(yè)工具繞馬達(dá)（motor)軸中屯、旋轉(zhuǎn)，則應(yīng)適當(dāng) 化的距離會發(fā)生變化。
[0016] 若無法在該示教作業(yè)中教示出作業(yè)工具的準(zhǔn)確位置，并無法教示出準(zhǔn)確的姿勢， 則會對機器人的作業(yè)品質(zhì)造成影響，例如螺絲的角度會與落座點發(fā)生微妙的偏離，或者螺 絲緊固量不足，從而對螺絲緊固準(zhǔn)確度造成影響等。因而，若作業(yè)點位于斜面上，則對于示 教技術(shù)人員而言，將成為非常需要耐屯、的示教作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明是為了解決如上所述的W往技術(shù)的問題而提出的，其目的在于提供一種既 能降低示教的工作量又能高精度地達(dá)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。 陽〇1引[解決問題的手段]
[0019] 為了達(dá)成所述目的，本發(fā)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，所述機器人的特征在于包括：作業(yè)工具，進行針對所述第2點 的作業(yè)；移動單元，對所述作業(yè)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點的坐標(biāo)指定的操作；運算單元，基于所述任意2點或3點的坐標(biāo)，運算所述作 業(yè)工具從所述第1點朝向所述第2點的方向；W及控制單元，至少使所述作業(yè)工具移動到所 述第1點，并按照所述運算單元的運算來將所述作業(yè)工具的姿勢朝向所述第2點，使所述作 業(yè)工具開始對所述第2點的處理。
[0020] 本發(fā)明的機器人也可包括：數(shù)據(jù)存儲單元，存儲所述第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點的坐標(biāo)指定的操作，基于所述第2點的坐標(biāo)、所 述任意2點或3點的坐標(biāo)及所述分隔距離來運算所述第1點的坐標(biāo)，所述控制單元按照所 述運算單元的運算結(jié)果來使所述作業(yè)工具移動到所述第1點。
[0021] 本發(fā)明的機器人也可包括：存儲單元，存儲針對所述作業(yè)工具的各點將命令聯(lián)系 的描述格式的控制程序，所述控制單元是與所述存儲單元的控制程序所表示的各點相關(guān)聯(lián) 地叫出所述命令，來控制所述移動單元與所述作業(yè)工具。
[0022] 所述存儲單元也可存儲如下所述的所述控制程序，即，針對所述第2點，將運算所 述第1點的坐標(biāo)的運算命令、使所述作業(yè)工具朝向通過所述運算命令獲得的所述第1點的 坐標(biāo)移動的移動命令634、及所述作業(yè)工具的動作命令相關(guān)聯(lián)的所述控制程序。
[0023] 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(yè) 工具朝所述運算單元所運算出的朝向的順方向及逆方向移動。
[0024] 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(yè) 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。
[00巧]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(biāo)系，所述控制單元在示教模式時，通過所述切換單元向所述 正交坐標(biāo)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(biāo)系來接受所 述操作單元的操作。
[00%] 所述控制單元也可在所述示教模式時，通過所述切換單元向所述正交坐標(biāo)系的切 換，按照所述操作單元的操作，來使所述作業(yè)工具W所述作業(yè)工具的前端為中屯、而旋轉(zhuǎn)。
[0027] 所述作業(yè)工具也可為電動的螺絲緊固起子（化iver)，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于的位置。
[0028] 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(yù)先設(shè) 置的緩沖量及按壓量的距離的位置。
[0029] (發(fā)明的效果）
[0030] 根據(jù)本發(fā)明，即使作業(yè)點位于斜面上，也能夠降低相對于該作業(yè)點來指定作業(yè)工 具所處的作業(yè)開始點所需的工作量，且相對于作業(yè)點的作業(yè)準(zhǔn)確度也提高。
【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明的第1實施方式的機器人的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0032] 圖2(a)、圖2(b)是表示本發(fā)明的第1實施方式的作業(yè)工具的放大圖。
[0033] 圖3是本發(fā)明的第1實施方式的控制器的結(jié)構(gòu)圖。
[0034] 圖4是本發(fā)明的第1實施方式的控制器的運轉(zhuǎn)模式下的功能方塊圖。
[0035] 圖5是本發(fā)明的第1實施方式的控制器的編程模式下的功能方塊圖。
[0036] 圖6是表示本發(fā)明的第1實施方式的示教手控器的示意圖。
[0037] 圖7是表示本發(fā)明的第1實施方式的對斜面及其周圍設(shè)定的各特征的示意圖。
[0038] 圖8是表示本發(fā)明的第1實施方式的機器人的作業(yè)開始點化的登記動作的流程 圖。
[0039] 圖9是表示本發(fā)明的第1實施方式的機器人的螺絲緊固動作的流程圖。
[0040] 圖10是本發(fā)明的第2實施方式的工件的示意圖。
[0041] 圖11是表示本發(fā)明的第3實施方式的控制程序的結(jié)構(gòu)圖。
[0042] 圖12是本發(fā)明的第3實施方式的控制器的功能方塊圖。
[0043] 圖13是表示本發(fā)明的第4實施方式的控制程序的作業(yè)命令的結(jié)構(gòu)圖。
[0044] 圖14 (a)、圖14化）設(shè)及控制程序的結(jié)構(gòu)，圖14 (a)表示第3實施方式的控制程序， 圖14(b)表示第4實施方式的控制程序。 W45] 圖15是表示本發(fā)明的第5實施方式的作業(yè)工具的移動方向的示意圖。
[0046] 圖16是表示本發(fā)明的第6實施方式的作業(yè)工具的旋轉(zhuǎn)及移動的示意圖。
[0047] 附圖標(biāo)記：
[0048] 1 :機器人 2 :移動單元
[0049] 3 :控制器 4 :作業(yè)工具
[0050] 21 :X線性滑塊 22 :Υ線性滑塊
[0051] 23 :ZR機構(gòu) 24 :P旋轉(zhuǎn)機構(gòu)
[0052] 31 ：CPU 32 :存膽器 陽05引 33 :存儲器 34 :馬達(dá)驅(qū)動器
[0054] 35 :操作單元 51 :程序存儲部
[0055] 52:點數(shù)據(jù)存儲部 53:控制單元
[0056] 54:控制程序生成單元 55:點數(shù)據(jù)生成單元 陽057] 56:點列存儲部 57:作業(yè)命令存儲部 陽05引 61:點編號 62:點種類信息
[0059] 63 :作業(yè)命令 231 :R旋轉(zhuǎn)軸 W60] 241 :P旋轉(zhuǎn)軸 321 :控制程序
[0061] 322:點數(shù)據(jù) 351:示教手控器 W62] 352:顯示部 353:朝向方向行進按鈕
[0063] 354:逆朝向方向后退按鈕 355:坐標(biāo)系切換按鈕
[0064] 551:J0G控制單元 552:引導(dǎo)單元 陽0化]553 :運算單元 631 :移動前作業(yè)的命令行
[0066] 632 :移動后作業(yè)的命令行 633 :運算命令
[0067] 634 :移動命令 635 :驅(qū)動命令 W側(cè) L :分隔距離 La :螺絲緊固長度 1^00例化：緩沖量 Lc :按壓量
[0070] 化：作業(yè)點 化：作業(yè)開始點 W71] Pc :斜面 Q1、Q2、Q2:點
[0072] S1~S17 :步驟 Xa、化、Za :移動量 陽〇7引 Θ :迎角 巧，方位角
[0074] X、Y、Z :軸
【具體實施方式】 陽〇7引（第1實施方式）
[0076] W下，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)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(jié)構(gòu)圖。圖2(a)、圖2(b)是表示作業(yè)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(cè)面觀察的XZ平面方向的側(cè)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(yè)開始點化開始針對位于工件斜面 化上的作業(yè)點化的作業(yè)。在移動單元2上，安裝有作業(yè)工具4。移動單元2使作業(yè)工具4 朝X方向、Y方向及Z方向移動，并使作業(yè)工具4進行使方位角審發(fā)生變化的R旋轉(zhuǎn)及使迎 角Θ發(fā)生變化的P旋轉(zhuǎn)，W使作業(yè)工具4位于指定的點上，并使作業(yè)工具4采取指定的姿 勢。 陽077] 作業(yè)點化是由作業(yè)工具4來實施作業(yè)的部位。作業(yè)開始點化是設(shè)置作業(yè)工具4 W開始針對作業(yè)點化的作業(yè)的部位。作業(yè)工具4例如為電動的螺絲緊固起子、烙接機、涂 裝槍（gun)、處理機化andler)等，取決于機器人1的作業(yè)內(nèi)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(zhuǎn)是維持水平且使方位角f變動的旋轉(zhuǎn)，P旋轉(zhuǎn)是維持垂直且使迎角Θ變動的旋轉(zhuǎn)。 W78] 該移動單元2具備：使作業(yè)工具4沿X軸方向移動的X線性滑塊（linear slider) 21、使作業(yè)工具4沿Y軸方向移動的Y線性滑塊22、使作業(yè)工具4沿Z軸方向線性 移動并使作業(yè)工具4進行R旋轉(zhuǎn)的ZR機構(gòu)23、及使作業(yè)工具4進行P旋轉(zhuǎn)的P旋轉(zhuǎn)機構(gòu) 24。
[0079] X線性滑塊21是在沿X軸方向延伸設(shè)置的導(dǎo)軌（rail)上滑動設(shè)置Y線性滑塊22， 并使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化elt)上，利用X軸馬達(dá) 來使無接頭皮帶行走，從而使Y線性滑塊22沿X軸移動。
[0080] Y線性滑塊22是在沿Y軸方向延伸設(shè)置的導(dǎo)軌上滑動設(shè)置ZR機構(gòu)23,將ZR機構(gòu) 23固定于沿Y軸方向行走的無接頭皮帶上，利用Y軸馬達(dá)來使無接頭皮帶行走，從而使ZR 機構(gòu)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(gòu)，除了無接頭皮帶W 夕F，還可列舉氣缸（c}dinde;r)、導(dǎo)螺桿（lead screw)等各種致動器（actuator)。
[0081] ZR機構(gòu)23例如具有齒條和小齒輪（rack and pinion)機構(gòu)，沿Z軸方向延伸設(shè)置 齒條，并將可旋轉(zhuǎn)地保持R旋轉(zhuǎn)軸231的軸承固定于該齒條上。通過利用Z軸馬達(dá)來使小 齒輪旋轉(zhuǎn)，從而使R旋轉(zhuǎn)軸231連同軸承一起沿Z軸方向移動，通過使R旋轉(zhuǎn)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，從 而使R旋轉(zhuǎn)軸231進行R旋轉(zhuǎn)。借助該ZR機構(gòu)23,作業(yè)工具4進行Z軸方向的移動與變更 方位角f的R旋轉(zhuǎn)。
[0082] P旋轉(zhuǎn)機構(gòu)24經(jīng)由托架化racket)而安裝于R旋轉(zhuǎn)軸231的前端，且具有P旋轉(zhuǎn) 軸241，并在P旋轉(zhuǎn)軸241的前端安裝有作業(yè)工具4。托架被固定于R旋轉(zhuǎn)軸231，且與R旋 轉(zhuǎn)軸231從動。P旋轉(zhuǎn)軸241將托架作為軸承而沿水平方向延伸設(shè)置，并連接于P旋轉(zhuǎn)馬 達(dá)。借助該P旋轉(zhuǎn)機構(gòu)24,作業(yè)工具4進行變更迎角Θ的P旋轉(zhuǎn)。
[0083] 圖3是控制器3的結(jié)構(gòu)圖。控制器3是所謂的計算機，包含：中央處理器（Central Processing化it, CPU)31，按照程序來進行運算處理及向周邊設(shè)備輸出指令信號；硬盤驅(qū) 動器（Hard Disk Driver,皿D)等存儲程序的存膽器（storage) 32 ;存儲器（memoir) 33,展 開程序，并臨時存儲CPU 31的運算結(jié)果；W及周邊設(shè)備。周邊設(shè)備是按照指令信號來對各 馬達(dá)供給電力脈沖（pulse)的馬達(dá)驅(qū)動器34、W及液晶顯示器（display)等顯示部352及 鼠標(biāo)（mouse)、鍵盤或示教手控器351等操作單元35。
[0084] 該控制器3具有：運轉(zhuǎn)模式，遵循移動單元2及作業(yè)工具4的控制程序321 及 編程模式，輸入移動單元2及作業(yè)工具4的控制程序321及作業(yè)點化或作業(yè)開始點化的 點數(shù)據(jù)322。點數(shù)據(jù)322包含作業(yè)開始點Pb或作業(yè)點化的XYZ的坐標(biāo)位置與R旋轉(zhuǎn)的方 位角φ與P旋轉(zhuǎn)的迎角Θ。編程模式中包含示教模式。
[00財圖4是表示控制器3的功能的功能方塊圖。在運轉(zhuǎn)模式的情況下，存膽器32或存 儲器33成為存儲控制程序321的程序存儲部51及存儲點數(shù)據(jù)322的點數(shù)據(jù)存儲部52, CPU 31作為控制單元53,適當(dāng)讀出點數(shù)據(jù)存儲部52中存儲的點數(shù)據(jù)322,并按照存儲在程序存 儲部51中的控制程序321來對運算處理及周邊設(shè)備輸出指令信號。
[0086] 例如化IM語言的控制程序321是W MOVE命令、作業(yè)工具4的驅(qū)動命令、控制語句 等的命令為主體而描述。在點數(shù)據(jù)存儲部52中，與點識別信息相關(guān)聯(lián)地存儲有點數(shù)據(jù)322。 CPU 31按照控制程序321，針對MOVE命令，與MOVE命令中附帶的點識別信息對應(yīng)地讀出點 數(shù)據(jù)322,將作業(yè)工具4移動到點數(shù)據(jù)322所表示的位置及姿勢。目P，遵循控制程序321的 CPU 31成為使作業(yè)工具4進行移動及姿勢位移，并使作業(yè)工具4進行作業(yè)的控制單元53。
[0087] 在編程模式的情況下，CPU 31如圖5所示，成為控制程序生成單元54及點數(shù)據(jù)生 成單元55。控制程序生成單元54根據(jù)對示教手控器351、鼠標(biāo)或鍵盤等操作單元35的輸 入，對控制程序321的代碼進行追加、刪除或修正等，W編輯控制程序321。
[0088] 點數(shù)據(jù)生成單元55在示教模式中運算點及姿勢，并存儲到點數(shù)據(jù)存儲部52中。 該點數(shù)據(jù)生成單元55具備JOG控制單元551、引導(dǎo)（guidance)單元552及運算單元553。 JOG控制單元551響應(yīng)手控器351的操作來控制移動單元2,使作業(yè)工具4進行移動及姿勢 位移。
[0089] 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(zhǔn)備有 用于朝巧方向移動1mm等規(guī)定距離的按鈕、用于朝-X方向移動1mm等規(guī)定距離的按鈕、用 于朝巧方向移動1mm等規(guī)定距離的按鈕、用于朝-Y方向移動1mm等規(guī)定距離的按鈕、用于 朝+Z方向移動1mm等規(guī)定距離的按鈕、用于朝-Z方向移動1mm等規(guī)定距離的按鈕。
[0090] 而且，在示教手控器351上，準(zhǔn)備有用于使方位角*水平且順方向地R旋轉(zhuǎn)1度等 規(guī)定角度的按鈕、用于使方位角Ψ水平且逆方向地R旋轉(zhuǎn)1度等規(guī)定角度的按鈕、用于使迎 角Θ垂直且順方向地P旋轉(zhuǎn)1度等規(guī)定角度的按鈕、用于使迎角Θ垂直且逆方向地P旋 轉(zhuǎn)1度等規(guī)定角度的按鈕。
[0091] 例如，當(dāng)用于朝巧方向移動1mm等規(guī)定距離的按鈕被按下1次時，從示教手控器 351產(chǎn)生表示該按鈕被按下的輸入信號，并輸入至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(guī)定距離吻合的馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角，并將表示該算出的旋轉(zhuǎn)角 的指令信號輸出至馬達(dá)驅(qū)動器34。馬達(dá)驅(qū)動器34接收指令信號，將旋轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成脈沖信 號，并供給至X線性滑塊21的X軸馬達(dá)。
[0092] 引導(dǎo)單元552引導(dǎo)示教技術(shù)人員輸入為了運算點及姿勢所需的信息。CPU 31作為 引導(dǎo)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操作用于對作業(yè)點化所處的斜面化上的作業(yè)點化與任意3 點進行指定，所述輸入操作用于決定使作業(yè)工具4與作業(yè)點化分隔的分隔距離。另外，任 意3點中也可包含作業(yè)點Pa。
[0093] 在螺絲緊固作業(yè)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(qū) 域（area)。按壓量是不使螺絲旋轉(zhuǎn)而使螺絲鉆入落座點的螺絲孔內(nèi)的長度。螺絲緊固長度 是從標(biāo)稱長度（nominal length)減去按壓量所得的長度，是一邊使螺絲旋轉(zhuǎn)一邊插入落座 點的螺絲孔內(nèi)的長度。
[0094] 表1表示除此W外關(guān)于螺絲緊固可輸入的信息。如表1所示，關(guān)于螺絲緊固，輸入 直線進給量、進給速度、螺絲緊固完成等待時間、螺絲緊固后返回量、返回速度。直線進給量 是將螺絲長度與按壓量加上緩沖量所得的距離。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。螺絲緊固后返回量是為了使螺絲從作業(yè)工具4 的起子脫離而使作業(yè)工具后退的距離。 陽0巧]
[0096] 表 1
[0097] 示教技術(shù)人員只要按照顯示來操作示教手控器351，如圖8所示，使作業(yè)工具4的 前端接觸斜面化上的作業(yè)點化與任意3點Q1、Q2、Q3即可。而且，示教技術(shù)人員只要按照 顯示，操作鍵盤或示教點的數(shù)字鍵化ey)來輸入螺絲緊固長度與按壓量即可。 陽098] 作為運算單元553的CPU 31根據(jù)任意3點Q1、Q2、Q3的坐標(biāo)來運算與作業(yè)點化 所處的斜面化鉛垂的方向。如圖7所示，該鉛垂方向是作為R旋轉(zhuǎn)的方位角φ與P旋轉(zhuǎn)的 迎角Θ而運算。并且，將R旋轉(zhuǎn)的方位角φ與Ρ旋轉(zhuǎn)的迎角Θ作為作業(yè)工具4的姿勢而 包含在點數(shù)據(jù)322中，并存儲于點數(shù)據(jù)存儲部52中。
[0099] 而且，如圖7所示，作為運算單元553的CPU 31根據(jù)使作業(yè)工具4與作業(yè)點化分 隔的分隔距離L與斜面化鉛垂的方向及作業(yè)點化的坐標(biāo)，來運算作業(yè)開始點Pb的坐標(biāo)。 并且，將作業(yè)開始點化的坐標(biāo)包含在點數(shù)據(jù)322中，并存儲于點數(shù)據(jù)存儲部52中。
[0100] 對運算單元553的鉛垂方向的計算及作業(yè)開始點Pb的位置坐標(biāo)的計算方法進行 說明。對于鉛垂方向的計算，只要求出與斜面Pc為同一平面的方程式，并求出與該方程式 所表示的平面正交的直線即可。斜面化的方程式也可采用使用矢量（vector)的外積與法 線矢量的方法、解連立方程式的方法、解矢量方程式的方法等中的任一種方法。本實施方式 中，對解連立方程式的方法進行說明。
[0101] 正交的直線也可使用：導(dǎo)出斜面化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(dǎo)出與斜面化的方程式內(nèi)的任意3點Q1、Q2、 Q3形成的2個矢量正交的矢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。 陽102] 首先，如圖7所示，指示斜面化上的不處于直線L上的適當(dāng)?shù)?點。該3點只要不 排列在一條直線上，可為任意。將該3點的坐標(biāo)設(shè)為Q1狂1，Y1，Z1)、Q2狂2, Y2, Z2)、Q3狂3， Y3, Z3)。斜面化的方程式是求出通過該3點QUX1，Y1，Z1)、Q2狂2, Y2, Z2)、Q3狂3, Y3， Z3)的平面的方程式。 陽103] 將與斜面化為同一平面的方程式設(shè)為W下的式（1)。
[0104] AX+BY+CZ+D = 0. . . (1) 陽1化]由于3點Q1、Q1、Q3位于該斜面化上，因此對上式（1)的別Z輸入Q1、Q2、Q3的 坐標(biāo)，導(dǎo)出W下式（2)至式（4)的連立方程式。 陽 106] AX1+BY1+CZ1+D = 0. . . (2)
[0107] AX2+BY2+CZ2+D = 0. . . (3)
[0108] AX3+BY3+CZ3+D = 0. . . (4)
[0109] 此處，若將D設(shè)為常量并使式（1)至式（4)連立，并對A、B、C、D求解，則成為W下 的式（5)至式做。
[0110] A =巧1構(gòu)2-Y1構(gòu)3-Y2構(gòu) 1巧2構(gòu)3巧3構(gòu) 1-Y3構(gòu)2. . . (5) 陽111 ] B = -X1*Z2巧1*Z3巧2*Z1-X2*Z3-X3*Z1巧3*Z2... (6)
[0112] C =巧1巧2-X1巧3-X2巧1巧姑Y3巧訴Y1-X3巧2. . . (7)
[0113] D = -XI巧姑Z3巧1巧訴Z2巧姑Υ1^3-Χ2巧訴Z1-X3巧1巧2巧3巧姑Z1. . . (8)
[0114] 與斜面化平行且通過原點的平面由于D = 0,因此該平面與ΧΥ平面交叉而形成的 直線將與Ζ = 0的ΧΥ平面連立，而成為W下的式巧）。
[0115] Υ =-(Α/Β)Χ...巧）
[0116] 若將該直線與X軸所成的角設(shè)為α，則導(dǎo)出W下的式（10)。
[0117] tan ( α ) = - (Α/Β). . . (10)
[0118] 而且，若將與斜面Pc平行的平面和ΧΥ平面所成的角設(shè)為β，則根據(jù)公式而導(dǎo)出W 下的式（11)。
[0119] cos(0) = ±C/sqrt(A"+B"+C"). . . (11)
[0120] 該角度α為用于使作業(yè)工具4朝向與斜面化鉛垂的方向的R旋轉(zhuǎn)軸231的方位 角巧。而且，該角度β為用于使作業(yè)工具4朝向與斜面化鉛垂的方向的P旋轉(zhuǎn)軸241的迎 角Θ。運算單元553將作為該運算結(jié)果的角度α與角度Θ作為R旋轉(zhuǎn)軸231的方位角Φ 與Ρ旋轉(zhuǎn)軸241的迎角Θ而包含在作業(yè)開始點化的點數(shù)據(jù)322中，并存儲于點數(shù)據(jù)存儲 部52中。
[0121] 而且，作業(yè)開始點化的坐標(biāo)別Ζ是W作業(yè)點化為基準(zhǔn)，運算W下的式（12)至式 (14)而求出。式中，L是從作業(yè)點化分隔的分隔距離。運算單元553例如W螺絲不會劃到 斜面化的方式，預(yù)先運算出將所輸入的螺絲緊固長度La加上預(yù)先設(shè)置的緩沖量化與按壓 量Lc所得的值La+化+Lc來作為分隔距離。
陽1。] 陽 123] 陽 124] Za = L*cos( Θ ). . . (14)
[01巧]運算單元553使該Xa、Ya、Za的值包含在作業(yè)開始點Pb的點數(shù)據(jù)322中并存儲于 點數(shù)據(jù)存儲部52中。 陽126] 對于該機器人1的動作，W下述動作為例進行說明，即，輸入相對于斜面化上的落 座點即作業(yè)點化的、作業(yè)開始點化即螺絲緊固開始點。圖8是表示作業(yè)開始點化的輸入 動作的流程圖。
[0127] 首先，由示教技術(shù)人員操作示教手控器351，將控制器3的功能切換成編程模式 (步驟（step) SOI)及示教模式（步驟S02)。
[0128] 在示教模式中，當(dāng)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(yè)工具4依次接觸斜面化上的任意3點（步驟S03)。此時，控 制單元53利用編碼器（encoder)等來分析作業(yè)工具4的別Z軸方向的移動量，并將任意3 點的坐標(biāo)信息預(yù)先存儲到存儲器33中。
[0129] 當(dāng)對斜面化上的3點的坐標(biāo)信息進行分析時，運算單元553根據(jù)3點的坐標(biāo)信息， 對表示與斜面化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(jié)果 即方位角f與迎角Θ作為姿勢信息而記錄在W預(yù)先作為螺絲緊固開始點而說明的變量名 所表示的點數(shù)據(jù)322中（步驟S05)。
[0130] 進而，當(dāng)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信息預(yù)先存儲在存儲器33中。 陽131] 而且，當(dāng)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(yè)工具4位于斜面化上的落座點（步驟S07)。此時，控制單元53利用編 碼器來分析作業(yè)工具4的XYZ軸方向的移動量，并將落座點的坐標(biāo)信息預(yù)先存儲到存儲器 33中（步驟S08)。
[0132] 并且，運算單元553根據(jù)將螺絲緊固長度加上緩沖量所得的長度、表示螺絲的落 座點的坐標(biāo)信息、表示與斜面化鉛垂的方向的方位角？與迎角目，來運算螺絲緊固開始點 的坐標(biāo)（步驟S09)。運算結(jié)果即螺絲緊固開始點的坐標(biāo)被記錄在W作為螺絲緊固開始點而 說明的變量名所表示的點數(shù)據(jù)322中（步驟S10)。
[0133] 根據(jù)W上所述，將螺絲緊固于斜面化上的落座點時的螺絲緊固開始點的坐標(biāo)與 作業(yè)工具4的姿勢記錄為點數(shù)據(jù)322。如此，具備作業(yè)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，接受斜面化上的任意3點的坐標(biāo)指定的操作；W 及運算單元553,基于任意3點的坐標(biāo)，運算從作業(yè)開始點化朝向作業(yè)點化的方向，至少使 作業(yè)工具4移動到作業(yè)點化，并按照運算單元553的運算來使作業(yè)工具4的姿勢朝向作業(yè) 點化，使作業(yè)工具4開始對作業(yè)點化的處理。
[0134] 由此，為了使作業(yè)工具4朝向作業(yè)點化，不需要一邊對比斜面化與作業(yè)工具4 一 邊進行試行錯誤的示教，只要指定斜面化上的任意3點，便能夠?qū)⒆鳂I(yè)工具4精度良好地 朝向作業(yè)點化。目P，可排除直接指定作業(yè)工具4的姿勢的示教，降低示教技術(shù)人員的工作 量，并且針對作業(yè)點化的作業(yè)準(zhǔn)確度也提高。
[0135] 而且，在該機器人1中，預(yù)先存儲有作業(yè)開始點Pb與作業(yè)點化的分隔距離，當(dāng)由 操作單元35接受斜面化上的作業(yè)點化的坐標(biāo)教示的操作時，基于作業(yè)點化的坐標(biāo)、任意 3點的坐標(biāo)及分隔距離來運算作業(yè)開始點Pb的坐標(biāo)。
[0136] 由此，為了探索使作業(yè)工具4在與作業(yè)點化鉛垂的位置隔開規(guī)定距離的點，不需 要一邊對比作業(yè)點化與作業(yè)工具4 一邊進行試行錯誤的示教，只要指定明朗的作業(yè)點化， 并輸入分隔距離的數(shù)值即可。目P，可排除直接指定作業(yè)開始點化的示教，而且可相對于作 業(yè)點化而使作業(yè)工具4精度良好地位于鉛垂方向，并僅隔開準(zhǔn)確的距離，因此可降低示教 技術(shù)人員的工作量，并且針對作業(yè)點化的作業(yè)準(zhǔn)確度也提高。
[0137] 接下來，對該機器人1按照控制程序321的螺絲緊固動作進行說明。圖9是表示 該機器人1按照控制程序321的螺絲緊固動作的流程圖。首先，由示教技術(shù)人員來操作示 教手控器351，W將控制器3的功能切換為運轉(zhuǎn)模式（步驟S11)。
[0138] 在運轉(zhuǎn)模式中，控制器3的CPU 31按照控制程序321，使作業(yè)工具4位于螺絲緊固 開始點（步驟S12)，并朝向落座點（步驟S13)。此時，作業(yè)工具4與落座點的距離成為將 螺絲緊固長度、按壓量及緩沖量相加所得的分隔距離。
[0139] 接下來，CPU 31使作業(yè)工具4朝向落座點僅移動緩沖量（步驟S14)。此時，螺絲 前端到達(dá)落座點的螺絲孔。進而，CPU 31使作業(yè)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。
[0140] 然后，CPU 31 -邊使作業(yè)工具4的起子旋轉(zhuǎn)（步驟S16)，一邊使作業(yè)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(shè)為進給速度。隨后，當(dāng)檢測到扭 矩上升（torque up)時，完成螺絲緊固，使作業(yè)工具4僅后退螺絲緊固后返回量。該后退移 動設(shè)為螺絲緊固后返回量。若無法在螺絲緊固完成等待時間的期間內(nèi)檢測到扭矩上升，貝U 視為錯誤（error)。 陽141] 由此，螺絲落座于形成在斜面化上的螺絲孔內(nèi)。當(dāng)存在多個落座點時，控制器3 按照控制程序321，使作業(yè)工具4位于與各落座點鉛垂的方向，并使作業(yè)工具4朝向各落座 點，相對于各落座點進行緩沖量的移動、按壓量的移動、進而一邊伴隨起子旋轉(zhuǎn)一邊進行螺 絲緊固長度量的移動。 陽142] 如此，在該機器人1中，例如，作業(yè)工具4為螺絲緊固起子，作業(yè)點化為螺絲的落 座點，作業(yè)開始點化為在螺絲緊固開始時使螺絲緊固起子所處的位置，作業(yè)開始點化為與 螺絲的落座點隔開將螺絲緊固長度加上預(yù)先設(shè)置的緩沖量及按壓量所得的距離的位置。
[0143] 在該螺絲緊固作業(yè)的情況下，將螺絲緊固長度、緩沖量及按壓量相加所得的分隔 距離無論是與螺絲的標(biāo)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(jù)該機器人1，對斜面化的螺絲緊固作業(yè)必然會成為高精度，而且，作業(yè)開始點Pb的輸入也 會飛躍式地降低工作量。
[0144] (第2實施方式）
[0145] 接下來，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的機器人1的第2實施方式。關(guān)于與第1實 施方式相同的結(jié)構(gòu)、相同的功能，標(biāo)注相同的符號并省略詳細(xì)說明。
[0146] 圖10是本實施方式的機器人1進行作業(yè)的工件的示意圖。如圖10所示，根據(jù)工 件的載置形態(tài)或工件的形狀，也存在作業(yè)點化位于相對于Y軸而平行的斜面化或相對于X 軸而平行的斜面Pc上的情況。對于與該相對于Y軸而平行的斜面Pc鉛垂的方向、及與相 對于X軸而平行的斜面化鉛垂的方向而言，方位角Φ定為0度、90度、180度或270度中的 任一者，能夠通過示教作業(yè)者的目測來確認(rèn)正確的方位角φ。對于示教作業(yè)者而言，難W設(shè) 定的剩余項目是迎角Θ。
[0147] 當(dāng)作業(yè)點化位于相對于Υ軸而平行的斜面化或相對于X軸而平行的斜面化上 時，機器人1的運算單元553根據(jù)斜面化上的任意2點的坐標(biāo)來算出與斜面化鉛垂的方 向的迎角Θ。操作單元35接受示教技術(shù)人員對方位角φ的輸入及移動單元2的JOG操作。 引導(dǎo)單元552 W將任意2點設(shè)為斜面化上的高度不同的位置的方式來顯示訊息?？刂茊?元53響應(yīng)JOG操作，使作業(yè)工具4移動到斜面化上的任意2點，并輸出任意2點的坐標(biāo)。 運算單元553根據(jù)斜面化上的任意2點的坐標(biāo)來算出迎角Θ，并與方位角φ-同記錄到點 數(shù)據(jù)322中。
[0148] 運算單元553的運算使用幾何學(xué)的數(shù)學(xué)方法、矢量方法等中的任一種皆可。作為 一例，若斜面化平行地沿著Υ軸，則算出任意2點的Z軸坐標(biāo)的差值Δ z與任意2點的X 軸坐標(biāo)的差值A(chǔ) X，并運算W下的式（15)。
[0149] Θ = 2/ 31 -arctan ( Δ Z/ Δ X). . . (15)
[0150] 而且，作為一例，若斜面化平行地沿著X軸，則算出任意2點的Z軸坐標(biāo)的差值 ΔΖ與任意2點的Y軸坐標(biāo)的差值ΔΥ，并運算W下的式（16)。 陽 15U Θ = 2/3i-arctan(AZ/AY). . . (16) 陽152] 如上所述，當(dāng)在準(zhǔn)確估算出方位角φ的斜面化上具有作業(yè)點化時，也可由操作單 元35接受斜面化上的任意2點的坐標(biāo)指定的操作，并由運算單元553基于任意2點的坐 標(biāo)來運算從作業(yè)開始點化朝向作業(yè)點化的方向。由此，也能夠減少在斜面化上指定的點 的數(shù)量，從而能進一步降低示教技術(shù)人員的工作量。 陽153] 另外，當(dāng)斜面化為垂直地豎立設(shè)置并與X軸與Υ軸斜交時，迎角Θ確定為正側(cè)面， 因此只要在斜面化上的橫方向上不同的位置指定任意2點，并運算方位角Ψ即可。
[0154](第3實施方式）
[0Κ5] 接下來，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的機器人1的第3實施方式。關(guān)于與第1實 施方式相同的結(jié)構(gòu)、相同的功能，標(biāo)注相同的符號并省略詳細(xì)說明。
[0156] 化ΙΜ等程序語言一般是W針對機器人1的MOVE命令等命令為主體來描述。作業(yè) 開始點化或作業(yè)點化被處理為針對MOVE命令等命令的簡單的常量或變量，從而導(dǎo)致點識 別信息或點數(shù)據(jù)322的內(nèi)容被掩藏在程序中。 陽157] 因此，在第3實施方式的機器人1中，CPU 31作為控制程序生成單元54,生成W位 置為主體的描述格式的控制程序321。圖11是表示該控制程序321的示意圖。如圖11所 示，該控制程序321是W對點編號61附加點種類信息62與點數(shù)據(jù)322的方式而描述。
[0158] 點編號61識別作業(yè)開始點化或作業(yè)點Pa。點種類信息62是在從點編號61所表 示的點處執(zhí)行的處理程序的函數(shù)名。點數(shù)據(jù)322包含W點編號61所表示的點的位置及表 示作業(yè)工具4的姿勢的X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)、Z坐標(biāo)、R旋轉(zhuǎn)的方位角φ、P旋轉(zhuǎn)的迎角Θ。
[0159] 控制程序生成單元54按照操作單元35的操作來登記點編號61，輸入附加于點編 號61的點數(shù)據(jù)322的識別信息，通過示教模式或數(shù)值輸入來存儲該識別信息的點數(shù)據(jù)322， 并登記附加于點編號61的點種類信息62。而且，控制程序生成單元54響應(yīng)鍵盤等的輸入， 對點種類信息62所表示的作業(yè)命令63進行編輯。
[0160] 目Ρ，皿D等程序存儲部51如圖12所示，大致分為存儲該控制程序321的點列存儲 部56、存儲點數(shù)據(jù)322的點數(shù)據(jù)存儲部52、及作業(yè)命令存儲部57,該作業(yè)命令存儲部57存 儲點種類信息62所表示的作業(yè)命令63的代碼。 陽161] CPU 31作為控制單元53,依照點列存儲部56的點編號61的順序來叫出附加于點 編號61的點數(shù)據(jù)322與作業(yè)命令63, 一邊將點數(shù)據(jù)322的各內(nèi)容適當(dāng)代入處理程序內(nèi)的自 變量，一邊進行移動單元2或作業(yè)工具4的控制。
[0162] 如此，該控制程序321對代表作業(yè)開始點化或作業(yè)點化的點編號61進行登記， 并使點數(shù)據(jù)322或點種類信息62附加于該點編號61。目P，并非如化IM語言般行為"為 基準(zhǔn)來附帶"地點"，該控制程序321采用地點"為基準(zhǔn)來附帶"行為"的描述形態(tài)，迎合 了使機器人1移動時的技術(shù)人員的思考方式，具有非常容易編程的優(yōu)點。
[0163] 但是，該控制程序321是地點"為基準(zhǔn)來進行描述，因此必須輸入作業(yè)開始點 Pb及作業(yè)點化，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(dāng)在斜面化上具有作業(yè)點化，且作業(yè)開始點化位于作業(yè)點化的鉛垂方向的空中時，該控 制程序321會增加編程時的繁瑣程度。
[0164] 但是，本實施方式的機器人1在示教模式時，接受斜面化上的任意2點或3點的 坐標(biāo)指定的操作，并基于任意2點或3點的坐標(biāo)來運算作業(yè)工具4朝向作業(yè)點化的方向。 而且，在示教模式時，接受斜面化上的作業(yè)點化的坐標(biāo)教示的操作，并基于作業(yè)點化的坐 標(biāo)、任意2點或3點的坐標(biāo)、作業(yè)開始點化與作業(yè)點化的分隔距離，來運算作業(yè)開始點化 的坐標(biāo)。 陽165] 因此，當(dāng)采用該控制程序321時，能夠飛躍性地降低示教技術(shù)人員的工作量。 陽166](第4實施方式）
[0167] 接下來，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的機器人1的第4實施方式。關(guān)于與第1實 施方式及第3實施方式相同的結(jié)構(gòu)、相同的功能，標(biāo)注相同的符號并省略詳細(xì)說明。
[0168] 圖13表示控制程序生成單元54所生成的作業(yè)命令63。該作業(yè)命令63包含在W 位置為主體的描述格式的控制程序321中。該作業(yè)命令63是附帶于表示螺絲的落座點即 作業(yè)點化的點編號61的作業(yè)命令63,利用附帶于點編號61的點種類信息62來識別。該 作業(yè)命令63描述附帶于螺絲緊固點、換言之附帶于落座點的內(nèi)容，來作為點種類信息62。
[0169] 如圖13所示，在附帶于落座點的內(nèi)容中，描述有移動前作業(yè)的命令行631與移動 后作業(yè)的命令行632。移動前作業(yè)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(yè)的命令行631中，首先在第002行，如"callPoints 化eder"般描述有進料機螺絲取得動作的命令。通過該命令，作為針對螺絲的落座點即作業(yè) 點化的作業(yè)，控制單元53控制移動單元2來從進料機取得螺絲。
[0170] 接下來，在第003行W后，描述有作業(yè)開始點化的坐標(biāo)運算與作業(yè)工具4的朝向 運算的命令。目P，運算單元553在運轉(zhuǎn)模式中，通過執(zhí)行控制程序321的CPU 31而實現(xiàn)，該 控制程序321控制移動單元2與作業(yè)工具4。 陽171] 若展示一例，則在第003行~第00X行為止的期間內(nèi)，預(yù)先運算R旋轉(zhuǎn)的方位角φ 與Ρ旋轉(zhuǎn)的迎角Θ。并且，第（00Χ+1)行W后，運算單元553利用degrad函數(shù)將郵oint_ R 與郵oint_P 轉(zhuǎn)換成弧度（radian),通過 let theta = degracK 郵oint_P)與 let phi = degracK郵oint_R)，而代入局部變量（local vari油le)theta與地i中，所述郵〇;[]11:_尺與 郵oint_P是恢復(fù)取方位角φ的P旋轉(zhuǎn)的迎角Θ的系統(tǒng)變量。
[0172] 然后，根據(jù)下3行的命令，運算單元553對表示作業(yè)工具4的位置的坐標(biāo)ΧΥΖ進行 運算，并代入特殊系統(tǒng)變量WjobStartX、iijobStartY、iijobStartZ中。L是作業(yè)開始點化 與作業(yè)點化的分隔距離。 陽 173] 陽 174]
[01^75] iijobStartZ = L*cos (白）
[0176] 該特殊系統(tǒng)變量iijobStartX、#jobStartY、iijobStartZ是如下所述的值，即，在移 動到作業(yè)點化之前供參照，用于移動到僅偏移（offset)該系統(tǒng)變量的值的坐標(biāo)。目P，控制 單元53通過移動單元2的控制，使作業(yè)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(yè)。目P，控制單元53使作業(yè)工具4移動到作業(yè)開始點化而作為針對作業(yè)點化 進行的作業(yè)。
[0177] 接下來，在移動后作業(yè)的命令行632、即作業(yè)工具4移動到螺絲緊固開始點后執(zhí)行 的命令行中，首先在第004行中，描述有如下所述的運算內(nèi)容，即，對將螺絲長度加上緩沖 量所得的dScrewLine加上按壓量即dScrewPress，從而算出分隔距離化。進而，在第005 行~第007行中，描述有從作業(yè)工具4所處的點到作業(yè)點化為止的X軸、Y軸及Z軸方向 的各移動量dX、dY、dZ的運算內(nèi)容。運算單元553執(zhí)行運些命令，對到作業(yè)點化為止的移 動量進行運算。
[0178] 進而，執(zhí)行第008行與第009行的運算單元553算出移動與緩沖量和按壓量相應(yīng) 的距離的移動時間，執(zhí)行第010行的控制單元53使作業(yè)工具4從該作業(yè)工具4所處的點朝 向作業(yè)點Pa移動與緩沖量和按壓量相應(yīng)的距罔。 陽1巧]然后，執(zhí)行第011行的"lineMove(dScrewSpeed，dX，dY，dZ，0,0)"命令的控制單 元53 -邊使螺絲緊固起子W代入至dScrewSpeed中的旋轉(zhuǎn)速度來旋轉(zhuǎn)，一邊使作業(yè)工具4 在別Z軸方向上移動表示到作業(yè)點化為止的距離的dX、dY、dZ量。最后，執(zhí)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(yè)工具4向作業(yè)點化的移動與 驅(qū)動。
[0180] 此處，在該描述格式的編程中，認(rèn)知了在作業(yè)點化處進行何操作。因此，只要隨附 于作業(yè)點化而有與作業(yè)開始點Pb相關(guān)的描述，便能夠理解該代碼的含義，但若與作業(yè)點化 無關(guān)地出現(xiàn)作業(yè)開始點化的代碼，則理解其內(nèi)容將非常耗費工夫。
[0181] 但是，控制程序生成單元54是與圖14(a)所示的控制程序不同地，如圖14(b)所 示，使對作業(yè)開始點化的坐標(biāo)進行運算的運算命令633、使作業(yè)工具4朝向通過運算命令 633的處理而獲得的作業(yè)點化的坐標(biāo)移動的移動命令634、及作業(yè)工具4的驅(qū)動命令635 附帶于作業(yè)點化，從而生成控制程序321。 陽182] 根據(jù)由該控制程序生成單元54所生成的控制程序321，只要看與實際實施作業(yè)的 落座點相關(guān)的代碼的描述，而無須認(rèn)知作業(yè)開始點化運一不直接進行作業(yè)的點。因而，該 描述格式的控制程序321的制作變得更為容易，編程時的工作量進一步降低。
[0183] 具體而言，在制作用于螺絲緊固作業(yè)的程序時，制作者只要僅W存在螺絲孔的落 座點的數(shù)量來指定點編號61即可，而無須指定使作業(yè)工具4所處的其他點的點編號61。并 且，對于所指定的點編號61，只要附帶1個螺絲緊固的程序種類信息即可，而無須附帶為了 開始螺絲緊固而使起子開始旋轉(zhuǎn)的程序，或者無須附帶為了結(jié)束螺絲緊固而使起子結(jié)束旋 轉(zhuǎn)的程序。
[0184] (第5實施方式）
[01化]接下來，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的機器人1的第5實施方式。關(guān)于與第1實 施方式至第4實施方式相同的結(jié)構(gòu)、相同的功能，標(biāo)注相同的符號并省略詳細(xì)說明。
[0186] 圖6是表示示教手控器351的結(jié)構(gòu)的圖。如圖6所示，示教手控器351具備朝向 方向行進按鈕353、逆朝向方向后退按鈕354及坐標(biāo)系切換按鈕355。 陽187] 對于朝向方向行進按鈕353與逆朝向方向后退按鈕354的按下，JOG控制單元551 根據(jù)1節(jié)距（pitch)的移動量^方位角料與迎角Θ a的信息，運算W下的式（17)至式 (19)。是表示當(dāng)前的作業(yè)工具4的朝向的方位角，θ a是表示當(dāng)前的作業(yè)工具4的朝向 的迎角。 陽18引
[0191] JOG控制單元551在求出移動量Xa、移動量孔及移動量Za時，對X線性滑塊21 輸出使其W移動量Xa而移動的指令信號，對Y線性滑塊22輸出使其W移動量Ya而移動的 指令信號，對ZR機構(gòu)23輸出使其W移動量Za而移動的指令信號。 陽192]目P，通過朝向方向行進按鈕353的按下，JOG控制單元551如圖15所示，使作業(yè)工 具4朝與作業(yè)工具4的朝向平行的順方向移動。通過逆朝向方向后退按鈕354的按下，使 作業(yè)工具4朝與作業(yè)工具4的朝向平行的逆方向移動。順方向是從作業(yè)工具4的后端朝向 前端的方向，逆方向是從作業(yè)工具4的前端朝向后端的方向。
[0193] 通過指定斜面化上的任意2點或3點，當(dāng)作業(yè)工具4朝向與作業(yè)點化所處的斜 面化鉛垂的方向時，JOG控制單元551使作業(yè)工具4朝與斜面化鉛垂的方向移動。
[0194] 接下來，相對于坐標(biāo)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(zhuǎn)軸231的延伸方向所規(guī)定的坐標(biāo)系，切換成由 作業(yè)點化所處的斜面化及與該斜面化鉛垂的方向所規(guī)定的坐標(biāo)系。通過該切換，如圖15 所示，與斜面化鉛垂的方向成為Z軸，彼此正交且也與Z軸正交的2軸成為X軸、Y軸。 陽1巧]該JOG控制單元551利用通過指定斜面化上的任意2點或3點而求出的方位角φ 與迎角Θ，來轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系。并且，在坐標(biāo)系切換按鈕的按下后，JOG控制單元551相對于示 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(yè)工具4與斜面化平 行地移動。
[0196] 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(yè) 工具4朝運算單元553所運算出的朝向的順方向及逆方向移動。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(biāo)系，并按照操作單元35所接受的操 作，使作業(yè)工具4沿著與運算單元553所運算出的朝向正交的斜面化移動。 陽197] 由此，通過指定斜面化上的任意2點或3點，將作業(yè)工具4的朝向變更為與斜面 化鉛垂的方向后，作業(yè)點化的示教變得容易，示教技術(shù)人員的工作量進一步降低，作業(yè)點 化的示教精度上升，作業(yè)準(zhǔn)確度提高。 陽19引（第6實施方式）
[0199] 接下來，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的機器人1的第6實施方式。關(guān)于與第5實 施方式相同的結(jié)構(gòu)、相同的功能標(biāo)注相同的符號，并省略詳細(xì)說明。
[0200] 在該機器人1中，JOG控制單元551在進行R旋轉(zhuǎn)及P旋轉(zhuǎn)的操作時，如圖16所示 般控制移動單元2, W在作業(yè)工具4的前端位置固定的狀態(tài)下，使作業(yè)工具4 W其前端為中 屯、而旋轉(zhuǎn)。JOG控制單元551在存膽器32中預(yù)先存儲有作業(yè)工具4的工具中屯、點設(shè)定值。 陽201] 工具中屯、點設(shè)定值為作業(yè)工具4的安裝信息。該工具中屯、點設(shè)定值是使作業(yè)工具 4朝向正下方的方位角φ為0及迎角Θ為0的狀態(tài)下的R旋轉(zhuǎn)軸231與P旋轉(zhuǎn)軸241的 交叉點的ΧΥΖ坐標(biāo)值、表示從該交叉點到作業(yè)工具4前端為止的距離的X軸成分Lx與Υ軸 成分Ly、進而從如下正交點到作業(yè)工具4前端為止的距離Ld，所述正交點是通過作業(yè)工具 4的前端并與P旋轉(zhuǎn)軸241的延長線正交的假想線和P旋轉(zhuǎn)軸241的正交點。 陽20引此時，作業(yè)工具4前端的坐標(biāo)狂t，化，Zt)用W下的式（20)至式（22)來表示。 「02031
[0206] 例如在進行將方位角巧由如移到私的操作、或者將迎角Θ由Θ 1移到Θ 2的操 作時，根據(jù)所述式（20)至式（22)，作業(yè)工具4前端將從T1 atl，化1，Ztl)移動到T2狂t2， 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(gòu)23,使作業(yè)工具 4沿X軸、Y軸及Z軸方向移動，W從T2狂t2,化2, Zt2)移動到T1 atl，Ytl，Ztl)。 陽207] 如此，該機器人1使作業(yè)工具4沿X軸、Y軸及Z軸方向移動，W抵消因旋轉(zhuǎn)造成 的作業(yè)工具4的前端位置的變動。目P，在示教模式時，按照操作單元35的操作，W作業(yè)工具 4的前端為中屯、來使作業(yè)工具4旋轉(zhuǎn)。 陽20引作業(yè)點化為最重要的事項，另一方面，也有欲在從該作業(yè)點化分隔的位置實施例 如激光標(biāo)記（laser marking)等的需求。此時，若對從與斜面化鉛垂的方向朝向作業(yè)點化 的作業(yè)工具4的方向角度進行變更，則作業(yè)工具4前端的位置也有可能發(fā)生變動，從而微調(diào) 整變得繁瑣。但是，根據(jù)該機器人1，即使變更作業(yè)工具4的方向角度，作業(yè)工具4前端的位 置也不動，因此示教技術(shù)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。 陽2〇9](其他實施方式）
[0210] 如上所述，對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可 進行各種省略、置換、變更。并且，該實施方式及其變形包含在發(fā)明的范圍或主旨內(nèi)，并且包 含在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明及其均等的范圍內(nèi)。 陽211] 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的點數(shù)據(jù) 322的登記，但并不限于此，也可利用獨立于機器人1的計算機等編程工具來進行，還可將 控制程序321與點數(shù)據(jù)322加載（load)到機器人1中。
【主權(quán)項】
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，所述機器人的特征在于包括： 作業(yè)工具，進行針對所述第2點的作業(yè)； 移動單元，對所述作業(yè)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點的坐標(biāo)指定的操作； 運算單元，基于所述任意2點或3點的坐標(biāo)，運算所述作業(yè)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(yè)工具移動到所述第1點，并按照所述運算單元的運算結(jié)果 來將所述作業(yè)工具的姿勢朝向所述第2點，使所述作業(yè)工具開始對所述第2點的處理。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人，其特征在于包括： 數(shù)據(jù)存儲單元，存儲所述第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點的坐標(biāo)指定的操作， 基于所述第2點的坐標(biāo)、所述任意2點或3點的坐標(biāo)及所述分隔距離來運算所述第1 點的坐標(biāo)， 所述控制單元按照所述運算單元的運算結(jié)果來使所述作業(yè)工具移動到所述第1點。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機器人，其特征在于包括： 存儲單元，存儲針對所述作業(yè)工具的各點將命令聯(lián)系的描述格式的控制程序， 所述控制單元是與所述存儲單元的控制程序所表示的各點相關(guān)聯(lián)地叫出所述命令，來 控制所述移動單元與所述作業(yè)工具。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機器人，其特征在于， 所述存儲單元存儲如下所述的所述控制程序：針對所述第2點，將運算所述第1點的坐 標(biāo)的運算命令、使所述作業(yè)工具朝向通過所述運算命令獲得的所述第1點的坐標(biāo)移動的移 動命令、及所述作業(yè)工具的動作命令相關(guān)聯(lián)的所述控制程序。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機器人，其特征在于， 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(yè)工具朝所 述運算單元所運算出的朝向的順方向及逆方向移動。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機器人，其特征在于， 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(yè)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. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機器人，其特征在于， 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(biāo)系， 所述控制單元在示教模式時，通過所述切換單元向所述正交坐標(biāo)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(biāo)系來接受所述操作單元的操作。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的機器人，其特征在于， 所述控制單元在所述示教模式時，通過所述切換單元向所述正交坐標(biāo)系的切換，按照 所述操作單元的操作，來使所述作業(yè)工具以所述作業(yè)工具的前端為中心而旋轉(zhuǎn)。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機器人，其特征在于， 所述作業(yè)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于的位置。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機器人，其特征在于， 所述第1點為朝斜面鉛垂方向與所述第2點隔開將螺絲緊固長度加上預(yù)先設(shè)置的緩沖 量及按壓量的距尚的位置。
【文檔編號】B25J9/22GK105983970SQ201510062354
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月5日
【發(fā)明人】比留間健郎, 比留間健一郎, 新原正和, 菅沼芳和
【申請人】蛇目縫紉機工業(yè)株式會社