[发明专利]控制与作用的力对应地移动的机器人的机器人控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及控制与作用于机器人的力对应地移动的机器人的机器人控制装置。并且本发明特别涉及基于对由多个轴构成的机器人作用的力来使上述机器人移动的机器人系统的机器人控制装置。

背景技术

作为通过对机器人作用力来使机器人移动的机器人的操作方法、使机器人移动来示教位置的方法，公知有直接教学。这样的情况下，在欲使机器人移动的方向上作用力来直接引导机器人，由此，能够使机器人向正交坐标系上的所希望的位置以及/或者姿势移动。

日本特开昭56-85106号公报中公开了如下方法，即，当对安装于机器人的手臂的前端的力检测器的手动操作部进行操作后，以由力检测器产生的信号为基础，使机器人的手臂的前端部的位置以及姿势移动。

日本特开平6-250728号公报所公开的直接教学装置中，由设于机器人的力传感器检测人为地施加的力，并使用该力的信号来使机器人的位置以及姿势移动，此时仅向笛卡尔坐标系上的特定方向使机器人臂移动。

日本特开平11-239988号公报中公开了如下直接教学的奇异点避免方法，当在直接教学中移动时，使机器人的前端部因奇异点而无法实现的速度成分随着接近奇异点而通过预先决定的修正式衰减。此处，奇异点是机器人成为奇异姿势的状态。

奇异姿势是指，成为无法将机器人的前端部正交坐标系上的位置以及/或者姿势唯一地逆变换为各轴的位置的状态的姿势，并且成为无法使机器人的前端部正交坐标系上的位置以及/或者姿势向某方向移动的状态的姿势，并且成为表示机器人的前端部的速度与关节速度的关系的雅可比矩阵不是满秩的状态的姿势。这样的奇异姿势的附近的位置以及/或者姿势中，难以改变正交坐标系上的位置以及/或者姿势，或者存在以过大的速度动作的轴，或者当控制位置时容易变得不稳定。因此，有在直接教学中操作者处于危险的情况。与此相对，以往技术中，提出了在直接教学中使减速停止的方法、以回避奇异姿势的方式错开轨迹的方法等。

日本特开昭56-85106号公报中，与力对应地使正交坐标系上的机器人的前端部的位置以及/或者姿势移动。因此，专利文献1中，无法在奇异姿势的附近使机器人的前端部移动。并且，日本特开昭56-85106号公报中，无法在直接教学中使所希望的各轴的位置移动。

日本特开平6-250728号公报所记载的装置中，当通过直接教学使机器人移动时，将该移动方向限制为特定方向，而提高操作性。特定方向是指与笛卡尔坐标系上的机器人的前端部的位置以及/或者姿势相关的方向。因此，日本特开平6-250728号公报中，未提出在直接教学中向各轴的控制切换、仅使某所希望的轴动作等限制应被驱动的轴等。

日本特开平11-239988号公报中，通过使在奇异点无法实现的速度成分为零，来以不在奇异点通过的方式改变轨迹。因此，日本特开平11-239988号公报中，在直接教学中，使轨迹向与对机器人作用力的方向不同的方向错开，从而有机器人向操作者的不希望的位置移动的可能性。并且，在某作业中，要求机器人向奇异姿势的附近移动。然而，在这样的情况下，日本特开平11-239988号公报中也无法使机器人向奇异姿势以及其附近移动。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供如下机器人控制装置，即，通过对机器人的前端部作用力使机器人移动，从而当使正交坐标系上的机器人的前端部的位置以及/或者姿势移动时，能够使机器人的前端部向移动困难的位置、或者不能移动的位置移动。并且，期望当对机器人的前端部作用力使正交坐标系上的位置以及/或者姿势移动时，不使用特别的输入装置等、并且不进行移动方法的切换的输入作业等地切换机器人的移动方法。另外，也期望在直接教学中，在奇异姿势的附近，也能够使机器人稳定地移动。