技术领域
[0001] 本发明涉及控制系统。
相关背景技术
[0002] 以往，为了利用机械手把持工件来进行作业，预先对机械手指示机械手要进行的动作的内容。将对机械手的动作的指示称为示教(teaching)。作为示教的方法，有通过使用控制器(示教器)控制机械手的动作来控制机械手的位置、姿势等的方法。
[0003] 在专利文献1中公开了如下内容：为了缩短示教作业，从设置于机械臂、机械手的末端的2个激光投光器以不同角度向对象物照射激光，通过该照射光在对象物上形成标记，将该形成的标记作为目标来利用。
[0004] 专利文献1：日本专利第2808274号公报。
具体实施方式
[0040] 以下，参照附图对实施方式进行说明。以下所示的实施方式是本申请的一个方式，并不限定本申请的技术范围。
[0041] ＜应用例＞
[0042] 以下，对应用本发明的场景的一例进行说明。
[0043] ＜第1实施方式＞
[0044] 图1是第1实施方式的控制系统1的结构图。控制系统1具有机械手2、机械手控制部3、输入部4、光线输出部5和发光控制部6。
[0045] 机械手2是具有基座部21、设置于基座部21的臂(连杆)22、以及设置于臂22的末端的末端执行器23的多关节机器人。基座部21是用于固定机械手2的基座。在臂22的各关节24设置有：用于驱动关节24的伺服马达等驱动装置；用于检测关节24的轴的角度的位移的编码器等检测装置；以及测定关节24的轴的旋转速度、转矩的测定装置。设置在基座部21内的处理装置将关节24的轴的角度、旋转速度、转矩、其他信息发送到机械手控制部3。
[0046] 末端执行器23具有把持工件的把持件(把持爪)25A、25B。末端执行器23构成为能够通过开闭把持件25A、25B来把持工件。在将把持件25A、25B与末端执行器23连接的部位设置有轴。以连接把持件25A、25B与末端执行器23的轴为起点，使把持件25A沿图1所示的箭头方向R1移动，使把持件25B沿图1所示的箭头方向R2移动，从而把持件25A、25B把持工件，或者把持件25A、25B放开工件。工件例如是最终产品、中间产品、半成品、部件、材料等。
[0047] 机械手控制部3进行用于使各关节24动作的运算，基于运算结果进行机械手2的动作的控制指示，由此控制机械手2的动作。机械手控制部3由CPU(Central Processing Unit)等处理器、存储有用于使处理器动作的程序和/或控制数据等的ROM(Read Only Memory)、作为处理器的工作区域发挥功能的RAM(Random Access Memory)等构成。机械手控制部3从机械手2接收关节24的轴的角度、旋转速度、转矩、其他信息。从作业者(用户)向输入部4输入与机械手2的操作有关的操作输入。输入部4也可以是用于操作机械手2的操作器(示教器)。在对输入部4输入了与机械手2的操作有关的操作输入的情况下，机械手控制部3基于输入到输入部4的操作输入来控制机械手2的动作。
[0048] 光线输出部5设置于末端执行器23，是从光线输出部5的末端部分输出光线的装置。光线输出部5以埋入末端执行器23的内部的方式配置，光线输出部5的末端部分从末端执行器23露出。光线输出部5也可以设置于末端执行器23的中心。从光线输出部5输出的光线也可以是可见波长的激光光线或红外波长的激光光线。在图1中，用符号L1表示从光线输出部5输出的光线。光线输出部5也可以是用于通过激光光线指示/显示位置的激光指示器等光线发射装置。
[0049] 发光控制部6是控制光线输出部5的发光的装置。发光控制部6由CPU等处理器、存储用于使处理器动作的程序和/或控制数据等的ROM、作为处理器的工作区域发挥功能的RAM等构成。
[0050] 发光控制部6控制光线输出部5的光线L1的输出的开始以及停止。发光控制部6是输出控制部的一例。发光控制部6具有发光指示受理部61和发光指示部62。在发光指示受理部61受理了发光开始的指示的情况下，发光指示部62向光线输出部5发出发光开始的指示信号。光线输出部5响应来自发光指示部62的发光开始的指示信号，开始发光，输出光线L1。在发光指示受理部61受理了发光停止的指示的情况下，发光指示部62向光线输出部5发出发光停止的指示信号。光线输出部5响应来自发光指示部62的发光停止的指示信号，停止发光，停止光线L1的输出。
[0051] 发光控制部6也可以设置于末端执行器23。也可以在末端执行器23的侧面等不与把持件25A、25B接触的位置设置发光控制部6。也可以通过在末端执行器23的内部配置发光控制部6，使发光控制部6和末端执行器23成为一体。
[0052] 也可以将发光控制部6配置在与末端执行器23分离的位置。也可以利用铺设于机械手2的线缆将发光控制部6与机械手2连接，通过有线方式将光线输出部5与发光控制部6连接。另外，也可以通过无线方式将光线输出部5与发光控制部6连接。
[0053] 对发光指示受理部61的发光开始和发光结束的指示也可以是由作业者进行的开关操作、来自机械手控制部3或其他设备的控制信号的输入等。也可以是，作业者通过操作与机械手2连接的开关，对发光指示受理部61进行发光开始和发光结束的指示。开关可以是按下按钮，也可以是脚踏板。也可以通过作业者的声音输入，对发光指示受理部61进行发光开始以及发光结束的指示。
[0054] 从光线输出部5输出的光线L1朝向具有至少一个标记(记号)7的示教用工件8。示教用工件8是用于对机械手2示教动作的工件。示教用工件8是对象物的一例。在将一种工件作为作业对象的情况下，示教用工件8是与工件相同的形状以及相同的尺寸。在将多个种类的工件作为作业对象，使用多个种类的示教用工件8的情况下，示教用工件8的形状以及尺寸按每个工件而不同。在图1所示的示教用工件8的一例中，示教用工件8为立方体形状。标记7是能够粘贴于示教用工件8的片材部件、形成于示教用工件8的凸形状的部件、形成于示教用工件8的凹形状的槽、形成于示教用工件8的涂料等。标记7设置于示教用工件8的被照射光线L1的面。也可以在示教用工件8的被照射光线L1的面的中心设置标记7。示教用工件8的被照射光线L1的面也可以是示教用工件8的上表面。示教用工件8也可以具有多个标记7。
[0055] 在图1中，示出了将示教用工件8载置于地面或作业台的例子，但也可以将示教用工件8以能够装卸的方式安装于墙壁。既可以将多个示教用工件8载置于地面或作业台，也可以将多个示教用工件8以能够装卸的方式安装于墙壁。在机械手2的动作的示教中，从光线输出部5输出的光线L1朝向示教用工件8。在图1中，从光线输出部5输出的光线L1照射到示教用工件8的设置有标记7的面。在从光线输出部5输出的光线L1朝向示教用工件8的状态下，机械手控制部3控制机械手2的动作。在机械手2的动作的示教中，在对输入部4输入了与机械手2的操作有关的操作输入的情况下，机械手控制部3基于输入到输入部4的操作输入来控制机械手2的动作。
[0056] 作业者通过参照(确认)从光线输出部5输出的光线L1的位置和示教用工件8的标记7的位置来移动机械手2，能够容易地进行机械手2的动作的示教。作业者在机械手2的动作的示教中，能够进行把持件25A、25B是否与示教用工件8干涉的检查。作业者也可以参照从光线输出部5输出的光线L1的位置和示教用工件8的标记7的位置，以使末端执行器23的中心轴CL与示教用工件8的上表面的中心在规定方向上重叠的方式移动机械手2。规定方向例如是铅垂方向，但也可以是铅垂方向以外的方向。
[0057] 作业者参照从光线输出部5输出的光线L1的位置和示教用工件8的标记7的位置来移动机械手2，因此能够抑制机械手2的动作的示教中凭感觉的调整。因此，即使在作业者对机械手2的动作的示教的熟练度较低的情况下，作业者也能够准确地进行机械手2的动作的示教。
[0058] 在从光线输出部5输出的光线L1照射到示教用工件8的情况下，作业者能够参照被照射到示教用工件8的光线L1的位置。作业者能够将照射到示教用工件8的光线L1的位置作为示教用工件8的把持位置的大致基准。在把持件25A、25B把持示教用工件8的情况下，示教用工件8的把持位置是把持件25A、25B与示教用工件8的接触位置。
[0059] 也可以以从光线输出部5输出的光线L1的光轴与末端执行器23的中心轴CL1一致的方式，对末端执行器23配置光线输出部5。通过移动机械手2，将从光线输出部5输出的光线L1照射到示教用工件8的标记7，使末端执行器23的中心轴CL1与示教用工件8的标记7在规定方向上重叠。
[0060] 也可以以从光线输出部5输出的光线L1的光轴与末端执行器23的中心轴CL1一致的方式，对末端执行器23配置光线输出部5并且在示教用工件8的上表面的中心位置设置标记7。通过移动机械手2，将从光线输出部5输出的光线L1照射到示教用工件8的标记7，使末端执行器23的中心轴CL1与示教用工件8的中心在规定方向上重叠。
[0061] 在光线输出部5输出红外波长的激光光线的情况下，将具有与红外波长对应的感光性物质的涂敷部设置于示教用工件8。即，将由于从光线输出部5输出的红外波长的激光光线而感光的感光性部件设置于示教用工件8。若对设置于示教用工件8的感光性部件照射红外波长的激光光线，则仅感光性部件的被照射了红外波长的激光光线的部分可视化。由于红外波长的激光光线是不可见的，因此即使从光线输出部5输出激光光线的状态持续，也不会对作业者或其他周围的人造成压力。
[0062] 也可以代替在末端执行器23设置把持件25A、25B，而在末端执行器23设置喷涂涂装装置、涂敷装置、钻头、螺纹紧固装置、注入液体的装置、焊接装置等。
[0063] 图2是表示第1实施方式中的处理的流程的序列图。参照图2，对第1实施方式中的处理的流程进行说明。例如，在需要机械手2的定位的情况下，进行图2所示的处理。作业者进行发光开始操作(S11)，发光指示受理部61受理发光开始的指示(S12)。例如，作业者操作与机械手2连接的开关，或者作业者进行声音输入，由此对发光指示受理部61进行发光开始的指示。并且，也可以是，在作业者开始了机械手2的操作的情况下，机械手控制部3或其他设备对发光指示受理部61进行发光开始的指示。
[0064] 光线输出部5通过从发光指示部62接收发光开始的指示信号，开始发光，输出光线L1(S13)。作业者使用从光线输出部5输出的光线L1的位置以及示教用工件8的标记7的位置来进行机械手2的动作的示教(S14)。在机械手2的动作的示教中进行机械手2的定位。机械手控制部3生成进行了机械手2的定位时的机械手2的位置坐标并存储于机械手2。机械手控制部3也可以将机械手2的位置坐标存储在外部存储装置中。在需要机械手2的定位的示教完成的情况下，作业者结束机械手2的动作的示教(S15)。
[0065] 作业者进行发光停止操作(S16)，发光指示受理部61受理发光结束的指示(S17)。例如，作业者操作与机械手2连接的开关，或者作业者进行声音输入，由此对发光指示受理部61进行发光停止的指示。并且，也可以是，在作业者结束了机械手2的操作的情况下，机械手控制部3或其他设备对发光指示受理部61进行发光停止的指示。光线输出部5通过从发光指示部62接收发光停止的指示信号，结束发光，停止光线L1的输出(S18)。
[0066] 发光控制部6在机械手2的动作的示教开始之前开始光线输出部5的光线L1的输出，在机械手2的动作的示教结束之后停止光线输出部5的光线L1的输出。也可以从光线输出部5始终输出光线L1。发光控制部6也可以控制光线输出部5的光线L1的输出使得从光线输出部5始终输出光线L1。
[0067] 机械手控制部3也可以生成具有机械手2的1个或多个位置坐标的示教数据，存储于机械手2。机械手控制部3也可以将示教数据存储于外部存储装置。机械手控制部3也可以基于机械手2或外部存储装置中存储的机械手2的位置坐标、示教数据来控制机械手2的动作。通过机械手控制部3控制机械手2的动作，机械手2对工件执行作业。
[0068] ＜变形例＞
[0069] 对第1实施方式的变形例进行说明。图3是末端执行器23的放大图。在图3所示的末端执行器23中，代替光线输出部5而设置有螺钉紧固部200。通过相对于末端执行器23可拆卸地设置光线输出部5，能够将光线输出部5更换为螺钉紧固部200。在螺钉紧固部200的末端安装有能够旋转的螺丝刀201。通过螺丝刀201旋转，能够进行相对于工件的螺钉紧固以及螺钉拧松等作业。也可以在机械手2的动作的示教结束后，从末端执行器23卸下光线输出部5，在末端执行器23上安装螺钉紧固部200。在将螺钉紧固部200安装于末端执行器23之后，机械手控制部3也可以基于机械手2或外部存储装置中存储的机械手2的位置坐标、示教数据来控制机械手2的动作。
[0070] ＜第2实施方式＞
[0071] 对第2实施方式进行说明。在第2实施方式中，对与第1实施方式相同的构成要素标注与第1实施方式相同的附图标号，并省略其说明。也可以适当组合第1、第2实施方式的控制系统1。图4是第2实施方式的控制系统1的结构图。控制系统1具备机械手2、机械手控制部3、输入部4、发光控制部6以及光线输出部15A、15B。
[0072] 末端执行器23具有把持工件的把持件(把持爪)26A、26B。在末端执行器23设置有能够使把持件26A、26B中的至少一方相对于末端执行器23滑动移动的滑块。末端执行器23使把持件26A、26B中的至少一方滑动移动，从而把持件26A、26B把持工件，或者把持件26A、26B放开工件。图4的空心箭头表示把持件26A、26B的移动方向。
[0073] 光线输出部15A、15B中的至少一方设置成能够相对于末端执行器23移动。在把持件26A设置有光线输出部15A，在把持件26B设置有光线输出部15B。光线输出部15A、15B与把持件26A、26B联动地移动。通过把持件26A滑动移动，光线输出部15A滑动移动，通过把持件26B滑动移动，光线输出部15B滑动移动。可以在把持件26A的侧面设置光线输出部15A，也可以将光线输出部15A与把持件26A设为一体。可以在把持件26B的侧面设置光线输出部15B，也可以将光线输出部15B与把持件26B设为一体。
[0074] 也可以将光线输出部15A和把持件26A固定于末端执行器23，使光线输出部15B和把持件26B能够滑动移动。也可以将光线输出部15B和把持件26B固定于末端执行器23，使光线输出部15A和把持件26A能够滑动移动。
[0075] 从光线输出部15A、15B输出的光线也可以是可见波长的激光光线或红外波长的激光光线。在图4中，用附图标号L2表示从光线输出部15A输出的光线，用附图标号L3表示从光线输出部15A输出的光线。光线输出部15A、15B也可以是激光指示器等光线发射装置。在光线输出部15A、15B输出红外波长的激光光线的情况下，将具有与红外波长对应的感光性物质的涂敷部设置于示教用工件8。即，将由于从光线输出部15A、15B输出的红外波长的激光光线而感光的感光性部件设置于示教用工件8。
[0076] 图5是末端执行器23的放大图。在把持件26A的侧面设置有光线输出部15A，在把持件26B的侧面设置有光线输出部15B。在图5中，在把持件26A的外侧面设置有光线输出部15A，但也可以在把持件26A的内侧面设置光线输出部15A。在图5中，在把持件26B的外侧面设置有光线输出部15A，但也可以在把持件26B的内侧面设置光线输出部15A。把持件26A的内侧面与把持件26B的内侧面对置。把持件26A的外侧面是把持件26A的内侧面的相反侧的面。把持件26B的外侧面是把持件26B的内侧面的相反侧的面。
[0077] 在机械手2的动作的示教中，从光线输出部15A输出的光线L2和从光线输出部15B输出的光线L3朝向具有多个标记7(7A、7B)的示教用工件8。在图5所示的示教用工件8的一例中，示教用工件8为立方体形状，在示教用工件8设置有标记7A、7B。标记7A、7B设置于示教用工件8的被照射光线L2、L3的面。
[0078] 也可以将标记7A、7B设置于示教用工件8的被照射光线L2、L3的面的外周部分。在图5所示的示教用工件8的一个例子中，以标记7A与标记7B对置的方式，在立方体形状的示教用工件8的两边设置有标记7A、7B。在从光线输出部15A、15B输出的光线L2、L3朝向示教用工件8的状态下，机械手控制部3控制机械手2的动作。在机械手2的动作的示教中，在对输入部4输入了与机械手2的操作有关的操作输入的情况下，机械手控制部3根据输入到输入部4的操作输入来控制机械手2的动作。
[0079] 作业者通过参照从光线输出部15A、15B输出的光线L2、L3的各位置和示教用工件8的标记7A、7B的各位置来移动机械手2，能够容易地进行机械手2的动作的示教。作业者在机械手2的动作的示教中，能够进行把持件26A、26B是否与示教用工件8干涉的检查。
[0080] 在从光线输出部15A、15B输出的光线L2、L3照射到示教用工件8的情况下，作业者能够参照照射到示教用工件8的光线L2、L3的位置。这样，作业者能够将照射到示教用工件8的光线L2、L3的各位置作为示教用工件8的把持位置的大致基准。在把持件26A、26B把持示教用工件8的情况下，示教用工件8的把持位置是把持件26A、26B与示教用工件8的接触位置。例如，通过参照照射至示教用工件8的光线L2、L3的各位置，能够使把持件26A、26B的至少一方滑动移动，使把持件26A与把持件26B之间的间隔与示教用工件8的宽度的尺寸大致相同。
[0081] 在把持件26A的侧面设置光线输出部15A，在把持件26B的侧面设置光线输出部15B的情况下，也可以调整从光线输出部15A输出的光线L2和从光线输出部15B输出的光线L3的发散角，增大光线L2、L3的发散角。由此，作业者能够更容易地掌握示教用工件8的把持位置。
[0082] 图6是末端执行器23的放大图。通过在把持件26A的内部设置光线输出部15A而使光线输出部15A与把持件26A成为一体。另外，通过在把持件26B的内部设置光线输出部15B而使光线输出部15B与把持件26B成为一体。
[0083] 以从光线输出部15A输出的光线L2的光轴与把持件26A的中心轴CL2一致且从把持件26A的末端射出光线L2的方式，在把持件26A设置有光线输出部15A。以从光线输出部15A输出的光线L2照射到示教用工件8的标记7A的方式移动机械手2，从而把持件26A的中心轴CL2与示教用工件8的标记7A在规定方向上重叠。
[0084] 以从光线输出部15B输出的光线L3的光轴与把持件26B的中心轴CL3一致且从把持件26B的末端射出光线L3的方式，在把持件26B设置有光线输出部15B。以从光线输出部15B输出的光线L3照射到示教用工件8的标记7B的方式移动机械手2，从而把持件26B的中心轴CL3与示教用工件8的标记7B在规定方向上重叠。
[0085] 图7是末端执行器23的放大图。在把持件26A的侧面设置有光线输出部15A，在把持件26B的侧面设置有光线输出部15B。在机械手2的动作的示教中，从光线输出部15A输出的光线L2和从光线输出部15B输出的光线L3朝向具有多个标记7(7A、7B)的示教用工件8。在图7所示的示教用工件8的一例中，示教用工件8为环形状，在示教用工件8设置有标记7A、7B。
标记7A、7B设置于示教用工件8的被照射光线L2、L3的面。
[0086] 也可以在示教用工件8的被照射光线L2、L3的面的外周部分设置标记7A、7B。在图7所示的示教用工件8的一个例子中，以标记7A与标记7B对置的方式，在环形状的示教用工件8的外周部分设置有标记7A、7B。在从光线输出部15A、15B输出的光线L2、L3朝向示教用工件
8的状态下，机械手控制部3控制机械手2的动作。在机械手2的动作的示教中，在对输入部4输入了与机械手2的操作有关的操作输入的情况下，机械手控制部3根据输入到输入部4的操作输入来控制机械手2的动作。
[0087] 参照图7，对把持件26A、26B的位置确认方法进行说明。在此，使用如下方式：将把持件26A、26B插入环形状的示教用工件8的内侧，使把持件26A、26B的至少一方滑动移动，而把持件26A、26把持示教用工件8。使末端执行器23移动至示教用工件8的上方，从光线输出部15A、15B输出光线L2、L3。作业者通过参照从光线输出部15A、15B输出的光线L2、L3的各位置，能够确认在把持件26A、26B把持示教用工件8时把持件26A、26B是否位于示教用工件8的内侧。即，作业者能够目视确认插入到示教用工件8的内侧的把持件26A、26B的位置。图7所示的把持件26A、26B的位置确认方法也能够应用于使用图6所示的末端执行器23的情况。
[0088] 从光线输出部15A输出的光线L2的颜色与从光线输出部15B输出的光线L3的颜色也可以不同。即，也可以变更光线输出部15A、15B的光线的输出设定，以使光线输出部15A的发光颜色与光线输出部15A的发光颜色不同。例如，在将光线输出部15A和把持件26A固定于末端执行器23并使光线输出部15B和把持件26B能够滑动移动的情况下，也可以从光线输出部15A输出红色的光线L2，从光线输出部15B输出绿色的光线L3。
[0089] 图8的(A)及图8的(B)是末端执行器23的放大图。在把持件26A的侧面设置有光线输出部15A、15C，在把持件26B的侧面设置有光线输出部15B、15D。光线输出部15A、15C设置于把持件26A的相同的侧面。光线输出部15B、15D设置于把持件26B的相同的侧面。把持件26A的设置有光线输出部15A、15C的侧面沿着把持件26A的长度方向延伸。把持件26B的设置有光线输出部15B、15D的侧面沿着把持件26B的长度方向延伸。既可以在把持件26A的外侧面设置光线输出部15A、15C，也可以在把持件26A的内侧面设置光线输出部15A、15C。既可以在把持件26B的外侧面设置光线输出部15B、15D，也可以在把持件26B的内侧面设置光线输出部15B、15D。
[0090] 在机械手2的动作的示教中，从光线输出部15A输出的光线L2、从光线输出部15B输出的光线L3、从光线输出部15C输出的光线L4以及从光线输出部15D输出的光线L5朝向示教用工件8。在把持件26A的进深较长的情况下，也可以在把持件26A的相同侧面设置2个光线输出部15(15A、15C)。在把持件26B的进深较长的情况下，也可以在把持件26B的相同侧面设置2个光线输出部15(15B、15D)。作业者通过参照从光线输出部15A～15D输出的光线L2～L5的各位置，能够掌握示教用工件8的把持位置。
[0091] 光线L2、L4的颜色与光线L3、L5的颜色也可以不同。即，也可以变更光线输出部15A、15B的光线的输出设定，以使光线输出部15A的发光颜色与光线输出部15B的发光颜色不同。例如，在将光线输出部15A、15C和把持件26A固定于末端执行器23，使光线输出部15B、
15D和把持件26B能够滑动移动的情况下，也可以从光线输出部15A、15C输出红色的光线L2、L4，从光线输出部15B、15D输出绿色的光线L3、L5。另外，光线L2～L5的各色也可以分别不同。
[0092] 也可以代替在末端执行器23设置把持件26A、26B，而在末端执行器23设置喷涂涂装装置、涂敷装置、钻头、螺纹紧固装置、注入液体的装置、焊接装置等。
[0093] ＜第3实施方式＞
[0094] 对第3实施方式进行说明。在第3实施方式中，对与第1、第2实施方式相同的构成要素标注与第1、第2实施方式相同的附图标号，并省略其说明。图9是第3实施方式的控制系统1的结构图。也可以适当组合第1～第3实施方式的控制系统1。控制系统1具有机械手2、机械手控制部3、输入部4、光线输出部5、发光控制部6和拍摄装置9。
[0095] 拍摄装置9是拍摄示教用工件8并生成拍摄图像的照相机。拍摄装置9以规定的帧率拍摄示教用工件8，依次生成图像数据。拍摄装置9生成的图像数据被发送到机械手控制部3。拍摄装置9例如具有透镜等光学系统和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)、CCD(Charge Coupled Device)等拍摄元件。在图9中，拍摄装置9设置于机械手2。可以在臂22处设置拍摄装置9，也可以在末端执行器23处设置拍摄装置9。另外，也可以将拍摄装置9与机械手2分离地配置。
[0096] 发光控制部6控制光线输出部5的光线L1的输出的开始以及停止。发光控制部6具有发光指示受理部61、发光指示部62以及发光选择部63。发光选择部63控制从发光指示部62对光线输出部5的发光指示的定时。从机械手控制部3向发光控制部6和拍摄装置9发送拍摄触发信号(拍摄控制信号)。拍摄装置9响应从机械手控制部3发送的拍摄触发信号，生成图像数据。发光选择部63控制发光指示部62，使得从发光指示部62对光线输出部5的发光指示的定时与拍摄触发信号的隔次(日语：隔回)同步。光线输出部5根据来自发光指示部62的发光指示的定时，间歇地输出光线L1。这样，光线输出部5与拍摄触发信号的隔次同步地间歇地输出光线L1。因此，对示教用工件8间歇性地照射光线L1。
[0097] 拍摄装置9生成对示教用工件8照射了光线L1的状态的示教用工件8的图像数据(第1图像数据)和未对示教用工件8照射光线L1的状态的示教用工件8的图像数据(第2图像数据)。机械手控制部3从拍摄装置9取得第1图像数据和第2图像数据。机械手控制部3对第1图像数据和第2图像数据进行比较。机械手控制部3根据第1图像数据和第2图像数据，生成第1图像数据与第2图像数据的差分数据。机械手控制部3根据第1图像数据与第2图像数据的差分数据，检测光线L1的照射位置。
[0098] 图10的(A)～图10的(C)是表示图像数据的一例的图。在图10的(A)中示出了对示教用工件8照射了光线L1的状态下的示教用工件8的图像数据(第1图像数据)。在图10的(B)中示出了未向示教用工件8照射光线L1的状态下的示教用工件8的图像数据(第2图像数据)。图10的(C)示出了第1图像数据与第2图像数据之间的差分数据。在图10的(A)及图10的(C)中，以标号P1表示光线L1的照射位置。
[0099] 机械手控制部3也可以使用第1图像数据与第2图像数据的差分数据(以下，简称为“差分数据”)，进行末端执行器23的更换的是否成功判定。机械手控制部3根据在末端执行器23的更换前生成的差分数据和在末端执行器23的更换后生成的差分数据，判定是否产生了光线L1的照射位置的偏移。机械手控制部3在未产生光线L1的照射位置的偏移的情况下，判定为末端执行器23的更换成功。机械手控制部3在产生了光线L1的照射位置的偏移的情况下，判定为末端执行器23的更换失败。并且，机械手控制部3也可以使用差分数据进行光线输出部5的更换是否成功的判定。
[0100] 机械手控制部3也可以使用差分数据进行光线输出部5的故障(输出不良)的检测。机械手控制部3以一定的间隔生成差分数据。机械手控制部3在无法根据差分数据检测到光线L1的照射位置的情况下，判定为在光线输出部5中发生了故障或者发生了光线输出部5的光线L1的输出不良。机械手控制部3可以在机械手2的动作的示教中的规定的定时生成差分数据，也可以在机械手2的动作的示教前或示教后的规定的定时生成差分数据。
[0101] 机械手控制部3也可以使用差分数据进行末端执行器23的位置偏移的检测。基于在第1定时生成的差分数据和在第2定时生成的差分数据，判定是否发生了光线L1的照射位置的偏移。第1定时和第2定时是不同的定时。机械手控制部3在产生了光线L1的照射位置的偏移的情况下，判定为产生了末端执行器23的位置偏移。机械手控制部3也可以使用差分数据进行光线输出部5的位置偏移的检测。
[0102] ＜第4实施方式＞
[0103] 对第4实施方式进行说明。在第4实施方式中，对与第1～第3实施方式相同的构成要素标注与第1～第3实施方式相同的附图标号，并省略其说明。也可以适当组合第1～第4实施方式的控制系统1。图11是第4实施方式的控制系统1的结构图。控制系统1具备机械手2、机械手控制部3、输入部4、光线输出部5、发光控制部6以及计测装置10。
[0104] 在末端执行器23设置有传感器31，在示教用工件8设置有传感器32。既可以在末端执行器23的外装面配置传感器31，也可以在末端执行器23的内部配置传感器31。既可以在示教用工件8的外装面配置传感器32，也可以在示教用工件8的内部配置传感器32。传感器31、32例如是加速度传感器、倾斜传感器或地磁传感器。传感器31、32也可以是具有加速度传感器、倾斜传感器以及地磁传感器中的任意2个以上的传感器单元。
[0105] 计测装置10取得由传感器31、32计测出的计测数据。也可以通过有线或无线方式将计测装置10与传感器31连接。也可以通过有线或无线方式将计测装置10与传感器32连接。
[0106] 计测装置10包括处理部101和显示部102。处理部101由CPU等处理器、存储用于使处理器动作的程序、控制数据等的ROM、作为处理器的工作区域发挥功能的RAM等构成。显示部102显示处理部101的运算处理的结果等数据、信息。另外，显示部102也可以具有用于供作业者进行操作的设备。用于作业者进行操作的设备例如是键盘、按钮、触摸面板等。
[0107] 处理部101基于由传感器31计测出的计测数据，取得末端执行器23的姿势信息，基于由传感器32计测出的计测数据，取得示教用工件8的姿势信息。处理部101是取得部的一例。
[0108] 在传感器31、32为加速度传感器或倾斜传感器的情况下，处理部101基于由传感器31、32计测出的计测数据，运算末端执行器23的倾斜及示教用工件8的倾斜。在该情况下，末端执行器23的姿势信息包含与末端执行器23的倾斜有关的信息，示教用工件8的姿势信息包含与示教用工件8的倾斜有关的信息。末端执行器23的倾斜也可以是末端执行器23相对于铅垂方向的倾斜。示教用工件8的倾斜也可以是示教用工件8相对于铅垂方向的倾斜。
[0109] 在传感器31、32是地磁传感器的情况下，处理部101基于由传感器31、32计测出的计测数据，运算末端执行器23的方位角以及示教用工件8的方位角。在该情况下，末端执行器23的姿势信息包含与末端执行器23的方位角有关的信息，示教用工件8的姿势信息包含与示教用工件8的方位角有关的信息。
[0110] 处理部101将末端执行器23的姿势信息及示教用工件8的姿势信息显示于显示部102。作业者也可以参照末端执行器23的姿势信息以及示教用工件8的姿势信息，进行机械手2的动作的示教。作业者通过参照从光线输出部5输出的光线L1的位置、示教用工件8的标记7的位置、末端执行器23的姿势信息、示教用工件8的姿势信息来移动机械手2，能够更准确地进行机械手2的动作的示教。
[0111] 机械手控制部3也可以从计测装置10取得末端执行器23的姿势信息以及示教用工件8的姿势信息。机械手控制部3也可以通过基于末端执行器23的姿势信息以及示教用工件8的姿势信息来控制机械手2的动作，从而调整机械手2的倾斜、姿势等，或者调整末端执行器23的倾斜、姿势等。
[0112] 在机械手2的倾斜、姿势等的调整后或末端执行器23的倾斜、姿势等的调整后，作业者参照从光线输出部5输出的光线L1的位置和示教用工件8的标记7的位置，使机械手2移动，由此能够更准确地进行机械手2的动作的示教。另外，当自动进行机械手2的倾斜、姿势等的调整和末端执行器23的倾斜、姿势等的调整时，机械手2、末端执行器23有可能与周围的物体发生干涉。因此，作业者也可以通过对机械手控制部3进行用于使机械手2、末端执行器23的动作静止的指示，从而能够使机械手2、末端执行器23的动作静止。
[0113] ＜第5实施方式＞
[0114] 对第5实施方式进行说明。在第5实施方式中，对与第1～第4实施方式相同的构成要素标注与第1～第4实施方式相同的附图标号，并省略其说明。也可以适当组合第1～第5实施方式的控制系统1。图12是第5实施方式的控制系统1的结构图。控制系统1具备机械手2、机械手控制部3、输入部4、距离计测装置11、计测控制部12以及显示部13。
[0115] 距离计测装置11设置于末端执行器23，从距离计测装置11的末端部分输出光线，计测从距离计测装置11到对象物的距离。距离计测装置11是输出部的一例。距离计测装置11以埋入末端执行器23的内部的方式配置，距离计测装置11的末端部分从末端执行器23露出。从距离计测装置11输出的光线也可以是可见波长的激光光线或红外波长的激光光线。
在图12中，用标号L6表示从距离计测装置11输出的光线。距离计测装置11也可以是激光测距仪。
[0116] 计测控制部12是控制距离计测装置11的发光且控制距离计测装置11的距离计测的装置。计测控制部12由CPU等处理器、存储用于使处理器动作的程序、控制数据等的ROM、作为处理器的工作区域发挥功能的RAM等构成。显示部13显示计测控制部12的运算处理的结果等数据、信息。显示部13显示由距离计测装置11计测出的从距离计测装置11到对象物的距离值。另外，显示部13也可以具有用于供作业者进行操作的设备。用于作业者进行操作的设备例如是键盘、按钮、触摸面板等。
[0117] 计测控制部12具有计测指示受理部121、计测指示部122以及距离值取得部123。在计测指示受理部121受理了计测开始的指示的情况下，计测指示部122向距离计测装置11发出距离计测开始的指示信号。距离计测装置11响应来自计测指示部122的距离计测开始的指示信号，开始发光，输出光线L6，并且计测从距离计测装置11至示教用工件8的距离。在计测指示受理部121受理了距离计测停止的指示的情况下，计测指示部122向距离计测装置11发出距离计测停止的指示信号。距离计测装置11响应来自计测指示部122的距离计测停止的指示信号，停止发光，停止光线L6的输出，并且停止距离计测。
[0118] 计测控制部12以及显示部13也可以设置于末端执行器23。也可以在末端执行器23的侧面等的不与把持件25A、25B接触的位置设置计测控制部12以及显示部13。也可以通过在末端执行器23的内部配置计测控制部12，使计测控制部12与末端执行器23成为一体。也可以在末端执行器23的外装面配置计测控制部12。
[0119] 也可以将计测控制部12配置在与末端执行器23分离的位置。也可以利用铺设于机械手2的线缆将计测控制部12与机械手2连接，通过有线方式将距离计测装置11与计测控制部12连接。另外，也可以通过无线方式将距离计测装置11与计测控制部12连接。也可以将显示部13配置在与末端执行器23分离的位置。也可以通过有线或无线方式将计测控制部12与显示部13连接。
[0120] 针对计测指示受理部121的计测开始以及计测结束的指示也可以是由作业者进行的开关操作、来自机械手控制部3或者其他设备的控制信号的输入等。也可以是，作业者通过操作与机械手2连接的开关，对计测指示受理部121进行计测开始和计测结束的指示。开关可以是按下按钮，也可以是脚踏板。也可以通过作业者的声音输入，对计测指示受理部121进行计测开始以及计测结束的指示。
[0121] 距离计测装置11计测从距离计测装置11至示教用工件8的距离，输出从距离计测装置11至示教用工件8的距离值(距离数据)。距离值取得部123从距离计测装置11取得从距离计测装置11至示教用工件8的距离值。显示部13显示从距离计测装置11至示教用工件8的距离值。
[0122] 在机械手2的动作的示教中，从距离计测装置11输出的光线L6朝向示教用工件8。在从距离计测装置11输出的光线L6朝向示教用工件8的状态下，机械手控制部3控制机械手
2的动作。在机械手2的动作的示教中，在对输入部4输入了与机械手2的操作有关的操作输入的情况下，机械手控制部3根据输入到输入部4的操作输入来控制机械手2的动作。
[0123] 作业者参照从距离计测装置11输出的光线L6的位置、示教用工件8的标记7的位置、以及从距离计测装置11至示教用工件8的距离值，使机械手2移动，由此能够容易地进行机械手2的动作的示教。例如，在机械手2在工件的XXcm上的位置进行规定的作业的情况下的机械手2的动作的示教中，作业者能够参照从距离计测装置11到示教用工件8的距离值，因此能够容易地进行机械手2的动作的示教。
[0124] 在从距离计测装置11输出的光线L6照射到示教用工件8的情况下，作业者能够参照照射到示教用工件8的光线L6的位置。作业者能够将照射到示教用工件8的光线L6的位置作为示教用工件8的把持位置的大致基准。
[0125] 也可以以从距离计测装置11输出的光线L6的光轴与末端执行器23的中心轴CL1一致的方式，相对于末端执行器23配置距离计测装置11。通过以使从距离计测装置11输出的光线L6照射到示教用工件8的标记7的方式移动机械手2，末端执行器23的中心轴CL1与示教用工件8的标记7在规定方向上重叠。
[0126] 在距离计测装置11输出红外波长的激光光线的情况下，将具有与红外波长对应的感光性物质的涂敷部设置于示教用工件8。即，将由于从距离计测装置11输出的红外波长的激光光线而感光的感光性部件设置于示教用工件8。若对设置于示教用工件8的感光性部件照射红外波长的激光光线，则仅感光性部件的被照射了红外波长的激光光线的部分可视化。由于红外波长的激光光线不可见，因此即使从距离计测装置11输出激光光线的状态持续，也不会对作业者、其他周围的人造成压力。
[0127] 距离计测装置11也可以使用LED等扩散光源来计测从距离计测装置11至示教用工件8的距离。另外，距离计测装置11也可以通过对示教用工件8照射微波、毫米波等，来计测从距离计测装置11至示教用工件8的距离。在这些情况下，也可以将光线输出部5设置于末端执行器23，使从光线输出部5输出的光线L1朝向示教用工件8。计测控制部12也可以控制光线输出部5的发光。另外，也可以是，图12所示的控制系统1具有发光控制部6，发光控制部6控制光线输出部5的发光。
[0128] 图13是表示第5实施方式中的处理的流程的序列图。参照图13，对第5实施方式中的处理的流程进行说明。例如，在需要机械手2的定位的情况下，进行图13所示的处理。作业者进行计测开始操作(S21)，计测指示受理部121受理计测开始的指示(S22)。例如，作业者操作与机械手2连接的开关，或者作业者进行声音输入，由此对计测指示受理部121进行计测开始的指示。并且，也可以是，在作业者开始了机械手2的操作的情况下，机械手控制部3或其他设备对计测指示受理部121进行计测开始的指示。
[0129] 距离计测装置11通过从计测指示部122接收计测开始的指示信号，开始发光，输出光线L6，并且计测从距离计测装置11至示教用工件8的距离(S23)。作业者使用从距离计测装置11输出的光线L6的位置以及示教用工件8的标记7的位置来进行机械手2的动作的示教(S24)。在机械手2的动作的示教中进行机械手2的定位。机械手控制部3生成进行了机械手2的定位时的机械手2的位置坐标并存储到机械手2。机械手控制部3也可以将机械手2的位置坐标存储在外部存储装置中。
[0130] 到达从距离计测装置11至示教用工件8的距离值重要的示教作业(S25)。作为从距离计测装置11至示教用工件8的距离值重要的示教作业，例如可举出喷涂、涂布、注入液体的烹调、焊接等。作业者使用从距离计测装置11输出的光线L6的位置、示教用工件8的标记7的位置以及从距离计测装置11至示教用工件8的距离值来进行机械手2的动作的示教(S26)。
[0131] 对机械手2的动作的示教的一例进行说明。作业者参照从距离计测装置11输出的光线L6的位置以及示教用工件8的标记7的位置，移动机械手2。例如，作业者移动机械手2，以使从距离计测装置11输出的光线L6照射到示教用工件8的标记7。接着，作业者一边参照显示于显示部13的距离值，一边以从使距离计测装置11至示教用工件8的距离值成为所希望的值(例如，距离值D)的方式移动机械手2，进行机械手2的定位。即，将机械手2移动到从距离计测装置11至示教用工件8的距离值成为所希望的值的位置，进行机械手2的定位。作业者能够参照显示于显示部13的距离值来进行机械手2的定位，因此不需要利用规尺等实测示教用工件8与末端执行器23之间的距离。机械手控制部3生成进行了机械手2的定位时的机械手2的位置坐标并存储到机械手2。机械手控制部3也可以将机械手2的位置坐标存储在外部存储装置。
[0132] 在需要机械手2的定位的示教完成的情况下，作业者结束机械手2的动作的示教(S27)。作业者进行计测停止操作(S28)，计测指示受理部121受理计测结束的指示(S29)。例如，作业者操作与机械手2连接的开关，或者作业者进行声音输入，由此对计测指示受理部121进行计测停止的指示。并且，也可以是，在作业者结束了机械手2的操作的情况下，机械手控制部3或其他设备对计测指示受理部121进行计测停止的指示。
[0133] 距离计测装置11通过从计测指示部122接收计测停止的指示信号，停止发光并且停止光线L6的输出，结束距离计测(S30)。在上述中，示出了在进行机械手2的动作的示教之前，开始来自距离计测装置11的光线L6的输出以及距离计测，在机械手2的动作的示教结束之后，结束来自距离计测装置11的光线L6的输出以及距离计测的一例。并不限定于该例，可以从距离计测装置11始终输出光线L6，也可以由距离计测装置11始终进行距离计测。
[0134] ＜变形例＞
[0135] 对第5实施方式的变形例进行说明。例如，在工件的重心位于工件的下部的情况下，利用把持件25A、25B把持工件的下部。因此，在机械手2的动作的示教中，也通过把持件25A、25B把持示教用工件8的下部。在该情况下，作业者对显示于显示部13的距离值加上从示教用工件8的上表面到下部的距离值，来修正显示于显示部13的距离值。然后，参照修正后的距离值，进行机械手2的定位。在第5实施方式的变形例中，对不进行显示于显示部13的距离值的修正而进行机械手2的定位的方法进行说明。
[0136] 图14是第5实施方式的变形例的控制系统1的结构图。控制系统1具备机械手2、机械手控制部3、输入部4、距离计测装置11、计测控制部12以及显示部13。在第5实施方式的变形例的控制系统1中，从距离计测装置11至示教用工件8的距离值从距离值取得部123发送至机械手控制部3。在图14中，通过机械手2进行规定作业(处理)的工件的上部用虚线表示，示教用工件8的高度设定得比工件的高度低。这样，示教用工件8的高度与工件的高度不同。在图14所示的例子中，示教用工件8的高度是工件的一半的高度，但并不限定于该例子，既可以将示教用工件8的高度设定为工件的1/4的高度，也可以设定为工件的3/4的高度。
[0137] 由于示教用工件8的高度设定得比工件的高度低，因此从距离计测装置11至示教用工件8的距离值大于从距离计测装置11至工件的距离值。从距离计测装置11到示教用工件8的距离值是对从距离计测装置11到工件的距离值加上从工件的上表面到下部的距离值而得到的值。这样，通过将示教用工件8的高度设定得比工件的高度低，作业者能够不进行显示于显示部13的距离值的修正而进行机械手2的定位，能够容易地进行机械手2的动作的示教。
[0138] 另外，在通过把持件25A、25B把持示教用工件8的上部的情况下，也可以将示教用工件8的高度设定得比工件的高度高。通过将示教用工件8的高度设定得比工件的高度高，作业者能够不进行显示于显示部13的距离值的修正而进行机械手2的定位，能够容易地进行机械手2的动作的示教。
[0139] 图15是表示第5实施方式的变形例中的处理的流程的时序图。参照图15，对第5实施方式的变形例中的处理的流程进行说明。例如，在需要机械手2的定位的情况下，进行图15所示的处理。在图15所示的时序图的S31～S35的处理中，进行与图13所示的时序图的S21～S25的处理相同的处理，因此省略其说明。
[0140] 作业者使用从距离计测装置11输出的光线L6的位置以及示教用工件8的标记7的位置来进行机械手2的定位(S36)。作业者参照从距离计测装置11输出的光线L6的位置以及示教用工件8的标记7的位置，移动机械手2。例如，也可以以末端执行器23位于示教用工件8的上方且示教用工件8的把持位置与把持件25A、25B的中心轴的位置在规定方向上重叠的方式，移动机械手2来进行机械手2的定位。例如，也可以以末端执行器23位于示教用工件8的上方且从距离计测装置11输出的光线L6照射到示教用工件8的标记7的方式，移动机械手2来进行机械手2的定位。机械手控制部3生成进行了机械手2的定位时的机械手2的位置坐标并存储到机械手2。机械手控制部3也可以将机械手2的位置坐标存储在外部存储装置中。
[0141] 作业者使用输入部4向机械手控制部3发送位置取得信号，并且确定机械手2的定位(S37)。机械手控制部3受理位置取得信号(S38)。机械手控制部3从距离值取得部123取得从距离计测装置11至示教用工件8的距离值。
[0142] 机械手控制部3根据在S36中生成的机械手2的位置坐标和从距离计测装置11到示教用工件8的距离值，新生成机械手2的位置坐标(S39)。新生成的机械手2的位置坐标是对在S36中生成的机械手2的位置坐标追加了与从距离计测装置11到示教用工件8的距离值有关的数据的位置坐标。机械手控制部3将新生成的机械手2的位置坐标存储到机械手2。机械手控制部3也可以将新生成的机械手2的位置坐标存储在外部存储装置中。
[0143] 以上说明的各处理可以被理解为由计算机执行的方法。另外，也可以将用于使计算机执行上述说明的各处理的程序通过网络或者从非暂时性地保持数据的计算机可读取的记录介质等提供给计算机。
[0144] ＜附记＞
[0145] 一种控制系统(1)，其具备：
[0146] 机械手(2)，其具有末端执行器(23)；
[0147] 控制部(3)，其控制所述机械手(2)的动作；以及
[0148] 输出部(5、11、15A、15B)，其设置于所述末端执行器(23)，输出光线(L1～L6)，[0149] 在所述机械手(2)的动作的示教中，在从所述输出部(5、11、15A、15B)输出的所述光线(L1～L6)朝向具有标记(7)的对象物(8)的状态下，所述控制部(3)控制所述机械手(2)的动作。
