CN117916060A - 机器人模拟装置 - Google Patents

Abstract

机器人模拟装置(1)包括：第一负荷设定部(22a)，其将机器人(10)所具备的手部(11)和应由手部把持的工件(19)中的至少一方设定为负荷；第二负荷设定部(22b)，其设定作用于机器人的以动画的形式显示的负荷；负荷记录部(23)，其记录由第一负荷设定部所设定的设定负荷和由第二负荷设定部所设定的动画形式的负荷；以及比较部(24)，其将所记录的设定负荷与动画形式的负荷进行比较。由此，减少在现场的针对机器人的动作程序的修正作业。

Description

机器人模拟装置

技术领域

本发明涉及一种机器人模拟装置。

背景技术

在使机器人基于其动作程序来实际进行动作的情况下，需要正确地设定作用于机器人的负荷。

而且，为了事先掌握机器人进行的作业的可靠性和针对周围环境的安全性，使用离线编程系统进行了机器人的模拟，按照所设定的负荷来计算循环时间(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-144349号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，即使在负荷未被准确地设定的情况和未进行负荷的设定本身的情况下，也能够执行模拟，因此能够计算循环时间。在这种情况下，当使机器人实际地动作并测量循环时间时，可能发生实际的循环时间与通过模拟计算出的循环时间不同的情况。因而，需要在现场修正机器人的动作程序，其结果是，存在机器人的启动变慢这样的问题。

因此，期望一种能够减少在现场的针对动作程序的修正作业的机器人模拟装置。

用于解决问题的方案

根据本公开的第一个方式，提供一种机器人模拟装置，在离线编程系统中被执行，所述机器人模拟装置在离线作业空间内具有至少一个机器人，所述机器人模拟装置具备：第一负荷设定部，其将所述至少一个机器人所具备的端部效应器和该端部效应器的关联构件中的至少一方设定为负荷；第二负荷设定部，其设定在所述模拟装置中作用于所述至少一个机器人的以动画的形式显示的负荷；负荷记录部，其记录在所述机器人模拟装置中执行模拟时由所述第一负荷设定部所设定的设定负荷和由所述第二负荷设定部所设定的动画形式的负荷；以及比较部，其将由该负荷记录部所记录的所述设定负荷与所述动画形式的负荷进行比较。

发明的效果

在第一个方式中，将动画形式的机器人的负荷与设定负荷进行比较，因此在两者之差超过了规定的阈值的情况下，可知设定负荷未被准确地设定。因而，通过重新设定设定负荷，来使模拟中的循环时间变得准确，其结果是能够减少在现场的针对动作程序的修正作业。

在操作者生成机器人的动作程序时仅输入动画形式的负荷而忘记输入设定负荷的情况下，第一个方式是特别有利的。

通过下面的与附图相关联的实施方式的说明，本发明的目的、特征以及优点变得更加明确。

附图说明

图1是基于本公开的机器人模拟装置的框图。

图2是示出基于第一实施方式的机器人模拟装置的动作的流程图。

图3是示出第一实施方式中的负荷的时间图的图。

图4是示出基于第二实施方式的机器人模拟装置的动作的流程图。

图5是示出第二实施方式中的负荷的时间图的图。

具体实施方式

下面，参照添附的附图来说明本发明的实施方式。在所有附图中，针对对应的构成要素标注共同的附图标记。

图1是基于本公开的机器人模拟装置的框图。在离线编程系统中执行的机器人模拟装置1包括控制模拟处理的控制装置20，在与控制装置20连接的显示部5显示模拟的状况。

在显示部5、例如CRT、液晶显示器上，显示有离线作业空间内的具备多个轴的垂直多关节机器人10的模型。图1所示的机器人10的模型在其端部具备作为端部效应器的手部11的模型。而且，手部11的模型把持着工件19的模型。

下面，在本申请说明书中，有时将机器人10的模型、端部效应器(例如手部11)的模型以及工件19的模型分别简称为机器人10、端部效应器(手部11)以及工件19。此外，也存在显示同样结构的多个机器人10的模型来进行模拟的情况。另外，机器人10也可以是其它形态。

并且，端部效应器、例如手部11包括能够把持工件19的各种形态的手部、例如开闭式手部、真空吸附式手部以及磁力吸附式手部。在下面的实施例中，说明作为端部效应器的开闭式手部11对工件19进行把持/释放的动作。然而，本发明不限定于这样的动作，能够包括由端部效应器的关联构件承受该端部效应器所产生的效应的各种动作、即随着机器人10的动作而关联构件的重量(负荷)发生变化的其它动作。

例如，机器人10进行动作并且作为端部效应器的涂装头喷射填充在机器人10所具备的作为关联构件的涂料罐中的涂料的动作、机器人10进行动作并且作为端部效应器的切屑用吸引工具吸引切屑并将切屑保管于作为关联构件的切屑保管用罐的动作等也包括在本公开的范围内。

控制装置20是包括CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、存储器等的计算机，包括模拟执行部21，该模拟执行部21通过公知的方法来模拟机器人10的动作、例如把持工件19并移动之后释放工件19的动作。并且，控制装置20包括第一负荷设定部22a，该第一负荷设定部22a将至少一个机器人10所具备的端部效应器、例如手部11以及该端部效应器的关联构件、例如工件19中的至少一方设定为负荷。第一负荷设定部22a也可以将机器人10所具备的手部11和应由该手部11把持的工件19中的至少一方设定为负荷。并且，控制装置20包括第二负荷设定部22b，该第二负荷设定部22b设定在模拟装置1中作用于机器人10的以动画的形式显示的负荷。此外，这些负荷设定部22a、22b是用于从动作程序28读取对应的设定了负荷的“一行或多行”并解释设定了负荷的程序部分。

并且，控制装置20包括：负荷记录部23，其记录在由模拟执行部21执行模拟时由第一负荷设定部22a所设定的设定负荷和由第二负荷设定部22b所设定的动画形式的负荷；以及比较部24，其将由负荷记录部23所记录的设定负荷与动画形式的负荷进行比较。并且，控制装置20包括警告部25，该警告部25以声音和/或消息的形式对操作者输出警告。

模拟执行部21、负荷设定部22a、22b、负荷记录部23、比较部24以及警告部25是通过由控制装置20的CPU执行的计算机程序实现的功能模块。另外，动作程序28被存储于控制装置20的存储部、例如存储器。存储部27还存储在由CPU执行的各种处理中利用或生成的各种数据。

此外，用于执行CPU所具有的各部的处理的计算机程序也可以通过记录于半导体存储器、磁记录介质或光记录介质之类的计算机可读取的记录介质的形式来被提供。

图2是示出基于第一实施方式的机器人模拟装置的动作的流程图。首先，在步骤S1中，模拟执行部21基于存储于存储部27、例如存储器的机器人10的动作程序28，来执行机器人10的模拟。

本公开中的机器人10的动作设为至少包括手部11对工件19的把持和释放。操作者使用控制装置20的输入部29、例如键盘、鼠标等，来预先生成动作程序28。或者，也可以设为操作者或其他从业人员使用除控制装置20以外的计算机来预先生成动作程序28。

在执行模拟时，机器人10以动画的形式被绘制于显示部5。因而，由机器人10的手部11进行的把持工件19的把持动作和释放工件19的释放动作也以动画的形式被绘制出来。当模拟结束时，获取到进行了动作程序28所记载的动作时的循环时间。

在此，典型的实施例中的机器人10的动作程序28的一部分如下。

1:！FANUC；

2:！ROBOGUIDE Generated This TPP；

3:！Run SimPRO.cf to setup frame and；

4:工具坐标编号[GP1]＝1；

5:用户坐标编号[GP1]＝0；

6:负荷设定[1:EOAT w/o part]；

7:各轴位置[1]100％位置决定；

8:！MoveTo-Pickup('work05')From(；

9:各轴位置[2]100％位置决定；

10:各轴位置[3]100％位置决定；

11:！Pickup('work05')From('Pallet；

12:！WAIT 0.00(sec)；

13:负荷设定[2:EOAT with part]；

14:直线位置[4]2000mm/sec位置决定；

15:！MoveTo-Drop('work05')From('G；

16:各轴位置[5]100％位置决定；

17:各轴位置[6]100％位置决定；

18:！Drop('work05')From('GP:1-；

19:！WAIT 0.00(sec)；

20:负荷设定[1:EOAT w/o part]；

21:直线位置[7]2000mm/sec位置决定；

22:各轴位置[8]100％位置决定；

在动作程序28的第7行的“各轴位置[1]100％位置决定”(カクジクイチ[1]100％イチギメ；)中，通过决定机器人10的各轴的位置，来规定机器人10的开始位置。此外，各轴的位置通过彼此垂直的三个轴线和绕这三个轴线的角度来表示。并且，第8行的“MoveTo-Pickup”的意思是机器人10从开始位置移动至某一位置并由手部11把持并拿起工件19，该位置通过第9行和第10行的“各轴位置[2]100％位置决定”(カクジクイチ[2]100％イチギメ；)等来规定。

第15行的“MoveTo-Drop”的意思是机器人10移动至期望的位置以使工件19下降，期望的位置是通过在如第14行的“直线位置[4]2000mm/sec位置决定”(チョクセンイチ[4]2000mm/secイチギメ；)所记载的那样从把持位置起线性移动之后、如第16行和第17行的“各轴位置[2]100％位置决定”(カクジクイチ[5]100％イチギメ；)等所记载的那样决定各轴的位置来规定的。

之后，第18行的“Drop”的意思是由手部11释放工件19来使该工件19下降。在按照第19行的“WAIT”待机期望时间之后，机器人10按照第21行的“直线位置[7]2000mm/sec位置决定”和第22行的“各轴位置[8]100％位置决定”移动至结束位置。也就是说，上述的动作程序28包括“开始”、“把持”、“释放”、“结束”这四个阶段。

另外，在上述的动作程序28的第6行、第13行、第20行有“负荷设定”(フカセッテイ)的记载。这些行是应记载机器人10所具备的手部11和应由手部11把持的工件19中的至少一方的设定负荷Wb的行。另外，第4行及以后的行中的除第6行、第13行、第20行以外的行是与动画处理有关的设定。换言之，这些行可以转换为应记载在模拟装置1中作用于机器人10的应以动画的形式显示的负荷Wa的行。

此外，第一负荷设定部22a是用于读取应记载设定负荷Wb的行、例如第6行、第13行、第20行并解释设定了负荷Wb的程序部分。同样地，第二负荷设定部22b是用于读取应记载设定负荷Wa的行、例如第4行及以后的行中的除第6行、第13行、第20行以外的行并解释设定了负荷Wa的程序部分。这些解释设为在执行模拟时被进行。

图3是示出第一实施方式中的负荷的时间图的图。在图3中，示出了机器人10的动作中的“开始”、对工件的“把持”、对工件的“释放”、“结束”时的手部11。它们分别与显示于显示部5的在正在执行模拟时绘制的手部11对应。而且，在其下方分别示出了动画形式的负荷Wa和设定负荷Wb的时间图。

在图2的步骤S2中，负荷记录部23通过第二负荷设定部22b来记录动画形式的负荷Wa。具体地说，负荷记录部23通过由模拟执行部21关于被解释为第一负荷设定部22a解释为设定了负荷Wa的行实际进行模拟，来将负荷Wa记录为时间图。在图3所示的负荷Wa的时间图中，可知“开始”、“释放”以及“结束”时的负荷Wa为10kg，“把持”时的负荷Wa为12kg。

换言之，手部11的负荷(重量)为10kg，工件19的负荷(重量)为2kg。此外，在图3中，在手部11的内部显示“10kg”，并且在工件19的内部显示“2kg”。这些数值是为了方便而标记在图3中的，但是并不意味着在模拟时在显示部5像这样进行显示。

另外，上述的动作程序28中的第6行示出机器人10的“开始”时的设定负荷Wb。而且，在第11行中为“Pickiup”，因此第13行示出“把持”工件19时的设定负荷Wb。并且，在第18行中为“Drop”，因此第20行示出“释放”工件19时的设定负荷Wb。

详细地说，在第6行和第20行中为“1:EOAT w/o part”，是“没有零件”的意思，因此在第6行和第20行中能够设定去除工件19后的仅手部11的负荷Wb。并且，在第13行中为“2:EOAT with part”，因此在第13行中能够设定工件19及手部11的总计的负荷Wb。

接下来，在步骤S4中，负荷记录部23基于动作程序28来通过第一负荷设定部22a记录设定负荷Wb。具体地说，负荷记录部23基于被第二负荷设定部22b解释为设定了负荷Wb的行、例如第6行、第13行以及第20行，来以时间图的形式记录负荷Wb。此外，在记录负荷Wb时，未必一定需要模拟执行部21执行模拟，另外，步骤S4也可以设为在执行模拟之前进行。在图3所示的设定负荷Wb的时间图中，如实线所示的那样，“开始”、“把持”以及“释放”时的Wb均为10kg。

接下来，进入步骤S5，比较部24将动画形式的负荷Wa与设定负荷Wb进行比较。具体地说，比较部24判定动画形式的负荷Wa与设定负荷Wb之间的差的绝对值|Wa-Wb|是否比规定的阈值A1大。阈值A1设为与工件19的重量大致相等。

在图3所示的例子中，动画形式的负荷Wa在“把持”时从10kg增加至12kg，与此相对，实线所示的设定负荷Wb从“开始”到“结束”没有发生变化，在“把持”时也仍旧是10kg。

在这种情况下，能够判断为在“把持”时(动作程序28的第13行)仅输入了手部11的负荷而没有输入工件19的负荷。因而，判定为“把持”时的差的绝对值|Wa-Wb|比阈值A1大，进入步骤S6。在步骤S6中，由警告部25以声音或消息的形式对操作者输出警告，以修正动作程序28。

对于此，关于图3中虚线所示的设定负荷Wb，在“开始”时的设定负荷为10kg，但从“把持”到“释放”的设定负荷变为12kg，在“释放”后恢复为10kg。因而，在虚线所示的设定负荷Wb的情况下，能够判断为在动作程序28中也考虑到工件19的负荷的基础上进行了输入。

在这种情况下，判断为“把持”时的差的绝对值不大于阈值A1，因此不输出警告部25的警告而结束处理。也就是说，如果从“把持”到“释放”的设定负荷比“开始”时和“结束”时的设定负荷大阈值A1的量，则能够判断为在动作程序28中输入了工件19的负荷。

像这样，在第一实施方式中，将动画形式的机器人10的负荷Wa与设定负荷Wb进行比较，因此在两者之差超过了规定的阈值A1的情况下，可知设定负荷Wb未被准确地设定。具体地说，在第一实施方式中，可知仅将手部11的负荷设定为设定负荷Wb但没有设定工件19的负荷。因而，步骤S6中的警告部25的警告优选为表示没有设定工件19的负荷的内容。

而且，在掌握了设定负荷Wb未被准确地设定的情况下，操作者只要重新设定设定负荷Wb即可。在该情况下，操作者只要设定与手部11的负荷及工件19的负荷的总和相当的负荷来作为第13行的“把持”时的设定负荷Wb即可。由此，能够生成准确的动作程序28，其结果是能够进行准确的模拟。

像这样，在本公开中，在离线编程系统执行模拟时，能够参照动画的负荷Wa来掌握是否准确地设定了设定负荷Wb。而且，通过准确地设定设定负荷Wb，使得通过模拟获得的循环时间变得更准确。因此，能够减少在现场的对实际的机器人10的动作程序28的修正。

关于这一点，操作者通常不会在生成动作程序28时忘记设定动画形式的机器人10的负荷Wa。然而，也存在输入了负荷Wa但操作者忘记输入设定负荷Wb的情况。本公开对于操作者仅输入动画形式的负荷Wa而忘记输入设定负荷Wb的情况特别有利。

另外，图4是示出基于第二实施方式的机器人模拟装置的动作的流程图，图5是示出第二实施方式中的负荷的时间图的图。图4的步骤S1～S4与上述是同样的，因此省略再次说明。

在图4的步骤S5’中，判定差的绝对值|Wa-Wb|是否比规定的阈值A2大。阈值A2设为与手部11及工件19的总和的重量大致相等。

在图5所示的例子中，动画形式的负荷Wa在“把持”时从10kg增加至12kg，与此相对，实线所示的设定负荷Wb从“开始”到“结束”没有发生变化，其值也不清楚。

在这种情况下，能够判断为从“开始”到“结束”没有输入手部11的负荷和工件19的负荷这两方。换言之，在第二实施方式中，可以说在步骤S4中没有实际记录设定负荷Wb。因而，判断为“把持”时的差的绝对值|Wa-Wb|比阈值A2大，进入步骤S6。在步骤S6”中，由警告部25以声音或消息的形式对操作者输出警告，以修正动作程序28。该情况下的警告部25的警告优选为表示手部11的负荷和工件19的负荷都未设定的内容。

在步骤S5’中判定为差的绝对值|Wa-Wb|不大于规定的阈值A2的情况下，进入步骤S5”，判定差的绝对值|Wa-Wb|是否比上述的阈值A1大。然后，在判定为比上述的阈值A1大的情况下，进入步骤S6”，输出表示没有设定工件19的负荷的警告。由此，能够对操作者准确地传达是仅修正动作程序28中的手部11(端部效应器)的负荷、还是修正动作程序28中的手部11(端部效应器)的负荷和工件19(关联构件)的负荷这两方。

应当明白，在这种情况下也能够获得与上述的实施方式大致同样的效果。

本公开的方式

根据第一个方式，提供一种机器人模拟装置，在离线编程系统中被执行，所述机器人模拟装置在离线作业空间内具有至少一个机器人(10)，所述机器人模拟装置(1)具备：第一负荷设定部(22a)，其将所述至少一个机器人所具备的端部效应器和该端部效应器的关联构件中的至少一方设定为负荷；第二负荷设定部(22b)，其设定在所述模拟装置中作用于所述至少一个机器人的以动画的形式显示的负荷；负荷记录部(23)，其记录在所述机器人模拟装置中执行模拟时由所述第一负荷设定部所设定的设定负荷(Wb)和由所述第二负荷设定部所设定的动画形式的负荷(Wa)；以及比较部(24)，其将由该负荷记录部所记录的所述设定负荷与所述动画形式的负荷进行比较。

根据第二个方式，在第一个方式中，还具备警告部(25)，在所述设定负荷与所述动画形式的负荷之间的差为规定的阈值以上的情况下，所述警告部(25)输出警告。

根据第三个方式，在第二个方式中，使所述警告部根据所述规定的阈值来输出不同的警告。

方式的效果

在第一个方式中，将动画形式的机器人的负荷与设定负荷进行比较，因此在两者之差超过了规定的阈值的情况下，可知设定负荷未被准确地设定。因而，通过重新设定设定负荷，来使模拟中的循环时间变得准确，其结果是能够减少在现场的针对动作程序的修正作业。

在第二个方式中，能够提醒操作者修正动作程序。

在第三个方式中，能够对操作者传达是仅修正动作程序中的端部效应器的负荷、还是修正动作程序中的端部效应器的负荷和关联构件的负荷这两方。

上面对本发明的实施方式进行了说明，但本领域技术人员应当理解，能够在不脱离权利要求书的公开范围的情况下进行各种修正和变更。

附图标记说明

1：模拟装置；10：机器人；11：手部(端部效应器)；19：工件(关联构件)；20：控制装置；21：模拟执行部；22a：第一负荷设定部；22b：第二负荷设定部；23：负荷记录部；24：比较部；25：警告部；27：存储部；28：动作程序；29：输入部。

Claims (3)

1.一种机器人模拟装置，在离线编程系统中被执行，所述机器人模拟装置在离线作业空间内具有至少一个机器人，所述机器人模拟装置具备：

第一负荷设定部，其将所述至少一个机器人所具备的端部效应器和该端部效应器的关联构件中的至少一方设定为负荷；

第二负荷设定部，其设定在所述模拟装置中作用于所述至少一个机器人的以动画的形式显示的负荷；

负荷记录部，其记录在所述机器人模拟装置中执行模拟时由所述第一负荷设定部所设定的设定负荷和由所述第二负荷设定部所设定的动画形式的负荷；以及

比较部，其将由该负荷记录部所记录的所述设定负荷与所述动画形式的负荷进行比较。

2.根据权利要求1所述的机器人模拟装置，其中，

还具备警告部，在所述设定负荷与所述动画形式的负荷之间的差为规定的阈值以上的情况下，所述警告部输出警告。

3.根据权利要求2所述的机器人模拟装置，其中，

使所述警告部根据所述规定的阈值来输出不同的警告。