CN1947961A

CN1947961A - 机器人的离线示教装置

Info

Publication number: CN1947961A
Application number: CNA2006101422449A
Authority: CN
Inventors: 长塚嘉治; 井上幸三
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2026-10-10
Also published as: DE602006000648D1; CN100537156C; US20070083291A1; JP2007108916A; DE602006000648T2; US7324873B2; JP3971773B2; EP1777600B1; EP1777600A1

Abstract

一种离线示教装置，包括：数据取得部，其根据已有的第1工件的第1加工程序，在各个预定示教点取得位置和方向数据以及包括插值命令在内的加工条件数据；加工路径计算部，其基于位置和方向数据以及插值命令，在第1程序中确定加工路径；模型生成部，其通过使用几何特征不同于第1工件的第2工件的第2工件模型的数据，生成表示第2工件上的加工范围的加工线；示教点计算部，其确定加工路径和加工线之间的几何相关，在加工线上的各个示教点确定位置和方向；程序生成部，其通过使用既定示教点的加工条件数据以及示教点的位置和方向，生成第2工件的加工程序。

Description

机器人的离线示教装置

技术领域

本发明涉及机器人的程序设计技术，尤其涉及在离线的状态下对机器人的加工动作进行示教的离线示教装置。

背景技术

在使用了机器人、尤其在使用了产业用机器人的生产系统中，已知的有通过在机器人的手臂端上安装了加工工具(即手端操作装置)，对工件(即作业对象物)执行电弧焊接等加工作业的加工机器人系统。在这种加工机器人系统中，为了提高生产现场的工作效率，不运行实际机器的机器人来进行示教加工动作的离线示教法。一般情况下，在离线示教法中，让电子计算机具有机器人以及其作业环境的模型，在显示画面上让机器人模型模拟执行希望的机器人动作，这样，就得到了应该示教给实机机器人的位置/姿势数据、动作顺序数据以及加工条件数据。

在加工机器人系统中进行离线示教法的情况下，通常，在电子计算机中安装需要的软件而构成的离线示教装置，在使用机器人以及作业环境的模型制作加工程序后，将该加工程序提供给控制实机机器人的机器人控制装置，使机器人在机器人控制装置的控制下试行对于工件的加工作业。而后，一边确认加工品质，一边调整臂的加工姿势、示教点的加工顺序、加工条件等，或者根据需要来追加命令，由此来确定最佳的加工程序。这里，在加工条件中一般含有速度、加速度、插补方式等与臂动作相关的条件、和焊接电流、激光输出等与加工作业内容相关的条件。

在使用了上述加工机器人系统的生产现场中，存在对形状及尺寸等几何学的特征类似的工件实施同种加工作业的情况。在这样的情况下，一般认为，如果可以将在对特定的工件而准备的加工程序中包含的各种数据利用到其它类似工件的加工程序中，则针对类似工件的机器人的程序设计变得容易，故此，生产现场的运行效率会进一步提高。

例如特开平6-337711号公报(JP-A-6-337711)公开了这样的结构，即在焊接机器人的离线示教装置中，使用基本型工件的示教数据(主程序)，作成通过对于基本型工件进行扩大、缩小、组合可构成的类似工件的示教数据。类似工件的示教数据，包含：将主程序的位置数据以扩大、缩小、组合的方式进行了变更的位置数据、原封不动地使用了主程序的姿势数据以及焊接条件数据的姿势数据以及焊接条件数据。

另外，特开2004-362018号公报(JP-A-2004-362018)公开了将在关于特定工件的现有示教数据中的、各个示教点中的姿势数据，变换为类似工件的对应示教点的姿势数据，来作成类似工件的示教数据的离线示教法。在此结构中，预先设定了类似工件的各示教点的位置。

在上述的JP-A-6-337711中公开的现有离线示教装置中，仅对于通过对基本型工件进行扩大、缩小、组合可构成的类似工件，可以进行利用了主程序的程序设计。即，对比于基本型工件的焊接作业，就其要求机器人变更姿势这样的形状的工件而言，不能进行利用了主程序的程序设计。

另一方面，在JP-A-2004-362018中公开的离线示教法，是仅将现有示教数据中的姿势数据挪用到类似工件的程序设计中，并以即使对于类似工件也要预先设定各个示教点的位置为前提。在这样的示教点位置的设定中，需要对加工作业有很深的知识并且非常熟练。

发明内容

本发明的目的是，提供一种离线示教装置，其在离线的状态下对机器人加工动作进行示教，在作成对于特定工件几何学的特征类似的工件加工程序时，通过尽可能有效地利用关于特定工件的现有示教数据，对比于特定工件的加工作业，即使对于需要机器人变更姿势这样的形状的工件，也不用反复实机机器人的程序试行、示教数据的调整、命令的追加等作业，就可以容易地作成加工程序，因此可以使生产现场的运行效率显著提高。

为了实现上述目的，本发明提供这样一种在离线的状态下示教机器人加工动作的离线示教装置，其具有：数据取得部，从对于第1工件的现有加工程序，取得与加工执行相关的多个既定示教点的各个位置数据以及姿势数据、和含有插补命令的加工条件数据；加工路径运算部，由数据取得部取得的多个既定示教点的位置数据、姿势数据和插补命令，求在现有的加工程序中的加工路径；模型生成部，使用对具有与第1工件不同的几何学特征的第2工件进行了模型化的第2工件模型的数据，在第2工件模型上附加生成表示第2工件的被加工范围的加工线；示教点运算部，求加工路径运算部求出的加工路径与模型生成部生成的加工线间的几何学的相关性，并且，基于数据取得部取得的多个既定示教点的位置数据以及姿势数据、和几何学的相关性，求在加工线中的多个既定示教点的各个位置以及姿势；和程序生成部，采用数据取得部取得的多个既定示教点的加工条件数据、示教点运算部求出的多个示教点的位置以及姿势，生成对于第2工件的加工程序。

在上述离线示教装置中，示教点运算部求出的几何学的相关性，可以含有加工路径与加工线的长度方向尺寸比。此时，示教点运算部，可以基于多个既定示教点的位置数据与长度方向尺寸比，求多个示教点的所述位置。

另外，示教点运算部求出的几何学的相关性，可以含有在对于第1工件的现有加工程序中确定多个既定示教点的既定基准坐标系、与在对于第2工件的加工程序中确定多个示教点的基准坐标系间的坐标转换关系。此时，示教点运算部，可以基于多个既定示教点的姿势数据和坐标转换关系，求多个示教点的姿势。

上述离线示教装置，还具备设定对于第2工件模型的加工线各自具有理想的位置以及姿势的多个临时示教点的临时示教点设定部。此时，程序生成部，可以对于加工线中的多个示教点以及多个临时示教点之中的、具有最接近的相对位置关系的、示教点和临时示教点的希望数的示教点对，将示教点运算部求出的示教点位置分别变更为临时示教点的理想位置，生成加工程序。

数据取得部，可以从现有加工程序中取得加工开始前的一个以上的既定示教点的位置数据以及姿势数据。此时，示教点运算部，求加工开始前的既定示教点和在加工路径中的加工开始时的既定示教点的第2几何学的相关性，并且，可基于在示教点运算部求得的加工线中的加工开始时的示教点的位置以及姿势、和第2几何学的相关性，来求对于第2工件的加工开始前的一个以上的示教点的位置以及姿势。然后，程序生成部，使用加工开始前的示教点的位置以及姿势，生成对于第2工件的加工程序。

另外，数据取得部，可以从现有加工程序中，取得加工结束后的一个以上的既定示教点的位置数据以及姿势数据。此时，示教点运算部，求加工结束后的既定示教点和在加工路径中的加工结束时的既定示教点的第3几何学的相关性，并且，可基于在示教点运算部求得的加工线中的加工结束时的示教点的位置以及姿势、和第3几何学的相关性，来求对于第2工件的加工结束后的一个以上的示教点的位置以及姿势。然后，程序生成部可以使用加工结束后的示教点的位置以及姿势，生成对于第2工件的加工程序。

附图说明

本发明的上述以及其它的目的、特征和优点，通过关联于附图的以下适合的实施方式的说明会进一步明了。在附图中，

图1是表示本发明的离线示教装置的基本结构的功能方框图。

图2是例示安装了本发明的离线示教装置的加工机器人系统的概要图。

图3A～图3E是分别表示图1的离线示教装置的加工程序作成顺序的主要步骤的图。

图4是表示本发明一实施方式的离线示教装置的结构的功能方框图。

图5A～图5D是分别表示图4的离线示教装置的加工程序作成顺序的主要步骤的图。

图6A～图6F是作为显示画面上的图像分别表示图1或者图4的离线示教装置的加工程序作成顺序的主要步骤的状况图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细地说明。在附图中，在相同或者类似的构成元件上标注共同的参照符号。

参照附图，图1用功能方框图来表示本发明的离线示教装置10的基本结构。离线示教装置10，在离线的状态下示教机器人的加工动作，例如，可以通过在个人计算机等电子计算机上安装需要的软件来构成。

离线示教装置10，具有：数据取得部12，从对于第1工件的现有加工程序P1，取得与加工执行相关的多个既定示教点的各个位置数据PD以及姿势数据OD、和含有插补命令I的加工条件数据CD；加工路径运算部14，由数据取得部12取得的多个既定示教点的位置数据PD、姿势数据OD和插补命令I，求在现有的加工程序P1中的加工路径T1；模型(model)生成部16，采用对具有与第1工件不同的几何学特征的第2工件进行了模型化的第2工件模型M2的数据，在第2工件模型M2上附加生成表示第2工件的被加工范围的加工线L2；示教点运算部18，求加工路径运算部14求出的加工路径T1与模型生成部16生成的加工线L2的几何学的相关性，并且基于数据取得部12取得的多个既定示教点的位置数据PD以及姿势数据OD、和几何学的相关性，求在加工线L2中的多个既定示教点的各个位置PA以及姿势OA；和程序生成部20，采用数据取得部12取得的多个既定示教点的加工条件数据CD、示教点运算部18求出的多个示教点的位置PA以及姿势OA，生成对于第2工件的加工程序P2。

在具有上述结构的离线示教装置10中，示教点运算部18，可以按照由现有加工程序P1得到的加工路径T1与第2工件模型M2的加工线L2的几何学上的相关性(例如长度方向尺寸比)，把加工路径T1上的多个既定示教点的位置数据PD以及姿势数据OD分别转换为加工线L2上的多个示教点的位置PA以及姿势OA。然后，程序生成部20，可以通过将加工路径T1上的多个既定示教点中的加工条件数据CD，原封不动地使用到加工线L2上的多个示教点中，并将其附加在位置PA以及姿势OA的数据上，来生成第2工件的加工程序P2。

因此，在作成对于特定的第1工件几何学的特征类似的第2工件的加工程序P2时，尽可能有效地利用关于第1工件的现有加工程序P1的示教数据，即使对于对比于第1工件的加工作业需要机器人变更姿势这样的形状的第2工件，也不用反复实机机器人的试行程序、调整示教数据、追加命令等作业，就可以容易地作成加工程序P2。其结果，通过离线示教装置10，就可以缩短在生产现场中的加工机器人系统的调试时间，并且可以使系统的工作效率显著提高。

图2例示安装了离线示教装置的加工机器人系统22的概要。加工机器人系统22，具备：例如具有多关节型结构的机器人(机构部)24；安装在机器人24的臂前端的、作为手端操作装置的加工工具26；控制机器人24以及加工工具26的动作的机器人控制装置28；通过LAN30与机器人控制装置28进行连接的离线示教装置10。机器人24，按照现有加工程序P1(图1)，在机器人控制装置28的控制下进行动作，使用加工工具26对第1工件W1进行沿着指定加工路径T1的加工。此外，机器人24，按照离线示教装置10作成的加工程序P2(图1)，在机器人控制装置28的控制下进行动作，使用加工工具26，对第2工件W2进行沿着与加工线L2(图1)对应的指定加工路径T2的加工。

这里，作为例子，第1工件W1和第2工件W2具有曲率彼此不同的弯曲面，前者的加工路径T1和后者的加工路径T2，为曲率以及长度彼此不同的弯曲路径。根据本发明，针对具有这样的类似性的第1工件W1和第2工件W2，机器人24，按照在机器人控制装置28中存储的现有加工程序P1(图1)，和有效利用在现有加工程序P1中的位置数据PD、姿势数据OD以及加工条件数据CD(图1)、用离线示教装置10作成的加工程序P2(图1)，分别执行使用了加工工具26的最优的加工作业。即，在本发明中的所谓“具有第1工件与第2工件不同的几何学的特征”的要件，是假定了这样的结构，即这些工件的形状，就其板、棒、筒、球、框等几何学的种类而言，大致具有属于相同种类的类似性，而另一方面，相互包含有1～3维的尺寸差，或包含有曲面的曲率差，或者包含有局部形状的不同，由此，在加工各个工件的对应位置时，必需变更在加工程序中的位置以及姿势数据。

此外，在现有加工程序P1中的加工条件CD，包含：与机器人24的臂动作相关的速度、加速度、插补方式等动作条件数据、和与使用了加工工具26的加工作业内容相关的焊接电流、激光输出等作业条件数据。在离线示教装置10中，在作成加工程序P2时，不需要一律使用在加工条件数据CD中包含的这些全部的数据。例如，在第1工件W1的材料和第2工件W2的材料不同的情况下，有需要变更作业条件数据的可能性，但是即使在这样的情况下，通过适当挪用不需要变更的数据，也可以容易地作成加工程序P2。另外，关于模型生成部16生成加工线L2时使用的第2工件模型M2的数据，既可以做成在离线示教装置10上附加CAD(计算机辅助设计)等设计功能，由离线示教装置10自身作成数据的结构，也可以做成将由具有CAD等设计功能的外部装置作成的数据取入离线示教装置10中后来使用的结构。

在上述的离线示教装置10中，示教点运算部18求出的几何学上的相关性，可以包含加工路径T1的长度G(图2)和加工线L2的长度g(图2)的长度方向尺寸比G/g。此情况下，示教点运算部18，基于各个既定示教点的位置数据PD和长度方向尺寸比G/g，来求各个示教点的位置PA。如果通过这样的结构，可以把加工路径T1上的多个既定示教点的位置数据PD，容易且正确地转换为加工线L2上的多个示教点的位置PA。

另外，示教点运算部18求出的几何学上的相关性，可以包含在对于第1工件W1的现有加工程序P1中确定多个既定示教点(即加工路径T1)的既定基准坐标系S1(图2)、与在对于第2工件W2的加工程序P2中确定多个示教点(即加工路线L2)的基准坐标系S2(图2)的坐标转换关系H(图2)。此情况下，示教点运算部18，基于各个既定示教点的姿势数据OD和坐标转换关系H，来求各个示教点的姿势OA。如果通过这样的结构，可以把加工路径T1上的多个既定示教点的姿势数据OD，容易且正确地转换为加工线L2上的多个示教点的姿势OA。

参照图3A～图3E，对具有这样的结构的离线示教装置10的加工程序作成顺序的一例进行以下说明。

首先，使用现有的加工程序P1(图1)，如上所述地运算加工路径T1，根据位置数据PD(图1)来求从加工开始点(既定示教点)Q0到加工终止点(既定示教点)Qn(n为自然数)的全路径长G、和从加工开始点Q0到各个既定示教点Q1、Q2、Q3…的路径距离G1、G2、G3…(图3A)。此时，在各规定示教点Q0～Qn中的加工工具26的姿势数据OD以及加工条件数据CD(图1)也同时取得。

接着，求第2工件模型M2的加工线2的全长g(图3B)，并且求加工路径T1的全路径长G与加工线L2的全长g的尺寸比G/g。而后，在加工线L2的两端上分别设定加工开始点(示教点)R0和加工终止点(示教点)Rn。进而，对在加工路径T1中的各个既定示教点Q1、Q2、Q3…的路径距离G1、G2、G3…，乘尺寸比G/g来求距离g1、g2、g3…，在与加工线L2的加工开始点R0相距g1、g2、g3…的位置上，分别设定示教点R1、R2、R3…(图3C)。由此，确定关于第2工件模型M2的各个示教点R0～Rn的位置PA(图1)。

接着，求在现有加工程序P1中使用的既定基准坐标系S1(图2)中的、各个既定示教点Q0～Qn的各自姿势矩阵。这里，在用离线示教法作成现有加工程序P1的情况下，存在将第1工件W1以及加工路径T1模型化的第1工件模型M1以及加工线L1。因此，在第1工件模型M1中，可以根据基准面F1、在各既定示教点Q0～Qn中的法线向量V1和加工线L1，来求既定基准坐标系S1，并且求各既定示教点Q0～Qn的姿势矩阵(图3D)。另一方面，在使用机器人24作成现有加工程序P1时，不存在第1工件模型M1以及加工线L1，所以可以根据例如三个连续的既定示教点、和实际的基准面以及各既定示教点的法线向量，来求既定基准坐标系S1以及各既定示教点Q0～Qn的姿势矩阵。

接着，在第2工件模型M2中，根据基准面F2、在各示教点R0～Rn中的法线向量V2和加工线L2，来求在加工程序P2中使用的基准坐标系(矩阵)S2(图2)(图3E)。而后，通过在由现有加工程序P1求出的各既定示教点Q0～Qn的姿势矩阵上乘以基准坐标系S2(矩阵)(即，使用坐标转换关系H)，来求各示教点R0～Rn的姿势矩阵。由此，确定关于第2工件模型M2的各个示教点R0～Rn的姿势OA(图1)。

通过以上的顺序，可以将在现有加工程序P1中的多个既定示教点Q0～Qn的各个位置数据PD以及姿势数据OD，被转换为第2工件模型M2上的多个示教点R0～Rn的各个位置PA以及姿势OA。而后，通过将现有加工程序P1的各既定示教点Q0～Qn的加工条件数据CD原封不动地设定到各示教点R0～Rn，来作成对于第2工件W2的加工程序P2。作成的加工程序P2，例如通过LAN30提供给机器人控制装置28，机器人24按照加工程序P2执行加工动作。

具有上述结构的离线示教装置10，不需要操作员的经验、知识、熟练，使用对于第1工件W1的现有加工程序P1，就可以作成对于第2工件W2的加工程序P2。除了此结构之外，在希望灵活运用操作员的经验、知识、熟练的情况下，考虑第2工件模型M2以及加工线L2的几何学的特征，操作员，预先对于第2工件模型M2设定好可期待最佳加工品质的、具有理想示教数据(位置、姿势、加工条件)的临时示教点，这是有利的。

图4以及图5A～图5D表示可灵活使用操作员技能的本发明第2实施方式的离线示教装置40。离线示教装置40，因为在具有设定上述的临时示教点并且灵活应用该示教数据的结构之外，具有上述的离线示教装置10的基本结构，所以在对应的结构元件上标注共同的参照符号并省略其说明。

离线示教装置40还具备设定对于第2工件模型M2的加工线L2各自具有理想的位置PB以及姿势OB的多个临时示教点U0～Un的临时示教点设定部42。而后，程序生成部20，对于以上述的顺序确定的加工线L2上的多个示教点R0～Rn、和多个临时示教点U0～Un之中的具有最接近的相对位置关系的示教点Rm(0≤m≤n)和临时示教点Um(0≤m≤n)的希望数的示教点对RU，将示教点运算部18求出的示教点Rm的位置PA分别变更为临时示教点Um的理想位置PB，来生成加工程序P2。如果根据这样的结构，考虑第2工件模型M2以及加工线L2的几何学的特征，将可期待最优加工品质的、具有理想示教数据(位置、姿势、加工条件)的临时示教点U0～Un，对于第2工件模型M2进行设定，对于位置PA，将示教点运算部18求出的示教点Rm的位置PA，分别变更为临时示教点Um的理想位置PB，并生成加工程序P2，所以可以灵活运用操作员的技能。

另外，示教点运算部18求出的几何学的相关性，含有在对于第1工件W1(图2)的现有加工程序P1中确定多个既定示教点Q0～Qn(图3)的既定基准坐标S1(图2)、和在对于第2工件W2的加工程序P2中确定示教点对RU的临时示教点Um的基准坐标系S3(＝S2(图2))的坐标转换关系H(图2)。而后，示教点运算部18基于各个既定示教点Q0～Qn的姿势数据OD和坐标转换关系H，将示教点对RU的临时示教点Um的理想姿势OB变更为示教点运算部18求出的示教点Rm的姿势OA。如果根据这样的结构，对于姿势OA而言，示教点运算部18基于多个既定示教点Q0～Qn的姿势数据OD和坐标转换关系H，可变更示教点对RU的临时示教点Um的理想姿势OB，所以可以灵活使用通过试行所优化的姿势数据OD。

此外，程序生成部20，在存在第2工件模型M2的加工线L2中的多个示教点R0～Rn以及多个临时示教点U0～Un之中的、在示教点对中不包含RU中的示教点Rm以及临时示教点Um的至少一方的情况下，将该存在的示教点Rm以及临时示教点Um的至少一方，进行插入到加工程序P2的处理。如果根据这样的结构，即使对于在示教点运算部18算出的示教点R0～Rn和操作员设定的临时示教点U0～Un中，不能组成具有最接近关系的示教点对RU的这点，也可以使用如这样的示教点R0～Rn或者临时示教点U0～Un的数据。

按照图5A～图5D的记载，对具有如这样的结构的离线示教装置40的加工程序作成顺序的一例进行进一步详细地叙述。

首先，按照上述的顺序(图3A～图3E)，确定第2工件模型M2上的多个示教点R0～Rn的各个的位置PA、姿势OA以及加工条件(与既定的加工条件数据CD对应)(图5A)。另一方面，操作员考虑到第2工件模型M2以及加工线L2的几何学的特征(曲率、尺寸等)，预先将可期待最优加工品质的、分别具有理想示教数据(位置、姿势、加工条件)的多个临时示教点U0～Un，设定在第2工件模型M2中(图5B)。

接着，对于沿着加工线L2具有最接近的相对位置关系的示教点对RU(在图中为R0·U0、R1·U2、R2·U3、R3·U4、Rn·Un的5对)，分别将示教点运算部18求出的各示教点R的位置PA变更为临时示教点U的理想位置PB，同时，将操作员设定的临时示教点U的理想姿势OB变更为示教点运算部18求出的示教点R的姿势OA(图5C)。此后，将在示教点对RU中不包含的示教点R(在图中为R4)以及临时示教点U(在图中为U1)，插入到加工程序P2中(图5D)。由此，作成加工程序P2。

上述的离线示教装置10、40的加工程序作成顺序，可以由操作员一边参照在离线示教装置10、40中设置的显示画面一边来执行。图6A～图6F，表示在上述的加工程序作成顺序的主要步骤中，在显示画面中显示的图像的一例。以下，按照图6A～图6F的记载，将上述的加工程序作成顺序的主要步骤，与操作员的输入指示操作关联起来进行说明。

首先，在离线示教装置10、40的显示画面50中，显示机器人24的模型与第2工件模型M2(图6A)。接着，操作鼠标等输入装置(无图示)，在第2工件模型M2的图像上指示加工对象位置，显示由此生成的加工线L2(图6B)。接下来，例如从机器人控制装置28(图2)中得到现有加工程序P1(图1)，并将其加工路径T1以及既定示教点Qn显示在离线示教装置10的显示画面50上(图6C)。

接着，通过鼠标等输入装置在画面上指示在现有加工程序P1(图1)的既定示教点Qn之中的、需要数据变更的既定示教点Q(图6D)。按照该指示，离线示教装置10执行上述的处理，其结果，沿着第2工件模型M2的加工线L，显示多个示教点R(图6E)。最后，分别将在现有加工程序P1(图1)的既定示教点中的、加工路径T1的前段即加工开始前的1个既定示教点Qu、和加工路径T1的后段即加工结束后的1个既定示教点Qd，与从既定示教点Q向示教点R的变更对应起来，分别变更为第2工件模型M2的加工线L的前段即加工开始前的1个示教点Ru和加工线L的后段即加工结束后的1个示教点Rd(图6F)。

对用于使在上述图6F中的处理变为可能的离线示教装置10的结构，进行简单地说明(关于装置结构元件参照图1以及图4)。

首先，数据取得部12从现有加工程序P1中取得加工开始前的一个以上的既定示教点Qu的位置数据以及姿势数据。接着，示教点运算部18，求出加工开始前的既定示教点Qu和在加工路径T1中的加工开始时的既定示教点Q0(图3A)的第2几何学的相关性(例如相对位置关系)，并且，基于在示教点运算部18求得的加工线L2中的加工开始时的示教点R0(图3C)的位置以及姿势、和第2几何学的相关性，来求对于第2工件W2的加工开始前的一个以上的示教点Ru的位置以及姿势。然后，程序生成部20使用加工开始前的示教点Ru的位置以及姿势，生成对于第2工件W2的加工程序P2。如果根据这样的结构，使用现有加工程序P1的示教数据，就可以求针对第2工件W2的加工开始前的一个以上的示教点Ru的位置以及姿势。

同样，数据取得部12，从现有加工程序P1中取得加工结束后的一个以上的既定示教点Qd的位置数据以及姿势数据。接着，示教点运算部18，求出加工结束后的既定示教点Qd和在加工路径T1中的加工结束时的既定示教点Qn(图3A)的第3几何学的相关性(例如相对位置关系)，并且，基于在示教点运算部18求得的加工线L2中的加工结束时的示教点Rn(图3C)的位置以及姿势、和第3几何学的相关性，来求对于第2工件W2的加工结束后的一个以上的示教点Rd的位置以及姿势。然后，程序生成部20，使用加工结束后的示教点Rd的位置以及姿势，生成对于第2工件W2的加工程序P2。如果根据这样的结构，使用现有加工程序P1的示教数据，可以求针对第2工件W2的加工结束后的一个以上的示教点Rd的位置以及姿势。

在上述结构中，作为基于在加工线L2中的加工开始时的示教点R0和第2几何学的相关性，求针对第2工件W2的加工开始前的示教点Ru的方法，可以采用这样的方法，例如，在现有加工程序P1中，求从加工路径T1上的加工开始时的既定示教点Q0看的加工开始前的既定示教点Qu的坐标系(即，第2几何学的相关性)，并将加工线L2上的加工开始时的示教点R0的坐标乘以该坐标系。同样，作为基于在加工线L2中的加工结束时的示教点Rn和第3几何学的相关性，求针对第2工件W2的加工结束后的示教点Rd的方法，可以采用这样的方法，例如，在现有加工程序P1中，求从加工路径T1上的加工结束时的既定示教点Qn看的加工结束后的既定示教点Qd的坐标系(即，第3几何学的相关性)，并将加工线L2上的加工结束时的示教点Rn的坐标乘以该坐标系。

从以上的说明可以了解，如果根据本发明，在作成对于特定工件几何学的特征类似的工件的加工程序时，尽可能地有效利用关于特定工件的现有示教数据，即使对于对比于特定工件的加工作业需要机器人变更姿势这样的形状的类似工件，不用反复进行实机机器人的试行程序、示教数据的调整、命令的追加等作业，也可以容易地作成加工程序。其结果，根据本发明，可以实现在生产现场中的加工机器人系统的调试时间的缩短以及工作效率的提高。

以上，与其适合的实施方式关联起来对本发明进行了说明，但是本领域的技术人员要理解：在不脱离后述的权利要求的公开范围的情况下，可进行各种修正以及变更。

Claims

1.一种离线示教装置，其用于在离线的状态下示教机器人的加工动作，其特征在于，具有：

数据取得部(12)，其从对于第1工件的现有加工程序(P1)，取得与加工执行相关的多个既定示教点(Q0～Qn)的各个位置数据(PD)以及姿势数据(OD)、和含有插补命令(I)的加工条件数据(CD)；

加工路径运算部(14)，其由所述数据取得部取得的所述多个既定示教点的所述位置数据以及所述姿势数据、和所述插补命令，求出在所述现有的加工程序中的加工路径(T1)；

模型生成部(16)，其使用对具有与所述第1工件不同的几何学特征的第2工件进行了模型化的第2工件模型(M2)的数据，在该第2工件模型上附加并生成表示该第2工件的被加工范围的加工线(L2)；

示教点运算部(18)，其求出所述加工路径运算部求出的所述加工路径与所述模型生成部生成的所述加工线的几何学的相关性，同时，基于所述数据取得部取得的所述多个既定示教点的所述位置数据以及所述姿势数据、和该几何学的相关性，求出在所述加工线中的多个既定示教点(R0～Rn)的各个位置(PA)以及姿势(OA)；和

程序生成部(20)，其采用所述数据取得部取得的所述多个既定示教点的所述加工条件数据、所述示教点运算部求出的所述多个示教点的所述位置以及所述姿势，生成对于所述第2工件的加工程序(P2)。

2.根据权利要求1所述的离线示教装置，其中，

所述示教点运算部求出的所述几何学的相关性，含有所述加工路径与所述加工线的长度方向尺寸比(G/g)，所述示教点运算部，基于所述多个既定示教点的所述位置数据与该长度方向尺寸比，求出所述多个示教点的所述位置。

3.根据权利要求1所述的离线示教装置，其中，

所述示教点运算部求出的所述几何学的相关性，含有在对于所述第1工件的所述现有加工程序中确定所述多个既定示教点的既定基准坐标系(S1)、与在对于所述第2工件的所述加工程序中确定所述多个示教点的基准坐标系(S2)间的坐标转换关系(H)，所述示教点运算部，基于所述多个既定示教点的所述姿势数据和该坐标转换关系，求出所述多个示教点的所述姿势。

4.根据权利要求1所述的离线示教装置，其中，

还具备设定对于所述第2工件模型的所述加工线各自具有理想的位置(PB)以及姿势(OB)的多个临时示教点(U0～Un)的临时示教点设定部(42)，所述程序生成部，就其所述加工线中的所述多个示教点以及所述多个临时示教点之中、具有最接近的相对位置关系的该示教点(Rm)和该临时示教点(Um)的希望个数的示教点对(RU)，将所述示教点运算部求出的该示教点的所述位置分别变更为该临时示教点的该理想的位置，来生成所述加工程序。

5.根据权利要求4所述的离线示教装置，其中，

所述示教点运算部求出的所述几何学的相关性，含有在对于所述第1工件的所述现有加工程序中确定所述多个既定示教点的既定基准坐标系(S1)、与在对于所述第2工件的所述加工程序中确定所述示教点对的所述临时示教点的基准坐标系(S2)间的坐标转换关系(H)，所述示教点运算部，基于所述多个既定示教点的所述姿势数据和该坐标转换关系，变更该示教点对的该临时示教点的所述理想的姿势。

6.根据权利要求4所述的离线示教装置，其中，

所述程序生成部，在存在所述加工线中的所述多个示教点以及所述多个临时示教点之中、不包含在所述示教点对中的该示教点以及该临时示教点的至少一方的情况下，将该存在的示教点以及临时示教点的至少一方，插入到所述加工程序中。

7.根据权利要求1～6的任意一项中所述的离线示教装置，其中，

所述数据取得部，从所述现有加工程序中取得加工开始前的一个以上的既定示教点(Qu)的位置数据以及姿势数据，所述示教点运算部，求出该加工开始前的该既定示教点和在所述加工路径中的加工开始时的所述既定示教点间的第2几何学的相关性，同时，基于在该示教点运算部求得的所述加工线中的加工开始时的所述示教点的所述位置以及所述姿势、和该第2几何学的相关性，来求出对于所述第2工件的加工开始前的一个以上的示教点(Ru)的位置以及姿势，所述程序生成部，使用该加工开始前的该示教点的该位置以及该姿势，生成对于该第2工件的所述加工程序。

8.根据权利要求1～6的任意一项中所述的离线示教装置，其中，

所述数据取得部，从所述现有加工程序中，取得加工结束后的一个以上的既定示教点(Qd)的位置数据以及姿势数据，所述示教点运算部，求出该加工结束后的该既定示教点和在所述加工路径中的加工结束时的所述既定示教点间的第3几何学的相关性，同时，基于在该示教点运算部求得的所述加工线中的加工结束时的所述示教点的所述位置以及所述姿势、和该第3几何学的相关性，来求出对于所述第2工件的加工结束后的一个以上的示教点(Rd)的位置以及姿势，所述程序生成部，使用该加工结束后的该示教点的该位置以及该姿势，生成对于该第2工件的所述加工程序。