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Querverweis auf eine verwandte
Anmeldung
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Die
vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht die Vorteile aus
der Priorität der früheren
japanischen Patentanmeldung Nr. 2008-019144 , die
am 30. Januar 2008 angemeldet wurde und deren Beschreibung hier
durch Bezugnahme mit einbezogen wird.
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Hintergrund der Erfindung
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(Gebiet der Erfindung)
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Roboter-Simulator und ein Verfahren
zur Steuerung eines Roboter-Simulators, und betrifft spezieller
einen Roboter-Simulator, der die Bewegung eines Roboters simuliert,
der eine Vielzahl von Gestalten oder Formen aufweist und ein Bild
eines Bewegungsbereiches des Roboters darstellt.
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(Beschreibung des Standes der Technik)
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Es
ist ein herkömmlicher Roboter bekannt geworden, der zweidimensionale
Bewegungen involviert, die aus einer linearen Bewegung und Drehbewegungen
bestehen. Diese Art des Roboters ist konzeptmäßig
in den 1A und 1B bis 3A und 3B dargestellt.
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Wie
in 1A und in 1B gezeigt
ist, besitzt der Roboter 15 beispielsweise einen Xθ-Mechanismus,
der einen Linear-Bewegungsabschnitt 52, einen Drehantriebsabschnitt 53 und
einen Arm 54 enthält. Der Linear-Bewegungsabschnitt 52 ist
durch eine lineare Betätigungsvorrichtung oder ein Stellglied
konfiguriert. Der Drehantriebs abschnitt 53 wird in einer
X-Richtung (in 1A und in 1B die
horizontale Richtung) versetzt oder verschoben, und zwar mit Hilfe
des Linear-Bewegungsabschnitts 52. Der Drehantriebsabschnitt 53 enthält
eine Basis, welche ein Zentrum der Drehung ist. Eine Spitze des Drehantriebsabschnitts 53 besteht
aus dem Arm 54, der sich in solcher Weise bewegt, um sich
in einer θ-Richtung zu drehen. Ein Werkzeug 55 ist
an der Spitze des Armes 54 montiert. Das Werkzeug 55 wird durch
eine Basis des Armes 54 positioniert und wird in der X-Richtung
bewegt, und ein Spitzenende des Armes 54 wird in der θ-Richtung
um eine Z-Achse gedreht.
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In
diesem Fall wird gemäß der Darstellung in 2A dem
Roboter 15 eine Vielzahl von Figuren oder Formen gegeben
(oder Steuerfiguren), die auszuwählen sind, und zwar zu
einer Position (in den zwei Dimensionen) oder zu einer Haltung hin
(in den drei Dimensionen) des Werkzeugs 55, welches auswählbar
an einem Ende des Armes 54 montiert ist, und zwar an unterschiedlichen
axialen Positionen in der X(Axial)-Richtung. Bei diesem Beispiel
werden die Figuren oder Formen des Roboters 15 in ein rechtsseitiges
System und ein linksseitiges System aufgeteilt, und zwar abhängig
von einer Position (axiale Position), zu welcher sich die Basis
des Armes 54 auf einer X-Achse und in einer Richtung bewegt,
in welche der Arm 54 weist. Mit anderen Worten wird das
Rechtshandsystem verwendet, wenn die Basis des Armes 54 rechts
vom Zentrum des Linear-Bewegungsabschnitts 52 positioniert
ist und wenn der Arm 54 der rechtsseitigen Seite gegenüber
liegt. Das linksseitige System wird verwendet, wenn die Basis des
Armes 54 links vom Zentrum des Linear-Bewegungsabschnitts 52 positioniert
ist und wenn der Arm 54 zu linken Seite hin weist.
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Als
ein Ergebnis wird der Bewegungsbereich des Roboters 51 in
drei Bereiche aufgeteilt: einen Bereich, der lediglich durch das
rechtsseitige System (Bereich 1) betreibbar ist; einen Bereich,
der lediglich durch das linksseitige System (Bereich 3) betreibbar ist;
und einen Bereich, der sowohl von dem linksseitigen als auch dem
rechtsseitigen System (Bereich 2) (siehe 2B) betreibbar
ist. Daher unterscheidet sich der Betriebsbereich des bewegbaren
Bereiches des Roboters 51 in Abhängigkeit von
der Steuerkonfiguration.
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Wenn
innerhalb des Bewegungsbereiches des Roboters 51, der in
der oben beschriebenen Weise konfiguriert ist, ein Hindernis 56 vorhanden
ist, wie dies in 3A und in 3B gezeigt
ist, ergibt sich ein Unterschied in dem Bereich in der Peripherie
des Hindernisses 56, abhängig von der Position,
der Gestalt und der Größe des Hindernisses 56,
welche jenseits der Reichweite des Armes 54 liegt und in
welchem die Bewegung (Operation) nicht möglich ist, zwischen
dem Zustand, wenn die Figur des Roboters 51 das rechtsseitige
System (3A) ist und dem Fall, wenn die
Figur das linksseitige System (3B) ist.
Ein Bereich, in welchem eine Bewegung nicht möglich ist,
und zwar weder durch das rechtsseitige System als auch durch das
linksseitige System, ist ebenfalls vorhanden.
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Als
ein Ergebnis wird die Verteilung der oben beschriebenen nicht betreibbaren
Bereiche schwierig, um diese intuitiv zu realisieren. Wenn daher
die Verteilung des nicht betriebsfähigen Bereiches, der oben
beschrieben ist, oder die betreibbaren Bereiche, ausgeschlossen
die nicht betreibbaren Bereiche, erfasst werden können,
bevor der Roboter 51 eingestellt wird und aktuell arbeitet,
kann eine Programmieroperation oder eine Lehroperation effizient durchgeführt
werden.
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Beispielsweise
ist in der offengelegten
japanischen
Patentveröffentlichung Nr. 7-214485 eine Technologie
offenbart, bei der die Bewegung des Roboters simuliert wird und
in einer Anzeigevorrichtung dargestellt wird.
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Jedoch
werden bei der in der offengelegten
japanischen
Patentveröffentlichung Nr. 7-214485 beschriebenen
Erfindung die Betriebsbereiche oder die nicht betreibbaren Bereiche
nicht in einem Zusammenhang dargestellt, wenn sich die Figur des
Roboters
51 dabei unterscheidet. Eine Darstellkonfiguration
des Gegenstandes der Erfindung, die in der
Veröffentlichung Nr. 7-214485 beschrieben
ist, zeigt den Gesamtroboter
51 in einer perspektivischen
Ansicht und stellt die Bewegung des Roboters
51 im Zusammenhang
mit einem Programm in einer dreidimensionalen Weise dar.
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Bei
der Darstellkonfiguration wie der erläuterten kann die
Tatsache, dass ein nicht betreibbarer oder ein Nicht-Arbeitsbereich
vorhanden ist, lediglich durch ein Ergebnis einer simulierten Bewegung
eines Roboters 1 bestimmt werden. Wenn daher gemäß der
Darstellung in 8 der betreibbare Bereich abweicht,
und zwar abhängig von dem System, wird die Verteilung der
Bereiche, um eine Klarheit zu schaffen, schwierig. Eine Verbesserung
des Wirkungsgrades der Programmieroperation und der Lehroperation
kann nicht erreicht werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen
Punkte entwickelt. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Roboter-Simulator und ein Roboter-Simulator-Steuerverfahren zu schaffen,
bei dem der Roboter-Simulator ein Bild eines Roboters darstellt,
welches eine Vielzahl von Figuren aufweist, und zwar in solcher
Weise, dass ein betreibbarer oder möglicher Arbeitsbereich
von jeder Figur in klarer Weise verstanden werden kann.
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Um
die oben beschriebenen Ziele zu erreichen und die Aufgabe zu lösen,
wird bei einem Roboter-Simulator und einem Roboter-Simulator-Steuerverfahren
der vorliegenden Erfindung, wenn ein Abschnitt eines betreibbaren
Bereiches, der für jede Figur für jedes einer
Vielzahl von Typen von Werkzeugen eingestellt ist, die an dem Roboter
montiert sind und eine Überlappung hinsichtlich zweier
oder mehrerer Figuren auftritt, wenn ein Hindernis innerhalb der
betreibbaren Bereiche positioniert ist, ein Bild des betreibbaren
Bereiches von jeder Figur, die in Anlehnung an das Hindernis rückgestellt
ist, farblich codiert und in einer Anzeigeeinrichtung dargestellt.
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Bei
dem Roboter-Simulator und dem Roboter-Simulator-Steuerverfahren
der vorliegenden Erfindung werden, da sich die betreibbaren Bereiche
in einer Peripherie des Hindernisses für jede Figur unterscheiden,
diese in einer klar erkennbaren Weise oder Zustand dargestellt,
welche Figur dann dazu verwendet werden sollte, um die Operation
innerhalb eines Bereiches durchzuführen, der einfach erfasst werden
kann. Als ein Ergebnis können Programmieroperationen und
Lehroperationen in effizienter Weise durch die Darstellung, auf
die Bezug genommen wird, ausgeführt werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird gemäß einem anderen
Aspekt zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe ein Verfahren
geschaffen, um einen Roboter-Simulator zu steuern, der die Bewegung
eines Roboters simuliert und der einen bewegbaren Bereich des Roboters
in einer Anzeigeeinrichtung darstellt, wobei der Roboter i) eine
Vielzahl von Antriebsachsen aufweist, von denen jede einen betreibbaren
Bereich aufweist, und ii) der Roboter eine Vielzahl von Figuren
aufweist, die für eine Position oder eine Haltung eines
Werkzeugs ausgewählt werden, wobei das Werkzeug auswählbar
an einem Ende des Armes montiert ist, abhängig von der
Aufteilung der betreibbaren Bereiche. Das Verfahren umfasst die
folgenden Schritte: Bestimmen, ob ein Abschnitt eines betreibbaren
Bereiches, der für jede der Figuren eingestellt worden
ist, und zwar für das Werkzeug, welches an dem Roboter
montiert ist, sich überlappt, und zwar in Bezug auf zwei
oder mehrere Figuren unter den Figuren oder nicht; Farbcodierung und
Darstellung in einer Anzeigeeinrichtung eines Bildes des betreibbaren
Bereiches von jeder der Figuren, die in Anlehnung an ein Hindernis
zurückgestellt worden sind, welches innerhalb des betreibbaren
Bereiches positioniert ist, wenn bestimmt wird, dass der Abschnitt
des betreibbaren Bereiches sich überlappt, und zwar in
Bezug auf zwei oder mehrere Figuren, und das Hindernis innerhalb
der sich überlappenden betreibbaren Bereiche positioniert
ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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In
den beigefügten Zeichnungen zeigen:
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1A eine
schematische Frontansicht eines Modells einer Konfiguration eines
Roboters mit einem Xθ-Mechanismus gemäß einer
herkömmlichen Technologie;
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1B eine
schematische Draufsicht auf ein Modell einer Konfiguration des Roboters,
der einen Xθ-Mechanismus enthält, wobei die herkömmliche Technologie
veranschaulicht ist;
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2A ein
Diagramm eines Arbeitsbereiches für jedes System des Roboters;
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2B ein
Diagramm eines Arbeitsbereiches für jedes System des Roboters;
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3A ein
Diagramm äquivalent zu demjenigen von 2A,
wenn ein Hindernis vorhanden ist;
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3B ein
Diagramm, welches äquivalent zu demjenigen von 2A ist,
wenn ein Hindernis angeordnet ist;
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4 ein
Diagramm eines Bildes, welches in einer Anzeigevorrichtung dargestellt
wird, und zwar gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5A ein
Flussdiagramm von Steueroperationen gemäß der
Ausführungsform;
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5B ein
detailliertes Flussdiagramm einer Steueroperation, die in 5A ausgeführt
wird, gemäß der Ausführungsform;
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6 einen
Prüfbereich, der für ein Hindernis eingestellt
wird;
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7 eine
perspektivische Ansicht eines Roboters gemäß der
Ausführungsform;
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8 eine
Frontansicht des Roboters von 7;
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9 eine
perspektivische Bodenflächen-Seitenansicht des Roboters,
von welchem eine umlaufende Einheit in 7 entfernt
worden ist; und
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10 eine
schematische vertikale Querschnittansicht einer Konstruktion der
umlaufenden Einheit von 7.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Es
wird nun unter Hinweis auf die 4 bis 10 eine
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Folgenden
beschrieben.
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In
den beigefügten Zeichnungen zeigen 7 bis 10 detaillierte
Konfigurationsbeispiele eines Roboters 51, die in 1A und 1B als
Modell dargestellt sind. 7 ist eine perspektivische Ansicht
eines Roboters gemäß der Ausführungsform. 8 zeigt
eine Frontansicht des Roboters von 7. In 7 und
in 8 sind Kabel, pneumatische oder hydraulische Rohre
und ähnliches weggelassen.
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Wie
in 7 und in 8 gezeigt
ist, ist ein Roboter 1 allgemein in solcher Weise konfiguriert, dass
eine umlaufende Einheit (äquivalent einer Aufhängeinheit) 3 von
einer sich linear bewegenden Einheit 2 her aufgehängt
ist, um eine lineare Bewegung zuzulassen. Der Roboter 1 ist
in einem vorbestimmten Arbeitsbereich durch die lineare Bewegungseinheit 2 eingestellt
und ist horizontal an einer Decke (äquivalent einer stationären
Zone) fixiert oder ist horizontal an einem Beinabschnitt (äquivalent
einer stationären Zone) (nicht gezeigt) fixiert.
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Die
lineare Bewegungseinheit 2 ist so konfiguriert, dass sie
eine Linear-Bewegungsachse 4 aufweist und als ein Hauptkörper
dient. Eine Führungsschiene 5 ist auf der linearen
Bewegungsachse 4 vorgesehen und verläuft in einer
longitudinalen Richtung. Ein Paar von Schiebern 6 sind
entlang der Führungsschiene 5 so montiert, dass
eine lineare Bewegung zugelassen wird. Die Linear-Achse 4 enthält eine
Kugelschnecke (nicht gezeigt). Die Kugelschnecke oder Kugelschraube
ist in eine Mutter (nicht gezeigt) geschraubt, welche an einem Schieber 6 befestigt
ist. Die Kugelschnecke oder Kugelschraube wird durch einen Linearachsen-Bewegungsmotor 7 in
einem Zustand gedreht, um die Geschwindigkeit zu reduzieren, und
zwar durch eine Befestigungseinheit 8. In Begleitung mit
der Drehung bewegen sich die Schieber 6 in einer linearen
Weise entlang der Führungsschiene 5.
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Der
Linearachsen-Bewegungsmotor 7 ist an der Befestigungseinheit 8 durch
eine Basiskomponente 9 befestigt. Die Basiskomponente 9 ragt
von der linearen Bewegungsachse 4 in einer horizontalen Richtung
vor. Ein Boxen-Anschluss 10 ist an einer Seitenfläche
des vorspringenden Abschnitts montiert. Der Kasten oder die Box 11 ist
an der anderen Seitenfläche der Basiskomponente 9 in
solcher Weise befestigt, dass er/sie sich in einer horizontalen Richtung
erstreckt. Ein Signalkabel C, ein Stromversorgungskabel und ein
pneumatisches Rohr (nicht gezeigt) führen in die Box 11,
und zwar durch die Box-Anschlussvorrichtung 10. Eine Aufhängbasis 12 ist
mit einer Bodenfläche der Schieber 6 verbunden. Die
umlaufende Einheit 3 ist an der Aufhängbasis 12 befestigt.
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9 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Bodenfläche des Roboters 1,
von welchem die umlaufende Einheit 3 entfernt worden ist.
Gemäß der Darstellung in 9 besteht
die Aufhängbasis 12 aus einer Komponente, an welche
die umlaufende Einheit 3 mit Hilfe einer Schraube befestigt
ist. Eine Abdeckkomponente 13 und eine L-gestaltete Kabeldurchführung 14 sind
integral an einer Seitenfläche der Aufhängbasis 12 vorgesehen.
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Ein
Ende eines „Cableveyor" (eingetragene Marke) (d. h. ein
Kabelträger) 15 ist an die Box 11 als Verdrahtungs-Halterungswerkzeug
angeschlossen. Der Cableveyor 15 erstreckt sich in einer
horizontalen Richtung entlang der linearen Bewegungsachse 4.
Der Cableveyor 15 verbindet die Linear-Bewegungseinheit 2 und
die umlaufende Einheit 3 in einem gekrümmten Zustand
mit einer gekrümmten Fläche. Der Cableveyor 15 ist
mit der Box 11 in solcher Weise verbunden, dass die Krümmungsrichtung
oder Kurvenrichtung die horizontale Richtung ist.
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Eine
als lange Platte gestaltete Halterungskomponente 16 ist
an einer Seitenfläche der linearen Bewegungsachse 4 befestigt,
und zwar entlang der longitudinalen Richtung und mit Hilfe eines
Abstandshalters 17. Der Cableveyor 15 erstreckt
sich von der Box 11 entlang der Seitenfläche der
linearen Bewegungsachse 4 in Kontakt mit und entlang der Halterungskomponente 16.
Der Cableveyor 15 ist mit der Kabeldurchführung 14 in
solcher Weise verbunden, dass ein Zwischenabschnitt in einer gekrümmten
oder kurvenförmigen Gestalt zurückgefaltet ist, und
zwar gekrümmt in der horizontalen Richtung.
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Die
Linear-Bewegungseinheit 2 ist in der oben beschriebenen
Weise konfiguriert. Die umlaufende Einheit 3 ist an der
Aufhängbasis 12 befestigt und konfiguriert die
Linear-Bewegungseinheit 2. Die Kabel und das pneumatische
Rohr verlaufen durch den Cableveyor 15 und die Kabeldurchführung 14 und
sind mit der umlaufenden Einheit 3 verbunden. Hierbei ist
der Cableveyor 15 in solcher Weise platziert, dass er niedriger
liegt als das oberste Ende des Roboters 1.
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10 zeigt
eine schematische Querschnittansicht der umlaufenden Einheit 3 von 7.
Wie in 10 dargestellt ist, enthält
die umlaufende Einheit 3 einen Halterungsabschnitt 18,
einen Antriebsabschnitt (äquivalent einer Antriebsquelle) 19,
einen angetriebenen Abschnitt 20, einen umlaufenden Arm (äquivalent
einer bewegbaren Komponente) 21 und einen Liftabschnitt 22.
Der Antriebsanschnitt 19 ist parallel zu der Seite des
Halterungsabschnitts 18 vorgesehen. Der angetriebene Abschnitt 20 wird
durch den Halterungsabschnitt 18 in solcher Weise gehaltert,
dass eine Drehung möglich ist. Der Antriebsabschnitt 19 ist
durch eine Antriebs-Riemenscheibe 25 konfiguriert, die
auf einer Welle 24 eines Drehachsenmotors 23 montiert
ist. Der angetriebene Abschnitt 20 ist in solcher Weise
konfiguriert, dass eine Antriebs-Riemenscheibe 27 an dem
oberen Ende einer Welle 26 montiert ist, die durch den
Halterungsabschnitt 18 gehaltert wird, so dass eine Drehung
zugelassen wird, wobei ein umlaufender Abschnitt 28 an
einem Bodenende der Welle 26 montiert ist. Die Antriebs-Riemenscheibe 25 und
die angetriebene Riemenscheibe 27 sind über einen
Synchronriemen 29 verbunden. Der Drehachsenmotor 23 setzt
den umlaufenden Abschnitt 28 in Drehung. In diesem Fall ist
ein Kopfabschnitt des Antriebsabschnitts 19 zu einer Seite
der Linear-Bewegungsachse 4 positioniert, und der Antriebsabschnitt 19 ist
in einer Abdeckkomponente 13 aufgenommen.
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Der
umlaufende Arm 21 ist an dem umlaufenden Abschnitt 28 des
angetriebenen Abschnitts 20 befestigt. Daher läuft
der umlaufende Arm 21 in einer horizontalen Richtung in
Begleitung mit der Drehung des Drehachsenmotors 23 um.
Der Liftmotor 30 ist innerhalb des umlaufenden Armes 21 angeordnet. Ein
Kleinzahnrad 31a ist an einem Ende einer Welle 31 des
Liftmotors 30 befestigt.
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Der
Liftabschnitt 22 ist an einer Spitze des umlaufenden Armes 21 montiert.
Der Liftabschnitt 22 ist in solcher Weise konfiguriert,
dass eine Basiskomponente 32, ein Hauptschieber 33 und
ein Folgeschieber 34 miteinander durch einen sogenannten Tele skopmechanismus
verbunden sind. Eine Zahnstange 35 ist an dem Folgeschieber 34 befestigt.
Das Kleinzahnrad 31a des Liftmotors 30 befindet
sich in Eingriff mit der Zahnstange 35.
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Ein
Drehmotor 36 ist auf dem Folgeschieber 34 montiert.
Der Drehmotor 36 dreht einen Flansch 37. Eine
Hand (nicht gezeigt) ist an dem Flansch 37 montiert. Wenn
in diesem Fall die an dem Flansch 37 montierte Hand pneumatisch
betätigt wird, wird Luft zu der Hand von dem pneumatischen
Rohr zugeführt, die innerhalb des Cabelveyors 15 verläuft,
und zwar in Anlehnung an den Betrieb eines Druckzuführ-Solenoidventils.
Der Hauptschieber 33 und der Folgeschieber 34 steigen
und fallen abhängig von dem Antrieb des Liftmotors 30.
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Eine
Steuervorrichtung 40 steuert jeden der oben beschriebenen
Motore 7, 23, 30 und 36 und
das Druckzuführ-Solenoidventil. Ein Lehr-Pendant 41 und
ein Personalrechner 42 zum Einspeisen eines Programms sind
mit der Steuervorrichtung 40 als periphere Vorrichtungen
verbunden. Der Personalrechnung (Bereichsdaten-Leseeinrichtung und
Anzeige-Steuereinrichtung) 42 besteht aus einem bekannten
Personalrechner für allgemeine Zwecke. Obwohl hier Einzelheiten
nicht gezeigt sind, enthält der Personalrechner 42 eine
zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Speichervorrichtung (Speichereinrichtung),
wie beispielsweise einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Speicher
mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und eine Festplatte, ein Kommunikations-Interface und ähnliches.
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Ein
Anwendungsprogramm, welches auch als Roboter-Simulator der vorliegenden
Erfindung funktioniert, ist auf der Festplatte des Personalrechners 42 installiert.
Eine Anzeige, die während des Betriebs dargestellt wird,
und zwar als Simulator, wird an einer Anzeigevorrichtung (Anzeigeeinrichtung) 43 dargestellt.
Jedoch ist ein Personalrechner zum Einspeisen eines Programms nicht
unbedingt für den Roboter-Simulator erforderlich. Beispielsweise
kann eine Vorrichtung, die hinsichtlich der Funktionen als Simulator
speziell ausgebildet ist, getrennt konfiguriert sein.
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Als
nächstes werden die Operationen gemäß der
Ausführungsform unter Hinweis auf 4, 5A und 5B beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist durch Funktionen des Roboter-Simulators
gekennzeichnet, die durch den Personalrechner 42 vorgesehen
werden. Die Operationen desselben können einfacher beschrieben
werden, wenn die Konstruktion oder Struktur modellartig ist. Daher
erfolgt die Beschreibung unter Verwendung des Roboters 51 in 1A und
in 1B. Der Linear-Bewegungsabschnitt 52 des
Roboters 51 entspricht der Linear-Bewegungseinheit 2 des
Roboters 1. Der Drehantriebsabschnitt 53 entspricht
der umlaufenden Einheit 3. Der Arm (rotierende Komponente) 54 entspricht
dem umlaufenden Arm 21.
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Auf
der Festplatte des Personalrechners 42 sind Anzeigedaten
(die sich im Typ des verwendeten Werkzeugs 55 unterscheiden),
wie diejenigen, die in 2A und in 2B gezeigt
sind, im Voraus gespeichert. Die Anzeigedaten zeigen die jeweiligen Betriebsbereiche
eines rechtsseitigen Systems und eines linksseitigen Systems des
Roboters 51 an.
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5A und 5B zeigen
Flussdiagramme, die schematisch die Steueroperationen veranschaulichen,
die dann ausgeführt werden, wenn der Personalrechner 42 als
Roboter-Simulator arbeitet. Wenn in 5A ein
Anwender das Werkzeug 55 auswählt, damit dieses
an dem Roboter 51 montiert wird (Schritt S1), liest der
Personalrechner 42 Daten an den Betriebsbereichen abhängig
von dem ausgewählten Werkzeugtyp des Werkzeugs 55 für
jedes System aus (Schritt S2). Dann codiert der Personalrechner 42 farblich
die Betriebsbereiche von jeder Serie und stellt die Betriebsbereiche
auf der Anzeigevorrichtung 43 in einer sich überlappenden
Weise dar. Wenn in diesem Fall die Anzeigefarben eines sich überlappenden
Abschnitts eines Bodenschicht-Bildes und eines Bildes der obersten
Schicht verschieden sind, wird eine Farbe, die eine Kombination
aus den Darstellfarben ist, in dem Abschnitt dargestellt.
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Wenn
beispielsweise die Farbcodierung in solcher Weise durchgeführt
wird, dass das rechtsseitige System rot ist und das linksseitige
System blau ist, wie in 2A dargestellt
ist, wird ein Bereich 2, in welchem sich die Betriebsbereiche von
beiden Systemen überlappen, in Purpur dargestellt, wie
in 2B veranschaulicht ist.
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Als
nächstes wird ein Darstellprozess für den Fall
durchgeführt, wenn ein Hindernis 56 innerhalb des
Betriebsbereiches angeordnet ist (Schritt S4).
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5B zeigt
ein Flussdiagramm von Einzelheiten des Prozesses bei dem Schritt
S4. Wie in 6 gezeigt ist, wird eine Peripherie
des Hindernisses 56 als Prüfbereich CA (Schritt
S5) eingestellt, und der Prüfbereich CA wird in einen maschenförmigen
Zustand aufgeteilt, und zwar mit einer vorbestimmten Einheitsfläche
(Schritt S6). Die Größe und die Gestalt der Peripherie
wird an früherer Stelle entschieden und in dem Personalrechner 42 für
jedes von verschiedenen Typen von Hindernissen gespeichert, und
zwar derart, dass die Peripherie gelesen werden kann oder von Hand
durch den Anwender eingestellt werden kann, wann immer der Prüfbereich CA
eingestellt wird. Die Größe der Maschen MS kann automatisch
festgelegt werden, und zwar durch den Personalrechner 42,
oder kann unter Verwendung von Eingabeinformationen des Anwenders
festgelegt werden.
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Es
wird dann entschieden, ob eine Operation durch das rechtsseitige
System und durch das linksseitige System des Armes 54 für
jeden aufgeteilten Bereich oder jede aufgeteilte Fläche
ausgeführt werden kann (Schritt S7). Diese Bestimmung kann
durch Einstellen von beispielsweise einer zentralen Position CP
für jede Masche MS durchgeführt werden, und indem
dann bestimmt wird, ob jede zentrale Position CP von dem rechtsseitigen
und dem linksseitigen System des Armes 54 erreicht werden
kann oder nicht.
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Als
nächstes wird unter dem Zustand, dass das Hindernis 56 bewegt
wird, beurteilt (Schritt S8), ob eine Änderung in dem Betriebsbereich
an allen Grenzabschnitten des eingestellten Prüfbereiches oder
der Prüffläche CA aufgetreten ist. Wenn keine Änderung
aufgetreten ist (JA), bildet ein Abschnitt, in welchem die Änderung
in dem Default-Betriebsbereich aufgetreten ist, der bei dem Schritt
S2 ausgelesen wurde, in der Anzeigevorrichtung 43 dargestellt (Schritt
S9).
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Wenn
andererseits eine Änderung in dem Betriebsbereich an einem
Abschnitt der Grenzabschnitte des Prüfbereiches oder der
Prüffläche (NEIN) aufgetreten ist, kann sich die Änderung
möglicherweise nach außerhalb von den Grenzabschnitten
ausgeweitet haben. Es wird daher der Prüfbereich für
den Grenzabschnitt erweitert, bei welchem die Änderung
des Betriebsbereiches aufgetreten ist (Schritt S10). Der Prozess
kehrt dann zu dem Schritt S6 zurück. Der zuvor beschriebene
Prozess wird wiederholt durchgeführt, bis bei dem Schritt
S8 die Beurteilung JA getroffen wird.
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4 zeigt
ein Beispiel eines Bildes, welches an der Anzeigevorrichtung 43 als
Ergebnis der Verarbeitungen dargestellt wird, die in 5A und
in 5B durchgeführt werden. Die Betriebsbereiche des
Roboters 51 in einer Xθ-Ebene werden zweidimensional
dargestellt. In Bezug auf die Peripherie des Hindernisses 56 werden
ein Bereich AL, der lediglich von dem linksseitigen System betreibbar
ist, und zwar auf der rechten Seite von 4, ein Bereich
AR, der lediglich durch das rechtsseitige System auf der linken
Seite von 4 betreibbar ist, und ein Bereich
AI1 und ein Bereich AI2, die nicht betreibbar sind, und zwar weder
durch das rechtsseitige System noch durch das linksseitige System,
auf der linken Seite und an der oberen Seite von 4 in
unterschiedlichen Farben dargestellt. Jedoch ist in 4 der
Bereich, der durch das rechtsseitige System betreibbar ist oder
behandelt werden kann, durch eine 45°-Strichlierung angegeben
(entsprechend beispielsweise rot), der Bereich, der durch das linksseitige
System betreibbar ist, ist durch eine 135°-Strichlierung
angegeben (entsprechend beispielsweise blau), die Bereiche, die
durch beide Systeme betreibbar sind, sind durch Kreuz-Strichlierung
angegeben (entsprechend beispielsweise purpurn), und die nicht betreibbaren
Bereiche sind nicht strichliert (entsprechend zum Beispiel weiß).
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Indem
man daher auf die Darstellung an der Anzeigevorrichtung 43 Bezug
nimmt, kann der Anwender intuitiv erfassen, ob der Betrieb des Armes 54 durch
das rechtsseitige System bzw. Rechtshand-System oder durch das linksseitige
System bzw. Linkshand-System für jeden Abschnitt durchgeführt
werden soll, und zwar durch die -Farbcodierung von jedem Bereich,
wenn der Roboter 51 nahe dem Hindernis 56 betrieben
wird.
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Gemäß der
oben beschriebenen Ausführungsform stellt der Personalrechner 42,
wenn ein Abschnitt des betreibbaren Bereiches, der für
jede Figur des Roboters 51 eingestellt ist, sich im rechtsseitigen
System und im linksseitigen System des Roboters 51 überlappen,
wenn das Hindernis 56 innerhalb des betreibbaren Bereiches
oder der betreibbaren Fläche positioniert ist, ein farbcodiertes
Bild des betreibbaren Bereiches von jedem System dar, welches basierend
auf dem Hindernis 56 zurückgestellt worden ist.
Daher kann der Anwender in einfacher Weise erkennen und erfassen,
welche Figur verwendet werden sollte, um die Operation innerhalb
welchen Bereiches durchzuführen. Durch Bezugnahme auf die Darstellung
kann der Anwender in effizienter Form Programmieroperationen und
Lehroperationen vornehmen.
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Die
Festplatte des Personalrechners 42 speichert Daten, in
welchen der betreibbare Bereich von jedem System des Roboters 51,
wenn das Hindernis 56 nicht vorhanden ist, im voraus eingestellt ist,
und zwar für jede Einheit in solcher Weise, dass unterschiedliche
Darstellfarben verwendet werden. Wenn die Daten hinsichtlich der
betreibbaren Bereiche, die basierend auf dem ausgewählten
Werkzeug eingestellt sind, von der Festplatte für die Systeme ausgelesen
werden, von denen ein Abschnitt des betreibbaren Bereiches eine Überlappung
aufweist, und die Positionsdaten des Hindernisses 56, welches
innerhalb des betreibbaren Bereiches angeordnet ist, eingestellt
sind, wird der betreibbare Bereich für jede Figur des Roboters 51 für
die Peripherie des Hindernisses 56 berechnet und es werden
die betreibbaren Bereiche auf der Anzeigevorrichtung 43 dargestellt.
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Mit
anderen Worten, wenn das Hindernis 56 angeordnet ist, ist,
da ein Bereich, der von keinem System des Roboters 51 betreibbar
ist und aus einem Abschnitt an der Peripherie des Hindernisses 56 besteht,
die Berechnung des betreibbaren Bereiches lediglich insofern erforderlich,
als dies die Peripherie des Hindernisses 56 betrifft. Der
Berechnungsprozess kann vereinfacht werden und der Zeitaufwand zur
Darstellung des Bildes kann reduziert werden.
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Wenn
darüber hinaus sich die Position des Hindernisses 56 ändert,
kann der Personalrechner 42 erneut den betreibbaren Bereich
von jedem System in Anlehnung an die Änderung in der Position
berechnen. Ein auf den neuesten Stand gebrachtes Bild wird dann
an der Anzeigevorrichtung 43 dargestellt. Selbst wenn daher
die Position des Hindernisses 56 geändert wird,
kann der betreibbare Bereich von jeder Figur in Anlehnung an die Änderung
der Position in einer kurzen Zeit aufgrund eines einfachen Berechnungsprozesses
dargestellt werden.
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Der
Personalrechner 42 stellt ein Bild von betreibbaren Bereichen
an der Peripherie des Hindernisses 56 in solcher Weise
dar, dass eine Überlappung mit dem Bild der betreibbaren
Bereiche von jeder Figur dargestellt wird, die als ein Basisbild
dient. Mit anderen Worten wird der betreibbare Bereich für lediglich
eine Peripherie von Koordinaten berechnet, an welchen das Hindernis 56 positioniert
ist. Darüber hinaus werden die Bereiche, die farblich codiert
sind, und zwar für jede Figur, an der Peripherie des Hindernisses 56,
die als ein Ergebnis der Berechnung erhalten werden, lediglich in
betreibbare Bereiche eingeführt oder eingesetzt, die als
eine Basis dienen. Wenn daher das Hindernis 56 bewegt wird,
ist die Verarbeitung nicht weiter mühsam, da alles, was dann
erforderlich, darin besteht, dass die betreibbaren Bereiche an der
momentanen Peripherie des Hindernisses 56 weggelassen werden,
die betreibbaren Bereiche an der Peripherie des Hindernisses 56 an dem
Bewegungs-Bestimmungsort erneut berechnet werden und dann ein Bild
des Berechnungsergebnisses erneut eingeführt oder eingesetzt
wird.
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Ein
Verarbeitungsaspekt wie dieser ist speziell für einen Simulator
geeignet, der dafür verwendet wird, um eine Roboterlinie
zu entwerfen, bei welcher verschiedene Einstellungsvariationen für
jede Fabrik in Betracht gezogen werden müssen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Ausführungsform speichert eine Speichereinrichtung
Daten, in welchen betreibbare Bereiche für jede Figur eines Roboters
enthalten sind, wenn ein Hindernis nicht vorhanden ist, die im voraus
für jede Figur eingestellt werden, so dass unterschiedliche
Farben verwendet werden können. Dann liest eine Bereichsdaten-Leseeinrichtung
die Einstelldaten hinsichtlich der betreibbaren Bereiche in Anlehnung
an ein gewähltes Werkzeug aus der Speichereinrichtung für
zwei oder mehr Figuren aus, von denen ein Abschnitt des betreibbaren
Bereiches eine Überlap pung hat. Wenn die Positionsdaten
des Hindernisses, welches in dem betreibbaren Bereich angeordnet
ist, eingestellt sind, berechnet eine Anzeige-Steuereinrichtung
den betreibbaren Bereich für jede Figur in der Peripherie des
Hindernisses und stellt die betreibbaren Bereiche in einer Anzeigeeinrichtung
dar.
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Wenn
bei dem zuvor erläuterten Aspekt das Hindernis angeordnet
ist, bildet der Bereich, der durch jede Figur des Roboters nicht
betreibbar ist, einen Abschnitt, der zur Peripherie des Hindernisses wird.
Es ist daher lediglich die Berechnung des betreibbaren Bereiches
erforderlich, die in Bezug auf die Peripherie des Hindernisses durchgeführt
werden muss. Der Berechnungsprozess kann vereinfacht werden, und
der Zeitaufwand zur Darstellung des Bildes kann reduziert werden.
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Gemäß einem
noch anderen Aspekt der Ausführungsform berechnet die Anzeige-Steuereinrichtung,
wenn sich eine Position des Hindernisses ändert, erneut
den betreibbaren Bereich von jeder Figur in Anlehnung an die Position,
die geändert wurde, und stellt ein auf den neuesten Stand
gebrachtes Bild an der Anzeigevorrichtung dar. Selbst wenn daher gemäß dem
dritten Aspekt die Position des Hindernisses geändert wird,
kann der betreibbare Bereich von jeder Figur in Anlehnung an die Änderung
der Position innerhalb einer kurzen Zeit mit Hilfe eines einfachen
Berechnungsprozesses dargestellt werden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Ausführungsform stellt die Anzeige-Steuereinrichtung
ein Bild der betreibbaren Bereiche an der Peripherie des Hindernisses
in solcher Weise dar, dass sich dieser mit dem Bild des betreibbaren
Bereiches für jede Figur des Roboters überlappt,
welches als ein Basisbild dient. Mit anderen Worten wird der betreibbare
Bereich für lediglich Peripherie-Koordinaten berechnet, an
welchen das Hindernis positioniert ist. Darüber hinaus
werden lediglich Bereiche, die farblich für jede Figur
an der Peripherie des Hindernisses codiert sind, welche als ein
Ergebnis der Berechnung erhalten werden, in die betreibbaren Bereiche
eingesetzt, die als Basis dienen. Wenn daher das Hindernis bewegt
wird, wird die Verarbeitung nicht mühsam, da alles, was
erforderlich ist, darin besteht, dass die betreibbaren Bereiche
an der momentanen Peripherie des Hindernisses weggelassen werden,
die betreibbaren Bereiche an der Peripherie des Hindernisses bei
einem Bewegungs-Bestimmungsort erneut berechnet werden und dann
ein Bild des Berechnungsergebnisses erneut eingesetzt wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform,
die in den Zeichnungen dargestellt ist, beschränkt. Es
sind Modifikationen oder auch Erweiterungen, wie sie weiter unten
angegeben sind, möglich. Es können Darstellfarben
entsprechend geändert werden.
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Der
Roboter ist nicht auf einen solchen beschränkt, der den
Xθ-Mechanismus enthält. Daher kann die vorliegende
Erfindung auch bei einem Roboter angewendet werden, wie beispielsweise
einem Horizontal-Vielgelenktyp oder einem Vertikal-Vielgelenktyp,
der mehrere Antriebsachsen und Gelenkmechanismen enthält
und der die Auswahl von drei oder mehr Figuren zulässt,
die unterschiedliche axiale Positionen für eine einzelne
Position oder eine Haltung eines Werkzeugabschnitts festlegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2000-019144 [0001]
- - JP 7-214485 [0009, 0010, 0010]