-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einlernvorrichtung zum Ausführen der Einlernvorgänge eines Roboters und ein Einlernverfahren.
-
Allgemeiner Stand der Technik
-
Wenn eine Person einen Roboter einlernt, übt sie manchmal Kraft auf einen Griff oder Hebelschalter aus, der an dem Roboter oder dem Körper des Roboters angebracht ist, um den Roboter in der Richtung der Kraft zu bewegen und um den Roboter in die gewünschte Position zu bewegen. Ein derartiges Verfahren zum Führen eines Roboters auf diese Art und Weise wird als Handführung, direktes Einlernen, Playback oder dergleichen bezeichnet.
-
In manchen Fällen ist ein Kraftsensor in dem Griff eingebaut oder ein Drehmomentsensor ist in dem Motor jeder Achse des Roboters eingebaut, um die Richtung der Kraft zu detektieren. Der Bediener bewegt den Roboter durch eine derartige Handführungsfunktion in die gewünschte Position und lernt die Position an dem Roboter ein. Anschließend wird dieser Vorgang wiederholt, um die Robotertrajektorie einzulernen. Siehe beispielsweise die
japanische PCT-Offenlegungsschrift (Kohyo) Nr. 2013-545624 .
-
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
-
In den Positionen, in denen der Roboter das Werkstück berührt/ davon beabstandet ist, sind die Position und Ausrichtung des Roboters besonders präzise einzustellen. Falls ferner die festgelegte Position des Werkstücks geändert wird oder falls es individuelle Unterschiede der Form der Werkstücke gibt, müssen diese bereits eingestellten Einlernpunkte erneut korrigiert werden. Wenn dagegen Durchgangspunkte, an denen der Roboter einfach über die Position bewegt und von dem Werkstück entfernt wird, als Einlernpunkte eingelernt werden, ist es kaum notwendig, diese Einlernpunkte zu ändern.
-
Für den Bediener ist es schwierig, zwischen einem Einlernpunkt, der eine Korrektur benötigt, und einem Einlernpunkt, der keine Korrektur benötigt, zu unterscheiden. Aus diesem Grund wiederholt der Bediener teilweise das Programm für einen einzelnen Einlernpunkt, bewegt den Roboter, bestimmt, ob eine Korrektur notwendig ist oder nicht, und korrigiert den einzelnen Einlernpunkt, falls eine Korrektur notwendig ist. Da Roboterprogramme jedoch eine große Anzahl von Einlernpunkten enthalten, müssen diese Vorgänge für alle Einlernpunkte wiederholt werden, was äußerst kompliziert ist.
-
Somit ist eine Einlernvorrichtung erwünscht, bei der man mühelos bestimmen kann, ob es notwendig ist oder nicht, einen bereits eingestellten Einlernpunkt zu korrigieren.
-
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Einlernvorrichtung zum Ausführen von Einlernvorgängen eines Roboters bereitgestellt, die Vorgänge an einem Werkstück ausführt und eine Auswahleinheit, die sich während eines Einlernvorgangs oder nach einem Einlernvorgang des Roboters über eine Mehrzahl von Zeilen eines Programms des Roboters bewegt und eine einzelne Zeile auswählt, eine Fehlerberechnungseinheit, die, nachdem der Roboter durch Handführung oder Tippbetrieb zu einem Einlernpunkt bewegt wurde, der auf der ausgewählten einzelnen Zeile bereits eingelernt wurde, mindestens einen von einem Positionsfehler zwischen dem Einlernpunkt und einer Position des Roboters nach der Bewegung und einem Ausrichtungsfehler zwischen einer Ausrichtung des Werkzeugs des Roboters an dem Einlernpunkt und der Ausrichtung des Werkzeugs des Roboters nach der Bewegung berechnet, und eine Anweisungseinheit, die ein erneutes Einlernen des Einlernpunktes anweist, wenn mindestens einer von dem Positionsfehler und dem Ausrichtungsfehler innerhalb eines jeweiligen vorbestimmten Bereichs liegt, umfasst.
-
Wenn bei dem ersten Aspekt der Positionsfehler (Abstand) oder der Ausrichtungsfehler zwischen einem bereits eingelernten Einlernpunkt und der Position des Roboters, der durch Handführung oder dergleichen zu dem Einlernpunkt bewegt wurde, innerhalb eines jeweiligen vorbestimmten Bereichs liegt, wird eine Anweisung zum erneuten Einlernen des Einlernpunktes erteilt. Wenn sich der Roboter in einem gewissen Abstand von dem Einlernpunkt befindet, insbesondere wenn der Positionsfehler innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, und der Positionsfehler größer als der Mindestwert des vorbestimmten Bereichs ist, wird eine Anweisung zum erneuten Einlernen des Einlernpunktes erteilt. Somit kann der Bediener mühelos bestimmen, ob es notwendig ist oder nicht, einen bereits eingestellten Einlernpunkt zu korrigieren. Der Mindestwert des vorbestimmten Bereichs des Positionsfehlers liegt in der Größenordnung von beispielsweise einigen Millimetern bis 10 Millimeter. Es sei zu beachten, dass wenn der Positionsfehler größer als der Höchstwert des vorbestimmten Bereichs ist, da das Risiko besteht, dass eine Position, die nicht mit dem Einlernpunkt zusammenhängt, erneut eingelernt wird, in diesem Fall keine Anweisung zum erneuten Einlernen erteilt wird.
-
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen besser hervorgehen.
-
Figurenliste
-
Es zeigen:
- 1 ein konzeptuelles Diagramm eines Einlernsystems gemäß einer ersten Ausführungsform.
- 2 ein Ablaufschema, das die Vorgänge des in 1 gezeigten Einlernsystems zeigt.
- 3A eine erste teilweise vergrößerte Ansicht eines Roboters.
- 3B eine zweite teilweise vergrößerte Ansicht des Roboters.
- 3C eine dritte teilweise vergrößerte Ansicht des Roboters.
- 4 ein konzeptuelles Diagramm eines Einlernsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform.
- 5 eine vergrößerte Ansicht eines Bildschirms.
- 6A eine erste Ansicht, die eine Ausrichtung eines Werkzeugs zeigt.
- 6B eine zweite Ansicht, welche die Ausrichtung des Werkzeugs zeigt.
- 7 ein konzeptuelles Diagramm eines Einlernsystems gemäß einer dritten Ausführungsform.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen erhalten entsprechende Komponenten die gleichen Bezugszeichen.
-
1 ist eine konzeptuelle Ansicht eines Einlernsystems gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Einlernsystem 1 der ersten Ausführungsform umfasst hauptsächlich einen Roboter 10, ein Steuergerät 20 zum Steuern des Roboters 10 und ein Handbediengerät 30, das mit dem Steuergerät 20 verbunden ist. In der ersten Ausführungsform dienen das Steuergerät 20 und das Handbediengerät 30 als Einlernvorrichtung.
-
Der Roboter 10 ist ein Knickarmroboter und weist eine Mehrzahl von beispielsweise sechs Achsen auf. Der Roboter 10 kann ein Roboter sein, der sich einen Arbeitsraum mit einer Person 11 teilt und der Kooperationsvorgänge ausführt. Der Roboter 10 umfasst ein Werkzeug T an der Spitze des Roboters 10 über einen Adapter 12 und einen Werkzeugwechsler. Das Werkzeug T kann direkt an dem Adapter 12 angebracht sein. Die Art des Werkzeugs T ist je nach dem Schweißen, Entgraten, Polieren, Montieren usw. des Werkstücks W unterschiedlich. Ein Griff 15, der zu ergreifen ist, wenn ein Bediener, beispielsweise die Person 11, einen Handführungsvorgang ausführt, ist an dem Adapter 12 angebracht.
-
Ferner wird ein Handführungsschalter 13 an dem Griff 15 bereitgestellt. Ein Bediener, beispielsweise die Person 11, ergreift den Griff 15 und drückt auf den Handführungsschalter 13, wenn er einen Handführungsvorgang ausführt. Handführungsvorgänge können ausgeführt werden, während der Handführungsschalter 13 gedrückt ist. Außerdem können, wenn der Handführungsschalter 13 nicht gedrückt ist, keine Handführungsvorgänge ausgeführt werden.
-
Das Handbediengerät 30 wird für den Einlernvorgang usw. des Roboters 10 verwendet und führt den Tippbetrieb usw. jeder Achse des Roboters 10 gemäß den Vorgängen des Bedieners aus. Das Handbediengerät 30 umfasst eine Mehrzahl von Tasten 38, die für Vorgänge, wie etwa Tippbetrieb, verwendet werden, und einen Bildschirm 39 als Anzeigeeinheit. Eine Mehrzahl von Zeilen des Betriebsprogramms zum Einlernen des Roboters 10 wird an dem Bildschirm 39 angezeigt. Außerdem kann anstelle des Handbediengeräts 30 ein Tablet (nicht gezeigt), das die gleiche Funktion wie das Handbediengerät 30 aufweist, für die Einlernvorgänge verwendet werden.
-
Zwei Auswahlknöpfe 17, 18 werden an dem Adapter 12 des Roboters 10 bereitgestellt. Der Bediener drückt während des Einlernvorgangs oder nach dem Einlernvorgang des Roboters 10 auf einen der Auswahlknöpfe 17, 18, wobei er sich auf das Betriebsprogramm des Roboters 10 bezieht, das am Bildschirm 39 angezeigt wird. Wenn beispielsweise der Auswahlknopf 17 gedrückt wird, scrollt das Betriebsprogramm nach oben, und wenn der Auswahlknopf 18 gedrückt wird, scrollt das Betriebsprogramm nach unten. Wenn der Druck auf die Auswahlknöpfe 17, 18 gelöst wird, ist das Scrollen des Betriebsprogramms beendet, und die Zeile des Betriebsprogramms, die gerade ausgewählt ist, wird am Bildschirm 39 durch einen Cursor oder dergleichen angegeben. Alternativ kann die gewünschte Zeile des Betriebsprogramms ausgewählt werden, indem auf einen Bestimmungsknopf 19 gedrückt wird. Die Auswahlknöpfe 17, 18 oder die Auswahlknöpfe 17, 18 und der Bestimmungsknopf 19 dienen als Auswahleinheit 16, um sich über die Mehrzahl von Zeilen des Betriebsprogramms des Roboters 10 zu bewegen und eine einzelne Zeile davon auszuwählen.
-
Es sei zu beachten, dass die Auswahlknöpfe 17, 18 usw. als Auswahleinheit 16 nicht unbedingt an dem Adapter 12 bereitgestellt werden müssen. Vielmehr können vorbestimmte Tasten 38 des Handbediengeräts 30 als Auswahlknöpfe 17, 18 usw. dienen. Außerdem kann der Bildschirm 39 des Handbediengeräts 30 oder das Berührungsfeld des Tablets, das nicht abgebildet ist, als Auswahleinheit 16 verwendet werden.
-
Das Steuergerät 20 ist ein digitaler Computer, der eine CPU und einen Speicher, die über Busse miteinander verbunden sind, umfasst, und umfasst einen Bildschirm 29 als Anzeigeeinheit. Der Bildschirm 29 kann geeignet anstelle des Bildschirms 39 des Handbediengeräts 30 verwendet werden.
-
Das Steuergerät 20 umfasst eine Fehlerberechnungseinheit 21, die, nachdem der Roboter 10 durch Handführung oder Tippbetrieb zu dem Einlernpunkt bewegt wurde, der in der einzelnen Zeile, die durch die Auswahleinheit 16 ausgewählt wurde, bereits eingelernt wurde, einen Positionsfehler L (Abstand) zwischen dem Einlernpunkt und der Position des Roboters nach der Bewegung berechnet, und eine Anweisungseinheit 22, die ein erneutes Einlernen des Einlernpunktes anweist, wenn der Positionsfehler L innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Ferner kann das Steuergerät 20 eine Fehleranzeigeeinheit 23 umfassen, die den Positionsfehler L anzeigt.
-
Die Anweisungseinheit 22 und die Fehleranzeigeeinheit 23 können den Positionsfehler L und eine Nachricht, welche die Person 11 zum erneuten Einlernen anweist, jeweils an den Bildschirmen 29, 39 anzeigen. Die Anweisungseinheit 22 und die Fehleranzeigeeinheit 23 können jeweils einen Ton, der die Person 11 zum erneuten Einlernen anweist, und einen Ton, der den Positionsfehler L angibt, ausgeben.
-
2 ist ein Ablaufschema, das die Verarbeitung des in 1 gezeigten Einlernsystems zeigt. Zuerst lernt die Person 11 (Bediener) in Schritt S11 an dem Roboter 10 mindestens einen Einlernpunkt durch Handführung oder Tippbetrieb auf vorbestimmte Art und Weise ein.
-
3A ist eine erste teilweise vergrößerte Ansicht des Roboters. In 3A, die ein Beispiel ist, sind fünf Einlernpunkte A1 bis A5 gezeigt. Der Einlernpunkt A1 ist die Betriebsstartposition des Roboters 10, und der Einlernpunkt A2 ist eine Durchgangsposition. Die Einlernpunkte A3 bis A5 sind Scheitelpositionen des quaderförmigen Werkstücks W. Nach dem Einlernen des Einlernpunktes A1 als Betriebsstartposition lernt die Person 11 den Einlernpunkt A2 ein, indem sie das Werkzeug T des Roboters 10 durch Handführung oder dergleichen bewegt. Der Einlernpunkt A3 wird ebenso durch Bewegen des Werkzeugs T des Roboters 10 zu einem Scheitelpunkt des Werkstücks W eingelernt. Als Nächstes werden die Einlernpunkte A4 und A5 eingelernt, indem das Werkzeug T entlang der Kanten des Werkstücks W bewegt wird.
-
Während des Einlernens wird die Mehrzahl von Zeilen des Betriebsprogramms des Roboters 10 an dem Bildschirm 39 des Handbediengeräts 30 angezeigt. Jedes Mal wenn ein einzelner Einlernpunkt eingelernt wird, werden die Einlernposition und die Einlernausrichtung automatisch eingegeben und auf der entsprechenden Zeile des Betriebsprogramms nummerisch gespeichert. Es sei zu beachten, dass zum besseren Verständnis die Abbildung der Person 11 in 3A und dergleichen ausgelassen wurde.
-
Nachdem der einzelne Einlernpunkt oder alle Einlernpunkte des Roboters 10 eingelernt wurden, verwendet die Person 11 (Bediener) in Schritt S12 die Auswahlknöpfe 17, 18, um das Betriebsprogramm in eine gewünschte Richtung am Bildschirm 39 zu scrollen. Ferner wählt die Person 11 eine gewünschte Zeile des Betriebsprogramms aus, indem sie den Druck auf die Auswahlknöpfe 17, 18 löst oder auf den Bestimmungsknopf 19 drückt. Dieser Vorgang ist vorteilhaft, wenn die Person 11 bemerkt, dass es während des Einlernvorgangs zu einem Einlernfehler gekommen ist.
-
Dann bewegt die Person 11 in Schritt S13 den Roboter 10 durch Handführung oder Tippbetrieb zu dem oder nahe an den Einlernpunkt, der eingelernt wird und auf der ausgewählten Zeile beschrieben wird. Es sei zu beachten, dass es, wenn der Einlernpunkt auf der ausgewählten Zeile nicht beschrieben wird, nicht notwendig ist, die Vorgänge nach Schritt S13 auszuführen.
-
In Abhängigkeit von der Art des Bearbeitungsvorgangs des Werkstücks kann das Werkstück W während des Einlernvorgangs oder nach dem Einlernvorgang durch ein anderes ähnliches Werkstück ersetzt werden. In 3B, die ähnlich wie 3A ist, ist beispielsweise ein anderes Werkstück W' gezeigt, das in einer etwas anderen Position als das Werkstück W angeordnet ist. In diesem Fall weist das andere Werkstück W' einen Positionierungsfehler im Verhältnis zu dem Werkstück W auf. Somit besteht das Risiko, dass der Bearbeitungsvorgang des Werkstücks W', der entlang der Einlernpunkte A3 bis A5 ausgeführt wird, nicht zufriedenstellend ist.
-
Falls ferner der Bearbeitungsvorgang des Werkstücks beispielsweise ein Entgratungsvorgang ist, um Grate zu entfernen, die sich entlang der Kante des Werkstücks W bilden, können sich die Abmessungen des Werkstücks selber ändern oder die Abmessungen der Grate, die sich an den Werkstücken bilden, können bei den verschiedenen Werkstücken W, W' unterschiedlich sein. Dadurch entsteht eine Situation, in der die Positionen der Kanten des anderen Werkstücks W' anders als die Positionen der Kanten des Werkstücks W sind. Falls in diesem Fall die Einlernpunkte, die für das Werkstück W eingelernt werden, für das andere Werkstück W' verwendet werden, kann es sein, dass die Grate des anderen Werkstücks W' nicht zufriedenstellend entfernt werden. Ein ähnliches Problem kann entstehen, wenn der Roboter 10 andere Vorgänge als das Entgraten ausführt.
-
Für die Person 11 ist es jedoch schwierig zu bestimmen, ob der Positionsfehler oder Formfehler (Dimensionsunterschiede der Werkstücke W, W' selber, Dimensionsunterschiede der Grate) zwischen dem Werkstück W und dem anderen Werkstück W' innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt, indem er das Werkstück W und das andere Werkstück W' einfach betrachtet. Somit berechnet in Schritt S14 die Fehlerberechnungseinheit 21 den Positionsfehler L zwischen dem eingelernten Einlernpunkt und der aktuellen Position des Werkzeugs T des Roboters 10. In 3C, die ähnlich wie 3A ist, ist der Positionsfehler L zwischen dem Einlernpunkt A4 und der aktuellen Position CO des Roboters 10 gezeigt. Es sei zu beachten, dass die aktuelle Position CO des Roboters 10 von einem Positionssensor (nicht gezeigt) erzielt werden kann oder aus dem Drehwinkel des Motors jeder Achse des Roboters 10 erzielt werden kann.
-
In Schritt S15 wird bestimmt, ob dieser Positionsfehler L innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt oder nicht. Der vorbestimmte Bereich wird im Voraus durch Versuche usw. erzielt und umfasst einen Mindestwert und einen Höchstwert. Wenn der Positionsfehler L innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, kann bestimmt werden, dass das Werkzeug T des Roboters 10 von dem Einlernpunkt um mehr als den Mindestwert beabstandet ist. Der Mindestwert liegt in der Größenordnung von beispielsweise einigen Millimetern bis 10 Millimeter. In diesem Fall zeigt weiter mit Schritt S16 die Anweisungseinheit 22 an dem Bildschirm 39 oder dem Bildschirm 29 eine Nachricht an, welche die Person 11 anweist, den Einlernpunkt, der verwendet wird, um den Positionsfehler L zu berechnen, in diesem Fall den Einlernpunkt A4, erneut einzulernen. Alternativ kann die Anweisungseinheit 22 einen Ton ausgeben, der die Person 11 anweist, den Einlernpunkt erneut einzulernen.
-
Auf Grund des Vorstehenden kann die Person 11 ohne Weiteres bestimmen, ob es notwendig ist oder nicht, den bereits eingestellten Einlernpunkt zu korrigieren. Somit kann die Person 11 den Einlernpunkt, der verwendet wird, um den Positionsfehler L zu berechnen, in diesem Fall den Einlernpunkt A4, erneut einlernen. Nun kann der Einlernpunkt A4, der bereits eingelernt wurde, zeitweilig gelöscht werden. Es sei zu beachten, dass, falls der Positionsfehler L größer als der Höchstwert des vorbestimmten Bereichs ist, die Anweisungseinheit 22 keine Anweisung zum erneuten Einlernen ausgibt, weil eine Position, die nicht mit dem Einlernpunkt A4 zusammenhängt, der bereits eingelernt wurde, erneut eingelernt werden kann.
-
Dann wird in Schritt S17 bestimmt, ob es notwendig ist oder nicht, eine andere Zeile des Betriebsprogramms auszuwählen. Bei dem in 3C gezeigten Beispiel ist eine Mehrzahl von Einlernpunkten A3 bis A5, die jeweiligen Scheitelpunkten des Werkstücks W entsprechen, in der Region B enthalten. Mit anderen Worten wird in Schritt S17 bestimmt, ob es einen anderen Einlernpunkt gibt oder nicht, an dem das Werkzeug T das Werkstück W oder das Werkstück W' tatsächlich berührt usw. Insbesondere wird dies dadurch bestimmt, dass bestimmt wird, ob eine Anweisung, damit das Werkzeug T, einen Vorgang an jedem einer Mehrzahl von eingelernten Einlernpunkten auszuführen, in dem Betriebsprogramm beschrieben wird oder nicht.
-
Falls eine solche Zeile oder ein solcher Einlernpunkt existiert, kehrt der Prozess zu Schritt S12 zurück. Anschließend wird eine Zeile eines Betriebsprogramms, die einen anderen Einlernpunkt, z.B. einen Einlernpunkt A5, umfasst, ausgewählt, und der gleiche Prozess wird wiederholt. Falls eine derartige Zeile oder ein derartiger Einlernpunkt nicht existiert, ist der Prozess beendet.
-
Somit wird bei der vorliegenden Offenbarung eine Anweisung zum erneuten Einlernen ausgegeben, falls der Abstand zwischen einem eingelernten Einlernpunkt und der Position des Roboters, der durch Handführung usw. zu dem Einlernpunkt bewegt wird, innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt. Aus diesem Grund kann der Bediener ohne Weiteres bestimmen, ob es notwendig ist oder nicht, den bereits eingestellten Einlernpunkt zu korrigieren. Die Fehleranzeigeeinheit 23 kann den Positionsfehler an dem Bildschirm 29 oder dem Bildschirm 39 anzeigen. In diesem Fall kann der Bediener einfacher bestimmen, ob es notwendig ist oder nicht, den Einlernpunkt zu korrigieren.
-
4 ist ein konzeptuelles Diagramm eines Einlernsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform. In der zweiten Ausführungsform ist eine Bildaufnahmeeinheit K, beispielsweise eine Kamera, mit dem Steuergerät 20 verbunden. Die Bildaufnahmeeinheit K nimmt ein reelles Bild des Roboters 10 auf, insbesondere einen reellen Raum, der das Werkzeug T und das Werkstück W umfasst. Das reelle Bild des reellen Raums, der den Roboter 10 und das Werkstück W umfasst, das von der Bildaufnahmeeinheit K aufgenommen wird, wird an dem Bildschirm 29 oder dem Bildschirm 39 als Anzeigeeinheit angezeigt. Ferner umfasst das Steuergerät 20 auch eine Einheit 24 zur Bildverarbeitung mit erweiterter Realität, die eine Information, welche die Positionen der Einlernpunkte angibt, die bereits eingelernt wurden, in dem reellen Bild einblendet und es an dem Bildschirm 29, 39 anzeigt.
-
In der zweiten Ausführungsform wird ein Prozess ausgeführt, der ähnlich wie derjenige ist, der mit Bezug auf 2 beschrieben wurde. In der zweiten Ausführungsform nimmt die Bildaufnahmeeinheit K ständig reelle Bilder des Roboters 10, insbesondere des Werkzeugs T und des Werkstücks W, während des Einlernvorgangs auf. Als Reaktion auf eine Anfrage von der Person 11 wird das reelle Bild an dem Bildschirm 29 oder dem Bildschirm 39 angezeigt. Ferner blendet jedes Mal, wenn die Person 11 einen Einlernpunkt einlernt, die Einheit 24 zur Bildverarbeitung mit erweiterter Realität die Information, welche die Position des eingelernten Einlernpunktes angibt, in dem reellen Bild ein und zeigt dieses an dem Bildschirm 29 oder dem Bildschirm 39 an.
-
5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bildschirms. In 5 sind Informationen, welche die Positionen der Einlernpunkte A2 bis A5, die bereits eingelernt wurden, angeben, in dem reellen Bild des Roboters 10 als schwarze Kreise eingeblendet angezeigt. In diesem Fall ist es notwendig, die Positionen der Einlernpunkte von dem Koordinatensystem des Roboters unter Verwendung einer Positions- und Ausrichtungsmessvorrichtung oder einer AR-Markierung in das Koordinatensystem der Kamera umzuwandeln. Das andere Werkstück W' ist in dem reellen Bild aus 5 enthalten. Somit kann die Person 11 ohne Weiteres den Positionsfehler zwischen den Scheitelpunkten des anderen Werkstücks W' und den Einlernpunkten A3 bis A5 über den Bildschirm 29, 39 erkennen. Somit ist es sehr einfach zu bestimmen, ob es notwendig ist oder nicht, die bereits eingestellten Einlernpunkte zu korrigieren.
-
Ferner zeigen 6A und 6B Ausrichtungen des Werkzeugs T. Das in 6A gezeigte Werkzeug ist in der senkrechten Richtung angeordnet, und in dieser Ausrichtung kann das Werkzeug T das Werkstück W zufriedenstellend bearbeiten. Das in 6B gezeigte Werkzeug T ist in der schrägen Richtung angeordnet, und es besteht ein Fehler ω in dem Winkel zwischen dem Werkzeug T und der senkrechten Richtung. In der in 6B gezeigten Ausrichtung kann ein anderer Abschnitt als die Spitze des Werkzeugs T das Werkstück W berühren. Aus diesem Grund kann das Werkzeug T in der in 6B gezeigten Ausrichtung das Werkstück W nicht zufriedenstellend bearbeiten. Es sei zu beachten, dass die Ausrichtung des Werkzeugs T, in der das Werkstück W ausreichend bearbeitet werden kann, eine andere Ausrichtung sein kann.
-
Die Ausrichtung des Werkzeugs T, wenn der Einlernpunkt in Schritt S11 aus 2 eingelernt wird, wird in der Speichereinheit des Steuergeräts 20 gespeichert. Bei einer anderen nicht abgebildeten Ausführungsform kann die Fehlerberechnungseinheit 21 in Schritt S14 den Ausrichtungsfehler ω zwischen der gespeicherten Ausrichtung des Werkzeugs T und der aktuellen Ausrichtung des Werkzeugs T des Roboters berechnen. In diesem Fall wird in Schritt S15 der berechnete Ausrichtungsfehler ω mit einem vorbestimmten Bereich für den Ausrichtungsfehler verglichen. Falls der Ausrichtungsfehler ω innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, wird ebenso eine Anweisung zum erneuten Einlernen des Einlernpunktes erteilt. Sowohl der Positionsfehler als auch der Ausrichtungsfehler können berechnet und verglichen werden. In diesem Fall ist es möglich, zuverlässig zu bestimmen, ob es notwendig ist oder nicht, den Einlernpunkt erneut einzulernen. Ferner kann die Einheit 24 zur Bildverarbeitung mit erweiterter Realität zum Anzeigen des Ausrichtungsfehlers ω ein Modell des Werkzeugs T, das die Ausrichtung aufweist, wenn der Einlernpunkt eingelernt wird, in dem reellen Bild an dem Bildschirm 29 oder dem Bildschirm 39 einblenden.
-
Ferner ist 7 ein konzeptuelles Diagramm eines Einlernsystems gemäß einer dritten Ausführungsform. In der dritten Ausführungsform umfasst das Handbediengerät 30 die Fehlerberechnungseinheit 21, die Anweisungseinheit 22, die Fehleranzeigeeinheit 23, die Einheit 24 zur Bildverarbeitung mit erweiterter Realität und dergleichen. Somit dient in diesem Fall das Handbediengerät 30 nur als Einlernvorrichtung. Ein derartiger Fall liegt im Umfang der vorliegenden Erfindung. Die CPU des Steuergeräts 20 und die CPU des Handbediengeräts 30 dienen als die Fehlerberechnungseinheit 21, die Anweisungseinheit 22, die Fehleranzeigeeinheit 23 und die Einheit 24 zur Bildverarbeitung mit erweiterter Realität.
-
Aspekte der Offenbarung
-
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Einlernvorrichtung zum Ausführen von Einlernvorgängen eines Roboters bereitgestellt, die Vorgänge an einem Werkstück ausführt und eine Auswahleinheit, die sich während eines Einlernvorgangs oder nach einem Einlernvorgang des Roboters über eine Mehrzahl von Zeilen eines Programms des Roboters bewegt und eine einzelne Zeile auswählt, eine Fehlerberechnungseinheit, die, nachdem der Roboter durch Handführung oder Tippbetrieb zu einem Einlernpunkt bewegt wurde, der auf der ausgewählten einzelnen Zeile bereits eingelernt wurde, mindestens einen von einem Positionsfehler zwischen dem Einlernpunkt und einer Position des Roboters nach der Bewegung und einem Ausrichtungsfehler zwischen einer Ausrichtung des Werkzeugs des Roboters an dem Einlernpunkt und der Ausrichtung des Werkzeugs des Roboters nach der Bewegung berechnet, und eine Anweisungseinheit, die ein erneutes Einlernen des Einlernpunktes anweist, wenn mindestens einer von dem Positionsfehler und dem Ausrichtungsfehler innerhalb eines jeweiligen vorbestimmten Bereichs liegt, umfasst.
-
Gemäß dem zweiten Aspekt wird der erste Aspekt bereitgestellt, der ferner eine Fehleranzeigeeinheit umfasst, um mindestens einen von dem Positionsfehler und dem Ausrichtungsfehler anzuzeigen.
-
Gemäß dem dritten Aspekt wird der erste oder zweite Aspekt bereitgestellt, der ferner eine Anzeigeeinheit umfasst, um ein reelles Bild eines reellen Raums, der den Roboter und das Werkstück umfasst, anzuzeigen, das von einer Bildaufnahmeeinheit aufgenommen wird, anzuzeigen, und eine Einheit zur Bildverarbeitung mit erweiterter Realität zum Einblenden einer Information, welche die Position des Einlernpunktes in dem reellen Bild angibt, und zum Anzeigen an der Anzeigeeinheit.
-
Gemäß dem vierten Aspekt wird bei einem von den ersten bis dritten Aspekten der Einlernpunkt gelöscht, wenn der Einlernpunkt erneut eingelernt wird.
-
Gemäß dem fünften Aspekt wird ein Einlernverfahren zum Ausführen von Einlernvorgängen eines Roboters, der Vorgänge an einem Werkstück ausführt, bereitgestellt, das Schritte umfasst, die darin bestehen, sich während eines Einlernvorgangs oder nach einem Einlernvorgang des Roboters über eine Mehrzahl von Zeilen eines Programms des Roboters zu bewegen und eine einzelne Zeile auszuwählen, um, nachdem der Roboter durch Handführung oder Tippbetrieb zu einem Einlernpunkt bewegt wurde, der auf der ausgewählten einzelnen Zeile bereits eingelernt wurde, mindestens eines von einem Positionsfehler zwischen dem Einlernpunkt und einer Position des Roboters nach der Bewegung und einem Ausrichtungsfehler zwischen einer Ausrichtung des Werkzeugs des Roboters an dem Einlernpunkt und der Ausrichtung des Werkzeugs des Roboters nach der Bewegung zu berechnen, und um den Einlernpunkt erneut einzulernen, wenn mindestens einer von dem Positionsfehler und dem Ausrichtungsfehler innerhalb eines jeweiligen vorbestimmten Bereichs liegt.
-
Gemäß dem sechsten Aspekt wird der fünfte Aspekt bereitgestellt, der ferner einen Schritt umfasst, der darin besteht, mindestens einen von dem berechneten Positionsfehler und dem Ausrichtungsfehler an einer Fehleranzeigeeinheit anzuzeigen.
-
Gemäß dem siebten Aspekt wird der fünfte oder sechste Aspekt bereitgestellt, der ferner einen Schritt umfasst, der darin besteht, eine Information, welche die Position des Einlernpunktes in einem reellen Bild eines reellen Raums, der den Roboter und das Werkstück umfasst, angibt, das von einer Bildaufnahmeeinheit aufgenommen wird, einzublenden und an einer Anzeigeeinheit anzuzeigen.
-
Gemäß dem achten Aspekt wird in einem von den fünften bis siebten Aspekten der Einlernpunkt gelöscht, wenn der Einlernpunkt erneut eingelernt wird.
-
Wirkungen der Aspekte
-
Bei den ersten bis fünften Aspekten, wenn der Positionsfehler (Abstand) oder der Ausrichtungsfehler zwischen dem Einlernpunkt, der bereits eingelernt wurde, und der Position des Roboters, nachdem er durch Handführung oder dergleichen zu dem Einlernpunkt bewegt wurde, innerhalb des jeweiligen vorbestimmten Bereichs liegt, wird eine Anweisung zum erneuten Einlernen des Einlernpunktes erteilt. Somit kann der Bediener ohne Weiteres bestimmen, ob es notwendig ist oder nicht, den Einlernpunkt, der bereits eingelernt wurde, zu korrigieren.
-
Bei den zweiten und sechsten Aspekten kann der Bediener einfacher bestimmen, ob es notwendig ist oder nicht, die Einlernpunkte zu korrigieren.
-
Bei den dritten und siebten Aspekten kann der Bediener sehr leicht bestimmen, ob es notwendig ist oder nicht, die Einlernpunkte, die bereits eingestellt wurden, zu korrigieren.
-
Bei den vierten und achten Aspekten kann ein erneuter Einlernvorgang mühelos ausgeführt werden.
-
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zuvor beschrieben wurden, wird der Fachmann verstehen, dass diverse Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Umfang der nachstehend dargelegten Ansprüche zu verlassen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
