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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vibrationsanzeigeeinrichtung, eine Betriebsprogrammerstellungseinrichtung und ein System.
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STAND DER TECHNIK
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Es gibt eine bekannte Technik zum Anzeigen einer Bewegungsbahn eines abgelegenen Endes eines Roboters, wenn der Roboter bewegt wird, zusammen mit einem Bild des Roboters auf einer Anzeigeeinrichtung. Eine derartige Technik ist zum Beispiel in PTL 1 offenbart.
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Darüber hinaus gibt es eine bekannte Robotersteuertechnik, bei der eine Vibration eines Roboters, während er betrieben wird, unter Verwendung eines Beschleunigungssensors gemessen wird und bei der Lernen durchgeführt wird, um den gemessenen Wert nahe an einen Sollwert zu bringen. Eine derartige Technik ist zum Beispiel in PTL 2 offenbart.
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LITERATURLISTE
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PATENTLITERATUR
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- PTL 1 Japanische nicht geprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 6385627
- PTL 2 Japanische nicht geprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2011-167817
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Eine Verringerung der Vibration während des Betriebs eines Roboters steht in direktem Zusammenhang mit einer Erhöhung der Geschwindigkeit des Betriebs des Roboters, der Bearbeitungsqualität unter Verwendung des Roboters, usw. In einem Fall, dass die Vibration während des Betriebs des Roboters unter Verwendung eines Beschleunigungssensors gemessen wird und dass Lernen durchgeführt wird, um den gemessenen Wert nahe an einen Sollwert zu bringen, ist es notwendig, ein Lernergebnis unter Verwendung jeglicher Mittel zu überprüfen. Die Bearbeitung von Werkstücken wird zum Beispiel tatsächlich durch den Roboter unter Verwendung eines nach dem Lernen erzielten Betriebsprogramms durchgeführt, und ob die Vibration akzeptabel ist oder nicht, wird auf der Grundlage der Qualität des bearbeiteten Werkstücks überprüft. Derartige Überprüfung führt zum Verlust von Werkstücken, und für die Ausführung von Verarbeitung und Vorbereitung dafür ist Zeit erforderlich. Darüber hinaus wird jedes Mal, wenn Lernen durchgeführt ist, die Bearbeitung von Werkstücken durchgeführt, was ineffizient ist.
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In Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Umstände besteht ein Bedarf für eine Vibrationsanzeigeeinrichtung, eine Betriebsprogrammerstellungseinrichtung und ein System, die in der Lage sind, den Lernprozess zum Verringern der Vibration eines Roboters, während er betrieben wird, effizient durchzuführen.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Gemäß einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung eine Vibrationsanzeigeeinrichtung bereit, umfassend: eine Vibrationserfassungseinheit, die einen Vibrationszustand eines abgelegenen Endabschnitts eines Roboters erfasst, der ein Roboter in einer Simulation oder in einer realen Welt ist, wobei der abgelegene Endabschnitt auf der Grundlage eines Betriebsprogramms betrieben wird; und eine Vibration-Bewegungsbahnaufzeichnungseinheit, die den Vibrationszustand entlang einer Bewegungsbahn des abgelegenen Endabschnitts des Roboters auf einer Anzeigeeinrichtung aufzeichnet oder die den Vibrationszustand als die Bewegungsbahn auf der Anzeigevorrichtung aufzeichnet.
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Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Offenlegung eine Betriebsprogrammerstellungseinrichtung bereit, umfassend: die Vibrationsanzeigeeinrichtung; und eine Lerneinheit, die Lernen über die Vibration des abgelegenen Endabschnitts in einer ausgewählten Region durchführt, der auf der Bewegungsbahn des abgelegenen Endabschnitts ausgewählt wird, wobei die Bewegungsbahn auf der Vibrationsanzeigeeinrichtung aufgezeichnet wird, wenn die ausgewählte Region ausgewählt wird, und die Lerneinheit ein verbessertes Betriebsprogramm zur Verringerung der Vibration des abgelegenen Endabschnitts in der ausgewählten Region erzeugt.
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Gemäß einem dritten Aspekt stellt die vorliegende Offenlegung ein System bereit, umfassend: einen Roboter; eine Betriebsprogrammerstellungseinrichtung, die ein Betriebsprogramm zum Steuern des Roboters erstellt; und ein Hauptsteuersystem, das in der Lage ist, mit der Betriebsprogrammerstellungseinrichtung zu kommunizieren, wobei die Betriebsprogrammerstellungseinrichtung umfasst: eine Anzeigeeinrichtung, die eine Bewegungsbahn eines abgelegenen Endabschnitts des Roboters anzeigt, wobei der abgelegene Endabschnitt gemäß dem Betriebsprogramm bewegt wird; eine Lerneinheit, die Lernen über die Vibration des abgelegenen Endabschnitts in einer ausgewählten Region durchführt, die auf der Bewegungsbahn des abgelegenen Endabschnitts ausgewählt wird und auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt wird, und die die Vibration des abgelegenen Endabschnitts in der ausgewählten Region verringert; und das Hauptsteuersystem sammelt die von der Betriebsprogrammerstellungseinrichtung empfangenen Lernergebnisse.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Ansicht, die im Umriss die Ausgestaltung einer Betriebsprogrammerstellungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine Grafik, die im Umriss die Ausgestaltung einer Betriebsprogrammerstellungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
- 3 ist eine Ansicht, die im Umriss die Ausgestaltung einer Betriebsprogrammerstellungseinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Roboters bei den jeweiligen Ausführungsformen.
- 5 ist ein Blockdiagramm eines Computers bei den jeweiligen Ausführungsformen.
- 6 ist ein Blockdiagramm einer Robotersteuerung bei den jeweiligen Ausführungsformen.
- 7 ist ein auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigtes Anzeigebeispiel bei den jeweiligen Ausführungsformen.
- 8 ist ein auf der Anzeigeeinrichtung angezeigtes Anzeigebeispiel bei den jeweiligen Ausführungsformen.
- 9 ist ein auf der Anzeigeeinrichtung angezeigtes Anzeigebeispiel bei den jeweiligen Ausführungsformen.
- 10 ist ein Blockdiagramm eines Verwaltungssystems mit der Robotersteuerung bei den jeweiligen Ausführungsformen.
- 11 ist ein Blockdiagramm eines Systems mit der Robotersteuerung und dem Computer bei den jeweiligen Ausführungsformen.
- 12 ist ein Blockdiagramm eines Systems mit der Robotersteuerung bei den jeweiligen Ausführungsformen.
- 13 ist ein Blockdiagramm eines Systems mit der Robotersteuerung bei den jeweiligen Ausführungsformen.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Wie es in 1 bis 3 gezeigt ist, kann eine Betriebsprogrammerstellungseinrichtung gemäß jeder Ausführungsform ein Computer 30, der eine Simulation durchführt, oder eine Robotersteuerung 20 sein, die einen Roboter R steuert. Wenngleich die folgende Beschreibung für einen Fall gegeben wird, dass die Betriebsprogrammerstellungseinrichtung der Computer 30 ist, können die später beschriebenen Ausgestaltungen auch auf die Robotersteuerung 20 angewendet werden.
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Eine Vibrationsanzeigeeinrichtung und eine Betriebsprogrammerstellungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Bei der ersten Ausführungsform ist, wie es in 1 gezeigt ist, eine Anzeigeeinrichtung (Vibrationsanzeigeeinrichtung) 36, die eine Kopf montierte Anzeige ist, mit dem Computer 30 verbunden, der die Betriebsprogrammerstellungseinrichtung ist, und wird ein Vibrationszustand des Roboters R auf der Anzeigeeinrichtung 36 angezeigt.
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Wie es in 5 gezeigt ist, umfasst der Computer 30: einen Prozessor 31, wie beispielsweise eine CPU; eine Anzeigeeinheit 32, wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung; eine Speichereinheit 33, die einen nichtflüchtigen Speicher, einen ROM, einen RAM usw. aufweist; eine Eingabeeinrichtung 34, die eine Tastatur, einen Touchscreen oder dergleichen aufweist; und eine Sende- und Empfangseinheit 35, die Übertragung und Empfang von Signalen, Daten usw. durchführt. Wenn die Anzeigeeinheit 32 eine Touchscreen-Funktion aufweist, fungiert die Anzeigeeinheit 32 auch als die Eingabeeinheit 34. Darüber hinaus fungiert bei dieser Ausführungsform die Anzeigeeinheit 32 auch als eine Vibrationsanzeigeeinrichtung.
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Die Speichereinheit 33 speichert ein Systemprogramm 33a, und das Systemprogramm 33a dient Grundfunktionen der Steuereinrichtung 30. Die Speichereinheit 33 speichert ein Betriebsprogramm 33b für den Roboter R. Das Betriebsprogramm 33b wird auf der Grundlage eines Referenzkoordinatensystems des Roboters R erstellt und dafür verwendet, um einen abgelegenen Endabschnitt des Roboters R an einer Mehrzahl von vorgegebenen Positionen und in einer Mehrzahl von vorgegebenen Ausrichtungen in dem Referenzkoordinatensystem nacheinander anzuordnen. Die Robotersteuerung 20 betreibt den Roboter R auf der Grundlage des Betriebsprogramms 33b.
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Die Speichereinheit 33 speichert: ein Vibrationserfassungsprogramm (Vibrationserfassungsmittel) 33c zum Erfassen eines Vibrationszustands des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R; und ein Vibrationsbahnaufzeichnungsprogramm (Vibrationsbahnaufzeichnungsmittel) 33d zur Aufzeichnung des Vibrationszustands des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R, der durch das Vibrationserfassungsprogramm 33c erfasst wird, entlang des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R. Darüber hinaus speichert die Speichereinheit 33 auch ein Lernprogramm (Lernmittel) 33e.
Obwohl der Roboter R in dem in 4 gezeigten Beispiel ein Vertikal-Gelenk-Roboter ist, kann der Roboter R ein Horizontal-Gelenk-Roboter, ein Mehrgelenk-Roboter oder eine andere Art von Roboter sein.
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Der in 4 gezeigte Roboter R weist eine Vielzahl von Servomotoren (Antriebsmotoren) 11a, 12a, 13a, 14a, 15a und 16a auf (6), die Antriebsarmelemente 11, 12, 13, 14, 15 und 16 um eine Mehrzahl von beweglichen Achsen J1, J2, J3, J4, J5 und J6 jeweils antreiben. Antriebskräfte der Servomotoren 11a, 12a, 13a, 14a, 15a und 16a werden über Untersetzungen an die Armelemente 11, 12, 13, 14, 15 und 16 übertragen. Darüber hinaus weisen die Servomotoren 11a, 12a, 13a, 14a, 15a und 16a jeweils eine Betriebsposition-Erfassungseinrichtung 17 zum Erfassen dessen Betriebsposition auf, und die Betriebsposition-Erfassungseinrichtung 17 ist in einem Beispiel ein Impulsgeber. Erfassungsergebnisse der Betriebsposition-Erfassungseinrichtung 17 werden an die Robotersteuerung 20 gesendet.
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Der Roboter R weist an einem abgelegenen Endabschnitt davon ein Werkzeug T zur Bearbeitung auf, z.b. Schweißen. Obwohl bei dieser Ausführungsform das Werkzeug T als der abgelegene Endabschnitt des Roboters R behandelt wird, kann auch das Armelement 16, an dem das Werkzeug T montiert ist, als der abgelegene Endabschnitt des Roboters R behandelt werden. Das Werkzeug T kann ein Prüfwerkzeug, ein Reinigungswerkzeug, ein Werkstück-Handhabungswerkzeug, ein Montagewerkzeug oder ein anderes Werkzeug sein.
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Wie es in 6 gezeigt ist, umfasst die Robotersteuerung 20: einen Prozessor 21, der eine CPU usw. ist; eine Anzeigeeinheit 32, wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung; eine Speichereinheit 23, die einen nichtflüchtigen Speicher, einen ROM, einen RAM usw. aufweist; eine Eingabeeinrichtung 24, die eine Tastatur, einen Touchscreen oder dergleichen aufweist; eine Sende- und Empfangseinheit 25, die Übertragung und Empfang von Signalen, Daten usw. durchführt; und Servosteuerungen 26, die jeweils den Servomotoren 11a bis 16a entsprechen. Die Speichereinheit 23 speichert ein Systemprogramm 23a, und das Systemprogramm 23a fungiert im Prinzip als die Robotersteuerung 20.
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Andererseits speichert die Speichereinheit 33 des Computers 30 ein Modell des Roboters R, und der Computer 30 kann das Modell des Roboters R auf der Anzeigeeinrichtung 36 oder der Anzeigeeinheit 32 anzeigen. Die Speichereinheit 33 des Computers 30 speichert auch ein Modell einer Montagefläche, auf der der Roboter R montiert ist, einer auf der Montagefläche platzierten Fördervorrichtung, ein Modell eines Werkstücks, an dem eine Bearbeitung, wie beispielsweise Schweißen, unter Verwendung des Roboters R durchgeführt wird, ein Modell einer Spannvorrichtung, die das Werkstück trägt, und ein Modell einer anderen Maschine oder dergleichen, und der Computer 30 kann diese Modelle auf der Anzeigevorrichtung 36 oder der Anzeigeeinheit 32 anzeigen.
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In einem Beispiel erstellt der Computer 30 das Betriebsprogramm 33b, das den Roboter R dazu veranlasst, um auf der Grundlage einer durch eine Bedienperson durchgeführte Eingabe an der Eingabeeinheit 34 an einer Mehrzahl von Positionen des Werkstücks Punktschweißen durchzuführen.
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Der Computer 30 bewegt den Roboter R in der Simulation gemäß dem Betriebsprogramm 33b und zeigt den Betrieb des Roboters R auf der Anzeigeeinrichtung 36 oder der Anzeigeeinheit 32 an.
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Das Modell des Roboters R in der Simulation weist Information über Gewicht und Steifigkeit jedes Armelements 11, 12, 13, 14, 15 und 16, Gewicht und Steifigkeit jedes Servomotors 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, und 16a und Gewicht und Steifigkeit jeder Untersetzung auf. Kurz gesagt, weist das Modell des Roboters R Information in Hinblick auf Gewicht und Steifigkeit des tatsächlichen Roboters R auf. Darüber hinaus weist das Modell des Roboters R auch Information über die Leistung jedes Servomotors 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, und 16a auf. Somit führt der simulierte Roboter R einen Betrieb durch, der dem tatsächlichen Roboter R ähnlich oder identisch ist. Darüber hinaus ist der simulierte Roboter R an der gleichen Position wie der reale Roboter R in Bezug auf das Bezugskoordinatensystem angeordnet. Somit ist ein Betrieb des simulierten Roboters R auf der Grundlage des Betriebsprogramms 33b der Gleiche wie ein Betrieb des realen Roboters R auf der Grundlage des Betriebsprogramms 33b.
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Wenn der Roboter R in der Simulation bewegt wird, erfasst der Computer 30 eine Bewegungsbahn und einen Vibrationszustand des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R. Der zu erfassende Vibrationszustand sind in einem Beispiel die Vibration des abgelegenen Endabschnitts angebende Vibrationsdaten. Die Vibrationsdaten können Daten der Beschleunigung des abgelegenen Endabschnitts, die sich über die Zeit ändert, oder Daten der Amplitude des abgelegenen Endabschnitts sein, die sich über die Zeit ändert. Es ist denkbar, dass die Bewegungsbahn in eine Mehrzahl von Gebieten unterteilt ist. In diesem Fall kann der zu erfassende Vibrationszustand der Maximalwert der Beschleunigung des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R in jedem Gebiet der Bewegungsbahn oder der Maximalwert der Amplitude des abgelegenen Endabschnitts des Roboters in jedem Gebiet der Bewegungsbahn sein. Die Daten der Beschleunigung weisen Daten in Hinblick auf die Richtung und Frequenz in Bezug auf die Beschleunigung auf, und die Daten der Amplitude weisen Daten in Hinblick auf die Richtung und Frequenz in Bezug auf die Amplitude auf.
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Der zu erfassende Vibrationszustand ist in einem anderen Beispiel Daten der Bewegungsbahn des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R selbst. Wenn der abgelegene Endabschnitt des Roboters R vibriert, vibriert die Bewegungsbahn zyklisch.
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Wenn der Computer 30 eine Bewegungsbahn L des Endabschnitts des Roboters R auf der Anzeigeeinheit 32 und der Anzeigeeinrichtung 36 anzeigt, wird der Vibrationszustand des Endabschnitts des Roboters R auf der Anzeigeeinheit 32 und der Anzeigeeinrichtung 36 auf der Grundlage des Vibration-Bewegungsbahnaufzeichnungsprogramms 33d angezeigt. In einem Beispiel zeigt der Computer 30 die Bewegungsbahn L an, die zyklisch vibriert, wie vorstehend beschrieben wurde. Da die Amplitude der Schwingung des Endabschnitts des Roboters R extrem klein ist, zeigt der Computer 30 in vielen Fällen die Amplitude der Vibration in zum Beispiel einer mehrfachen bis zu mehreren zehnfachen Vergrößerung an ( 1 und 4). Ist zu beachten, dass, wenn die Robotersteuerung 20 als die Vibrationsanzeigeeinrichtung fungiert, eine ähnliche Anzeige wie auf der Anzeigeeinheit 32 auf der Anzeigeeinheit 22 oder einer an der Eingabeeinheit 24 vorgesehenen Anzeigeeinheit durchgeführt wird.
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In einem anderen Beispiel erzeugt der Computer 30 Bilder V1, die Vibrationen des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R auf der Grundlage der Daten der Beschleunigung, der Daten der Amplitude usw. angeben, und zeigt die Bilder V1 auf der Anzeigeeinrichtung 36 oder der Anzeigeeinheit 32 zusammen mit der Bewegungsbahn L des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R an (7). Anstelle der Bilder V1 ist es auch möglich, Bilder V2 zu verwenden, die aus Linien gebildet sind, deren Farbe, Dicke usw. gemäß der Größe der Vibration variieren, wie es in 8 gezeigt ist.
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In einem weiteren Beispiel zeigt der Computer 30 eine detaillierte Bewegungsbahn L des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R auf der Anzeigeeinrichtung 36 oder der Anzeigeeinheit 32 an, wie es in 9 gezeigt ist. Die detaillierte Bewegungsbahn L umfasst die Vibration des abgelegenen Endes des Roboters R. Der Benutzer kann einen Bedienteil der Eingabeeinrichtung 34 oder der Anzeigeeinrichtung 36 bedienen, um die Position von Interesse auf der Anzeigeeinrichtung 36 oder dergleichen zu vergrößern und anzuzeigen.
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Es ist zu beachten, dass, wenn die Anzeigeeinrichtung 36 eine Kopf montierte Anzeige ist, die Anzeigeeinrichtung 36 einen 9-Achsen-Sensor umfasst und sich der Standpunkt in dem Modell in der Simulation gemäß einem Erfassungsergebnis des 9-Achsen-Sensors ändert. Insbesondere ändert sich ein auf der Anzeigeeinrichtung 36 anzuzeigendes Bild gemäß einem Erfassungsergebnis von dem 9-Achsen-Sensor.
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Der 9-Achsen-Sensor umfasst zum Beispiel: Beschleunigungssensoren für die Beschleunigung in der X-Achsenrichtung, Y-Achsenrichtung und Z-Achsenrichtung; Beschleunigungssensoren für die Beschleunigung um die X-Achse, Y-Achse und Z-Achse; und einen 3-Achsen-Kompass-Sensor. Somit erkennt der Computer 30 eine Änderung der Position und eine Änderung der Ausrichtung der Anzeigeeinrichtung 36 auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses des 9-Achsen-Sensors. Der Computer 30 ändert den Standpunkt in dem Modell in der Simulation auf der Grundlage der Änderung der Position und der Änderung der Ausrichtung der Anzeigeeinrichtung 36, die auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse des 9-Achsen-Sensors erkannt werden. Dementsprechend kann der Benutzer durch Ändern der Position und Ausrichtung des Kopfes den Punkt von Interesse in vergrößerter Weise und aus einem anderen Winkel beobachten.
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Die von dem Benutzer vorgenommenen Änderungen der Position und Ausrichtung des Kopfes stimmen mit den Änderungen der Position und Ausrichtung der Anzeigeeinrichtung 36 überein. Wenn dann die Anzeigeeinrichtung 36 in eine derartige Richtung bewegt wird, um sich dem Endabschnitt des Roboters R zu nähern, wird eine beliebige Region in einem angezeigten Bild der Anzeigeeinrichtung 36 in vergrößerter Weise angezeigt. Es kann insbesondere gesagt werden, dass die durch den Benutzer vorgenommenen, vorstehend genannten Änderungen der Position und Ausrichtung des Kopfes Bedienungen zur Anzeige der beliebigen Region in dem angezeigten Bild der Anzeigeeinrichtung 36 in vergrößerter Weise sind.
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Es ist zu beachten, dass eine beliebige Region in dem angezeigten Bild der Anzeigeeinheit 32 in vergrößerter Weise angezeigt werden kann, wenn der Benutzer eine beliebige Position der Anzeigeeinheit 32, die eine Touchscreen-Funktion aufweist, unter Verwendung eines Fingers bedient.
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In einem Zustand, in dem der Endabschnitt des Roboters R und das Werkstück einander nahe kommen, ist in vielen Fällen eine leichte Vibration des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R problematisch. Weil es jedoch für den Benutzer gefährlich ist, sich dem abgelegenen Endabschnitt des Roboters R in diesem Zustand zu nähern, kann der Benutzer die Situation nicht in Ruhe visuell beobachten. Die vorstehend beschriebene vergrößerte Anzeige ermöglicht eine vergrößerte Beobachtung der Vibration des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R und ist somit extrem nützlich für den Benutzer, um das Betriebsprogramm 33b zu erstellen und zu verbessern.
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Darüber hinaus führt der Computer 30 Lernen zur Verringerung der Vibration des Roboters R auf der Grundlage des Lernprogramms (Lernmittel) 33e durch, das in der Speichereinheit 33 gespeichert ist. Wenn der Benutzer zum Beispiel unter Verwendung der Eingabeeinheit 34 einen Sollwert für die Vibration des Endabschnitts des Roboters R eingibt und den Start des Lernens anweist, bewegt der Computer 30 den Roboter R in der Simulation mehrere Male auf der Grundlage des Betriebsprogramms 33b.
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Zu diesem Zeitpunkt sucht der Computer 30 nach einem optimalen Betrieb des Roboters R, indem die Betriebsgeschwindigkeit, z. B. die Betriebsdrehzahl jedes Servomotors 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, und 16a, nach und nach geändert wird. Dann wird ein verbessertes Betriebsprogramm, das auf der Grundlage des Lernprogramms 33e verbessert ist, in der Speichereinheit 33 gespeichert. Es ist zu beachten, dass es möglich ist, ein bekanntes Lernprogramm zu verwenden und eine Verringerung der Vibration des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R durch verschiedene bekannte Lerntechniken zu erzielen.
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Der Computer 30 erfasst einen verbesserten Vibrationszustand des Roboters R, der auf der Grundlage des verbesserten Betriebsprogramms betrieben wird. Der zu erfassende Vibrationszustand ist gleich oder ähnlich wie der Vibrationszustand, der auf der Grundlage des Betriebsprogramms 33b erfasst wird, das nicht verbessert worden ist.
Wenn der Computer 30 die Bewegungsbahn L des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R auf der Anzeigeeinheit 32 und der Anzeigeeinrichtung 36 anzeigt, zeigt er den Vibrationszustand vor der Verbesserung und den Vibrationszustand nach der Verbesserung auf der Anzeigeeinheit 32 und der Anzeigeeinrichtung 36 auf der Grundlage des Vibration-Bewegungsbahnaufzeichnungsprogramms 33d an. Es ist bevorzugt, dass der Vibrationszustand vor der Verbesserung und der Vibrationszustand nach der Verbesserung angezeigt werden, um voneinander unterscheidbar zu sein. In einem Beispiel, wie es in 4 gezeigt ist, wird die Farbe oder die Anzeigeart der Bewegungsbahn L, die den Vibrationszustand nach der Verbesserung angibt, von der Farbe oder der Anzeigeart der Bewegungsbahn L, die den Vibrationszustand vor der Verbesserung angibt, verschieden gewählt. In 4 ist der Vibrationszustand vor der Verbesserung mit einer gestrichelten Linie gezeigt. Der Vibrationszustand nach der Verbesserung wird auch bei jeder der vorstehend beschriebenen Anzeigearten für den Vibrationszustand vor der Verbesserung angezeigt.
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Der Benutzer vergleicht den Vibrationszustand nach der Verbesserung mit dem Vibrationszustand vor der Verbesserung, wodurch es ermöglicht wird, die Notwendigkeit für eine weitere Verbesserung des Betriebsprogramms 33b einfach und geeignet zu ermitteln. Auch wenn die Vibration des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R gering ist, kann der Benutzer, wenn die geringe Vibration auf der Anzeigeeinheit 32 oder der Anzeigeeinrichtung 36 wie in der vorstehend beschriebenen Weise angezeigt wird, einfach und zuverlässig die Vibration finden, die problematisch ist.
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Obwohl selbst leichte Vibration einen großen Einfluss auf die Genauigkeit der Bearbeitung eines Werkstücks ausübt, zum Beispiel wenn der abgelegene Endabschnitt des Roboters R einen Bearbeitungspunkt erreicht hat oder während der Bearbeitung, kann eine geringe Vibration unproblematisch sein, während sich der abgelegene Endabschnitt des Roboters R lediglich bewegt. Eine solche Ermittlung unterscheidet sich in Abhängigkeit von der Art von Werkstück, der Art von an dem Werkstück anzuwendender Bearbeitung, Anforderungen für die Bearbeitungsgenauigkeit usw. Somit ist die Tatsache, dass der Benutzer den Vibrationszustand einfach und zuverlässig erfassen kann, wie es vorstehend beschrieben wurde, sowohl für die Verbesserung der Arbeitseffizienz des Roboters R als auch für die Arbeitsgenauigkeit des Roboters R extrem vorteilhaft.
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Wie es in 9 gezeigt ist, kann der Benutzer einen Bereich L1 auswählen, der Teil der Bewegungsbahn L des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R ist, die auf der Anzeigeeinheit 32 oder der Anzeigeeinrichtung 36 durch Bedienen der Anzeigeeinheit 32, die eine Touchscreen-Funktion aufweist, angezeigt wird. Es ist für den Benutzer auch möglich, die Auswahl unter Verwendung der Eingabeeinheit 34 durchzuführen. In einem Zustand zum Beispiel, in dem ein ausgewählter Bereich L1 der Bewegungsbahn L ausgewählt worden ist, kann der Benutzer den Computer 30 unter Verwendung der Touchscreen-Funktion der Anzeigeeinheit 32, der Eingabeeinheit 34 oder dergleichen anweisen, das Lernen zu beginnen.
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In diesem Fall konzentriert sich der Computer 30 auf das Lernen über die Vibration des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R in dem ausgewählten Bereich L1. In einem Beispiel lernt der Computer 30 nur über die Vibration des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R in dem ausgewählten Bereich L1. Der Computer 30 bewegt zum Beispiel in der Simulation den Roboter R innerhalb eines begrenzten, den ausgewählten Bereich L1 umfassenden Bereich mehrere Male, wodurch die Vibration in dem ausgewählten Bereich L1 verringert wird. Ein Vibrationszustand, der auf der Grundlage eines verbesserten Betriebsprogramms erzielt wird, das durch dieses Lernen verbessert ist, wird auf der Anzeigeeinheit 32 oder der Anzeigeeinrichtung 36 angezeigt, wie es vorstehend beschrieben wurde.
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Es ist zu beachten, dass es für den Benutzer auch möglich ist, das Betriebsprogramm 33b unter Verwendung der Eingabeeinheit 34 oder dergleichen ohne Verwendung des Lernprogramms 33e zu verbessern. In diesem Fall wird ein auf der Grundlage des verbesserten Betriebsprogramms erzielter Vibrationszustand auch auf der Anzeigeeinheit 32 oder der Anzeigeeinrichtung 36 angezeigt.
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Darüber hinaus ist es auch möglich, dass ein auf der Grundlage des verbesserten Betriebsprogramms erzielter Vibrationszustand auf der Anzeigeeinheit 32 oder der Anzeigeeinrichtung 36 zusammen mit einer erlernten Bewegungsbahn (Sollbewegungsbahn) anstelle eines auf der Grundlage des Betriebsprogramms 33b vor der Verbesserung erzielten Vibrationszustands angezeigt wird.
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Eine Vibrationsanzeigeeinrichtung und eine Betriebsprogrammerstellungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Die Ausgestaltung der Vibrationsanzeigeeinrichtung der zweiten Ausführungsform ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform. Wie es in 2 gezeigt ist, unterscheidet sich die Betriebsprogrammerstellungseinrichtung von jener der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Betriebsprogrammerstellungseinrichtung der zweiten Ausführungsform mit der Robotersteuerung 20 des Roboters R verbunden ist, und erfasst der Computer 30 einen Vibrationszustand des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R von der Robotersteuerung 20.
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Der Roboter R, die Robotersteuerung 20 und der Computer 30 weisen in der zweiten Ausführungsform Ausgestaltungen auf, die gleich oder ähnlich wie jene der ersten Ausführungsform sind, sofern es nachstehend nicht anderes spezifiziert wird.
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Bei der zweiten Ausführungsform wird der tatsächliche Roboter R auf der Grundlage des Betriebsprogramms 33b betrieben. Darüber hinaus erfasst die Robotersteuerung 20 durch Berechnung eine Bewegungsbahn und einen Vibrationszustand des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R auf der Grundlage von Erfassungsergebnissen (Betriebsinformation) von den Betriebsposition-Erfassungseinrichtungen 17 der Servomotoren 11a, 12a, 13a, 14a, 15a und 16a, die erzielt werden, wenn der vorstehend genannte Betrieb durchgeführt wird. Der zu erfassende Vibrationszustand ist gleich oder ähnlich wie der in der Simulation in der ersten Ausführungsform erfasste Vibrationszustand.
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Die Robotersteuerung 20 kann durch Berechnung auch die Bewegungsbahn und den Vibrationszustand des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R auf der Grundlage von Antriebsstromwerten (Betriebsinformation) der Servomotoren 11a, 12a, 13a, 14a, 15a und 16a, die erzielt werden, wenn der vorstehend genannte Betrieb durchgeführt wird. In diesem Fall ist der zu erfassende Vibrationszustand gleich oder ähnlich wie der in der Simulation bei der ersten Ausführungsform erfasste Vibrationszustand.
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Der Computer 30 erfasst die Bewegungsbahn L und den Vibrationszustand, die, wie vorstehend beschrieben, von der Robotersteuerung 20 erfasst werden, und zeigt die Bewegungsbahn und den Vibrationszustand auf der Anzeigeeinrichtung 36 oder der Anzeigeeinheit 32 wie bei der ersten Ausführungsform an.
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Bei der zweiten Ausführungsform wird die Vibration des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R durch Berechnung auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse an den jeweiligen Gelenken des tatsächlichen Roboters R erfasst. Somit kann der Benutzer die Vibration des tatsächlichen Roboters R kennen. Darüber hinaus kann der Benutzer das vorstehend beschriebene Lernen usw. zur Verringerung der Vibration des tatsächlichen Roboters R entsprechend durchführen. Darüber hinaus ist es bei der zweiten Ausführungsform möglich, die Vibration des abgelegenen Endabschnitts des tatsächlichen Roboters R zu erfassen, ohne einen Sensor hinzuzufügen.
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Eine Vibrationsanzeigeeinrichtung und eine Betriebsprogrammerstellungseinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Die Ausgestaltung der Vibrationsanzeigeeinrichtung der dritten Ausführungsform ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform. Die Betriebsprogrammerstellungseinrichtung der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von jener der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Betriebsprogrammerstellungseinrichtung der dritten Ausführungsform einen Vibrationsmesssensor 52 aufweist, wie es in 3 gezeigt ist, und der Computer 30 erfasst einen Vibrationszustand des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R von dem Vibrationsmesssensor 52.
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Der Roboter R, die Robotersteuerung 20 und der Computer 30 weisen in der dritten Ausführungsform Ausgestaltungen auf, die gleich oder ähnlich wie jene der ersten Ausführungsform sind, sofern es nachstehend nicht anderes spezifiziert wird.
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Bei der dritten Ausführungsform wird der tatsächliche Roboter R auf der Grundlage des Betriebsprogramms 33b betrieben. Wie es in 3 gezeigt ist, ist an dem abgelegenen Endabschnitt des Roboters R zum Beispiel ein bekannter Reflektor 51 montiert und ist der Vibrationsmesssensor 52, der ein Laser-Tracker zur Erkennung der Position des Reflektors 51 ist, in der Nähe des Roboters R vorgesehen. Anstelle des Laser-Trackers kann auch ein als der Vibrationsmesssensor dienender Beschleunigungssensor an dem abgelegenen Endabschnitt des Roboters R montiert sein.
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Der Vibrationsmesssensor 52 ist zum Beispiel mit der Robotersteuerung 20 verbunden und die Robotersteuerung 20 erkennt die Bewegungsbahn des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse von den Betriebsposition-Erfassungseinrichtungen 17 der Servomotoren 11a, 12a, 13a, 14a, 15a und 16a. Darüber hinaus erfasst die Robotersteuerung 20 einen Vibrationszustand von jeder Position der Bewegungsbahn auf der Grundlage von Erfassungsergebnissen von dem Vibrationsmesssensor 52. Der zu erfassende Vibrationszustand ist gleich oder ähnlich wie der in der Simulation in der ersten Ausführungsform erfasste Vibrationszustand.
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Der Computer 30 erfasst die vorstehend beschriebene Bewegungsbahn L und den Vibrationszustand von der Robotersteuerung 20 und zeigt die Bewegungsbahn und den Vibrationszustand auf der Anzeigeeinrichtung 36 oder der Anzeigeeinheit 32 wie bei der ersten Ausführungsform an. Der Computer 30 kann ein Erfassungsergebnis von dem Vibrationsmesssensor 52 auch direkt empfangen. Da das Erfassungsergebnis den Vibrationszustand des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R angibt, kann der Computer 30 den Vibrationszustand in der gleichen, vorstehend beschriebenen Weise anzeigen.
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Bei der dritten Ausführungsform erfasst der Computer 30 die Vibration des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R auf der Grundlage der tatsächlichen Messungen der Vibration des abgelegenen Endabschnitts des tatsächlichen Roboters R. Somit kann der Benutzer die Vibration des tatsächlichen Roboters R genau kennen. Darüber hinaus kann der Benutzer das vorstehend beschriebene Lernen zur Verringerung der Vibration des tatsächlichen Roboters R entsprechend durchführen.
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Obwohl selbst leichte Vibration einen großen Einfluss auf die Genauigkeit der Bearbeitung eines Werkstücks ausübt, zum Beispiel wenn der abgelegene Endabschnitt des Roboters R einen Bearbeitungspunkt erreicht hat oder während der Bearbeitung, kann eine geringe Vibration unproblematisch sein, während sich der abgelegene Endabschnitt des Roboters R lediglich bewegt. Eine solche Ermittlung unterscheidet sich in Abhängigkeit von der Art von Werkstück, der Art von an dem Werkstück anzuwendender Bearbeitung, Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit usw. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird der Vibrationszustand des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R auf der Anzeigevorrichtung 36 oder der Anzeigeeinheit 32 zusammen mit der Bewegungsbahn des Endabschnitts des Roboters R angezeigt. Diese Ausgestaltung ist für den Benutzer extrem nützlich, um das Betriebsprogramm 33b zu erstellen und zu verbessern, während die verschiedenen, vorstehend beschriebenen Bedingungen erfüllt werden.
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Es ist zu beachten, dass der Computer 30 einen Vibrationszustand eines sockelendseitigen Abschnitts des Roboters R erfassen kann, wobei sich der sockelendseitige Abschnitt näher an dem Sockelende als der abgelegene Endabschnitt des Roboters R befindet, und die erfasste Vibration auf der Anzeigeeinrichtung 36 oder dem Anzeigeeinheit 32 anzeigen kann. Vibration des Armelements 16, des Armelements 15 oder dergleichen kann zum Beispiel in der Simulation erfasst werden. Diese Vibration kann auch auf der Grundlage der Betriebsinformation über jeden Servomotor 11a, 12a, 13a, 14a, 15a und 16a erfasst werden. Es ist auch möglich, die Vibration des Armelements 16, des Armelements 15 oder dergleichen des Roboters R mittels des Vibrationsmesssensors 52, wie beispielsweise ein Beschleunigungssensor oder ein Laser-Tracker, zu erfassen.
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Durch Anzeige des Vibrationszustands des sockelendseitigen Abschnitts auf der Anzeigeeinrichtung 36 oder der Anzeigeeinheit 32 auf diese Weise kann es einfach werden, die Ursache für die Vibration des abgelegenen Endabschnitts zu identifizieren. Darüber hinaus ist es auch möglich, den Unterschied zwischen der Vibration des abgelegenen Endabschnitts und der Vibration des sockelendseitigen Abschnitts auf der Anzeigevorrichtung 36 oder der Anzeigeeinheit 32 anzuzeigen. Diese Ausgestaltung ist auch vorteilhaft, um es einfach zu machen, die Ursache für die Vibration des abgelegenen Endabschnitts zu identifizieren.
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Jede vorstehend beschriebene Ausführungsform zeigt ein VR-System. In einem anderen Beispiel ist es auch möglich, ein AR-System einzusetzen und auf der Anzeigevorrichtung 36 oder der Anzeigeeinheit 32 die Zahlen der Bewegungsbahn L und des Vibrationszustands anzuzeigen, um die Zahlen auf ein reales Bild des Roboters R zu überlagern.
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Wie es in 10 gezeigt ist, kann eine Mehrzahl von Computern 30 mit einem Hauptsteuersystem 100 verbunden sein. Da die Robotersteuerung 20 auch als die Betriebsprogrammerstellungseinrichtung wie der Computer 30 fungiert, ist es auch möglich, den Computer 30 mit der Robotersteuerung 20 zu ersetzen, wie es in der folgenden Beschreibung ausgeführt wird.
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Das Hauptsteuersystem 100 ist zum Beispiel ein Computer, der mit der Mehrzahl von Computern 30 durch Drähte verbunden ist, ein Computer, der an dem gleichen Ort wie die Mehrzahl von Computern 30 angeordnet ist, oder dergleichen. Das Hauptsteuersystem 100 wird auch Nebelcomputer genannt. Das Hauptsteuersystem 100 kann ein Produktionsverwaltungssystem, ein Versandverwaltungssystem, ein Roboterverwaltungssystem, ein Abteilungsverwaltungssystem usw. sein.
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Es ist auch möglich, dass eine Mehrzahl von Hauptsteuersystemen 100 mit einem anderen Hauptsteuersystem 200 usw. verbunden ist. Das Hauptsteuersystem 200 ist zum Beispiel ein Cloud-Server, der mit der Mehrzahl von Hauptsteuersystemen 100 über Draht oder drahtlos verbunden ist. Die Mehrzahl von Computern 30 und die Hauptsteuersysteme 100 und 200 bilden zum Beispiel ein Verwaltungssystem.
Das Hauptsteuersystem 100 und das Hauptsteuersystem 200 umfassen jeweils: eine Steuereinheit, die einen Prozessor usw. aufweist; eine Anzeigeeinrichtung; eine Speichereinheit, die einen nicht flüchtigen Speicher, einen ROM, einen RAM usw. aufweist; eine Eingabeeinrichtung, die eine Tastatur, ein Touchpanel, ein Bedienfeld oder dergleichen ist.
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Wie es in 11 gezeigt ist, kann ein derartiges System zum Beispiel eine Mehrzahl von Edge-Computern 8, eine Mehrzahl von Hauptsteuersystemen 100 und ein oder eine Mehrzahl von Hauptsteuersystemen 200 umfassen. Bei dem in 11 gezeigten System können die Computer 30, die Robotersteuerungen 20 und die Roboter R die Edge-Computer 8 sein. Einige der Computer 30, der Robotersteuerungen 20 und der Roboter R können die Hauptsteuersysteme 100 sein. Das in 11 gezeigte System umfasst ein verdrahtetes oder drahtloses Netzwerk.
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Es ist auch möglich, dass die Mehrzahl von Edge-Computern 8 die Information für das Lernen an einen anderen Edge-Computer 8, ein anderes Hauptsteuersystem 100 oder ein anderes Hauptsteuersystem 200 sendet, das die Lernfunktion aufweist. Derartige Übertragung wird zum Beispiel bei einer in 12 gezeigten Ausgestaltung durchgeführt. In diesem Fall führt der andere Edge-Computer 8, das andere Hauptsteuersystem 100 oder das andere Hauptsteuersystem 200, das die Lernfunktion aufweist, Lernen unter Verwendung der empfangenen Information zum Lernen durch, wodurch es ermöglicht wird einen Betriebsparameter (Lernergebnis), ein Betriebsprogramm (Lernergebnis) oder dergleichen automatisch und genau zu erzielen, das von den jeweiligen Edge-Computern 8 verwendet wird, um den Roboter R zu steuern.
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Darüber hinaus kann der andere Edge-Computer 8, das andere Hauptsteuersystem 100 oder das andere Hauptsteuersystem 200, das die Lernfunktion aufweist, unter Verwendung der empfangenen Information zum Lernen einen Betriebsparameter (Lernergebnis), ein Betriebsprogramm (Lernergebnis) oder dergleichen empfangen, das für die Mehrzahl von Robotern R gemeinsam ist, die jeweils durch die Mehrzahl von Edge-Computern 8 gesteuert werden. Insbesondere weist die Mehrzahl von Robotern R den gemeinsamen Betriebsparameter oder das gemeinsame Betriebsprogramm auf. Gemäß diesem System ist es möglich, die Geschwindigkeit, die Zuverlässigkeit usw. des Lernens unter Verwendung verschiedener Datensätze zu verbessern.
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Darüber hinaus kann eine Mehrzahl von Edge-Computern 8 und eine Mehrzahl von Hauptsteuersystemen 100, die die Lernfunktion aufweisen, mindestens eine der Information zum Lernen, ein Lernmodell, das durch Lernen erstellt ist, und ein Lernergebnis an einen anderen Edge-Computer 8, ein anderes Hauptsteuersystem 100 oder ein anderes Hauptsteuersystem 200 senden, das die Lernfunktion aufweist. Derartige Übertragung wird zum Beispiel bei einer in 13 gezeigten Ausgestaltung durchgeführt. Der andere Edge-Computer 8, das andere Hauptcomputersystem 100 oder das andere Hauptcomputersystem 200, das die Lernfunktion aufweist, führt auf der Grundlage der empfangenen Information Verarbeitung zur Wissensoptimierung und Effizienzerhöhung durch, wodurch ein neues optimiertes oder effizientes Lernmodell oder Lernergebnis erstellt wird. Das erstellte Lernmodell oder Lernergebnis wird an die Edge-Computer 8 verteilt, die die Roboter R steuern. In einem Fall, dass das Lernergebnis verteilt ist, ist es für die Edge-Computer 8, die als Verteilungsziele dienen, nicht notwendig, eine Lernfunktion aufzuweisen.
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Die Information zum Lernen, das Lernmodell und das Lernergebnis können unter den Edge-Computern 8 geteilt werden. Derartiges Teilen wird zum Beispiel bei der in 13 gezeigten Ausgestaltung durchgeführt. Dies führt zu einem Anstieg der Effizienz des Maschinenlernens. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Lernfunktion in einigen der Mehrzahl von Edge-Computern 8 zu implementieren, die durch das Netzwerk miteinander verbunden sind, und Lernergebnisse von diesen Edge-Computern 8 zu verwenden, wenn die anderen Edge-Computer 8 die Roboter steuern. Dies führt zu einer Verringerung der für das Maschinenlernen erforderlichen Kosten.
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Ein beispielhafter Fall gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird nachstehend beschrieben.
Wie es vorstehend beschrieben ist, führt zum Beispiel der Computer 30 oder die Robotersteuerung 20 Lernen zur Verringerung der Vibration in dem ausgewählten Bereich L1 durch, der von der Bewegungsbahn des abgelegenen Endabschnitts des Roboters R ausgewählt wird. Darüber hinaus empfangen die Hauptsteuersysteme 100 und 200 von dem Computer 30 oder der Robotersteuerung 20 Lernergebnisse und das Betriebsprogramm 33b, das mit dem Lernen zusammenhängt, und sammeln die empfangenen Lernergebnisse in Zusammenhang mit dem Betriebsprogramm 33b.
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Die Hauptsteuersysteme 100 und 200 führen Lernen unter Verwendung der gesammelten Lernergebnisse durch und senden die Ergebnisse des Lernens an den Computer 30 oder die Robotersteuerung 20.
Darüber hinaus senden die Hauptsteuersysteme 100 und 200 die empfangenen Lernergebnisse oder die Ergebnisse des in den Hauptsteuersystemen 100 und 200 unter Verwendung der empfangenen Lernergebnisse durchgeführten Lernens an den Computer 30 oder die Robotersteuerung 20, die die Lernfunktion nicht aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- R
- Roboter
- T
- Werkzeug
- 11-16
- Armelement
- 17
- Betriebsposition-Erfassungseinrichtung
- 20
- Robotersteuerung
- 22
- Anzeigeeinheit
- 23
- Speichereinheit
- 24
- Eingabeeinrichtung
- 30
- Computer
- 31
- Prozessor
- 32
- Anzeigeeinheit
- 33
- Speichereinheit
- 33b
- Betriebsprogramm
- 33c
- Vibrationserfassungsprogramm (Vibrationserfassungsmittel)
- 33d
- Vibrationsbahnaufzeichnungsprogramm (Vibrationsbahnaufzeichnungsmittel)
- 23e
- Lernprogramm (Lernmittel)
- 34
- Eingabeeinrichtung
- 36
- Anzeigeeinrichtung (Vibrationsanzeigeeinrichtung)
