JP2000024970A - Robot simulation device - Google Patents

Robot simulation device

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JP2000024970A
JP2000024970A JP10213533A JP21353398A JP2000024970A JP 2000024970 A JP2000024970 A JP 2000024970A JP 10213533 A JP10213533 A JP 10213533A JP 21353398 A JP21353398 A JP 21353398A JP 2000024970 A JP2000024970 A JP 2000024970A
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robot
program
model
simulation
unit
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JP10213533A
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Japanese (ja)
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Koichi Kawano
康一 川野
Kenichi Shinozaki
憲一 篠崎
Yasunari Kawashima
康成 川島
Toshiyuki Muto
敏之 武藤
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily perform the evaluation by judging a part to be reflected in a program for simulation and a part to be not reflected therein, converting a program for a real robot, and executing the arrangement, the motion and the numerical display of a model of a variation part on the basis of the standard model of a fixed part and the libraries of peripheral equipments. SOLUTION: A program conversion part 11 comprises a judgement part 16 for judging a part to be reflected in a program for simulation and a part not to be reflected therein from a program for real robot, and the part to be reflected is converted into the program for simulation. A plurality of hands can be selectively mounted on a fixed part, and the fixed part comprises a memory part 12 comprising the standard model, the program, the teaching point, the data, and the memories of libraries of the peripheral equipments, an input part 13 for inputting the program to at least a robot in the standard system model, and performing the configuration of the model, an output part 14 comprising a display means of at least the motion of the model and a numerical value, and an operation.control part 15, to evaluate a system.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固定部分と、組立
対象ユニットに応じて変換する変動部分とにより構築さ
れる自動化組立システムにおけるロボットシミュレーシ
ョン装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot simulation apparatus in an automated assembly system constructed by a fixed portion and a variable portion that changes according to a unit to be assembled.

【0002】[0002]

【従来の技術】多部品の組立あるいは分解を単独あるい
は複数のロボットを用いて行うようなシステムにおい
て、従来、ロボットの作業計画や、周辺機器との最適レ
イアウトを効率的に行うために、シミュレーション装置
が用いられている。
2. Description of the Related Art In a system in which multiple parts are assembled or disassembled using a single robot or a plurality of robots, a simulation apparatus has been conventionally used in order to efficiently perform a robot work plan and an optimal layout with peripheral devices. Is used.

【0003】このようなシミュレーション装置は、例え
ば、特開昭62−226203号公報、特開昭63−1
8403号公報、特開平1−92809号公報等に記載
されているように、ロボットやその周辺機器の幾何学的
なモデルを入力し、ロボットの運動を定義し、次いでロ
ボットの教示点やロボット及び周辺機器に対する入出力
を定義し、シミュレーション言語により動作記述を行
う。そしてこれらのデータを、CRT画面上でシミュレ
ート(模擬実行)させ、一連の動作が、目的とする動作
になるまで動作命令、教示点及び入出力信号を変更しな
がら、模擬実行を繰り返す。またこのとき、ロボットと
周辺機器などとの干渉が無いかをチェックし、模擬実行
が確実に行えるようにして、ロボットプログラムを完成
させる。
[0003] Such a simulation apparatus is disclosed in, for example, JP-A-62-226203 and JP-A-63-1.
No. 8403, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-92809, etc., input a geometric model of a robot and its peripheral devices, define the motion of the robot, and then teach the robot's teaching points, robot and Define input / output to / from peripheral devices and describe operation using simulation language. Then, these data are simulated (simulated execution) on a CRT screen, and the simulation execution is repeated while changing the operation command, the teaching point, and the input / output signal until a series of operations becomes a target operation. At this time, it is checked whether or not there is interference between the robot and peripheral devices and the like, so that the simulation execution can be performed reliably, thereby completing the robot program.

【0004】あるいは、特開平9−244724号公報
にあるように、予め記憶された基本形状の中から、塗装
対象となるワークの形状に類似した形状を選択した後、
ワークの大きさなどに関する寸法情報を入力する。これ
に基づき、ワークの三次元モデルを作成すると共に、テ
ィーチングポイント及び各ティーチングポイントの通過
順序などを定めた動作プログラムを作成する。次いで、
表示部にロボットモデルを含む作業環境に関する三次元
モデル及びワークの三次元モデルを表示し、作成された
動作プログラムに従ってロボットモデルを動作させる作
業のシミュレーションを実行する。そして、追加、修正
があればこれを行い、動作プログラムを完成させる。
[0004] Alternatively, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-244724, after selecting a shape similar to the shape of a workpiece to be coated from among basic shapes stored in advance,
Enter dimensional information about the size of the work. Based on this, a three-dimensional model of the work is created, and an operation program that defines the teaching points and the passing order of each teaching point is created. Then
A three-dimensional model of the work environment including the robot model and a three-dimensional model of the work are displayed on the display unit, and a simulation of the operation of operating the robot model is performed according to the created operation program. If there are additions and corrections, these are performed to complete the operation program.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】塗装、溶接といった比
較的単純な構成で、単純なシーケンスを実行するロボッ
ト(ここで単純な構成とは、ロボット周辺に、各種部品
供給機等の装置が配置されることはなく、各工程にロボ
ットが略単独で存在するような構成のことであり、単純
なシーケンスとは、外部からの動作開始信号を入力し、
決められた場所で決められた作業を行った後、作業完了
信号を出力して終了するようなシーケンスのことであ
る)のプログラムは、ロボットの動作命令の割合が高い
ため、上記従来例によるプログラム作成もあり得る。
A robot that executes a simple sequence with a relatively simple configuration such as painting and welding (here, the simple configuration means that devices such as various component feeders are arranged around the robot. It is a configuration in which a robot exists almost independently in each process, and a simple sequence is to input an external operation start signal,
This is a sequence in which a predetermined work is performed at a predetermined place, and then a work completion signal is output and the operation is completed.) Creation is possible.

【0006】しかし、複数のロボットによる多部品組み
付けロボットのような、複雑な構成で複雑なシーケンス
を実行するロボットに関しては、各種周辺装置との信号
の入出力の割合が、ロボットの動作命令の割合よりも高
いため、上記従来例によるプログラム作成は以下の理由
により困難である。
However, for a robot that executes a complicated sequence with a complicated configuration, such as a multi-part assembly robot formed by a plurality of robots, the ratio of input / output of signals to / from various peripheral devices is the ratio of the operation command of the robot. Therefore, it is difficult to create a program according to the conventional example for the following reason.

【0007】多部品組立ロボットのような入出力の割合
の多いロボットのプログラムをオフラインで作成し、動
作の検証、干渉のチェックを行うには、ロボットプログ
ラムの他に、ロボット周辺に配置される部品供給機、部
品を組み立てる作業台、部品をハンドリングするロボッ
トハンド、その他、エアシリンダなどのアクチュエータ
やセンサ等のモデルを作成し、さらにプログラムも作成
しなければならない。そのため、ロボットを動作させる
までに、非常に多くの時間が掛かる。また、実ロボット
用のプログラムとして用いるには、エラールーチンやリ
トライルーチンなどが必要であり、それら全てをシミュ
レーション装置内で確認することは困難である。さら
に、必要な全てのモデルを作成し、プログラムのデバッ
グを完了するまで、如何なる情報も得られないという問
題がある。
[0007] In order to create a program of a robot having a high input / output ratio such as a multi-component assembly robot offline, and to verify the operation and check for interference, in addition to the robot program, the parts arranged around the robot are required. It is necessary to create models such as a feeder, a workbench for assembling parts, a robot hand for handling parts, and other models such as actuators and sensors such as air cylinders, and also programs. Therefore, it takes much time to operate the robot. In addition, an error routine or a retry routine is required to use the program as a program for an actual robot, and it is difficult to confirm all of them in the simulation apparatus. Further, there is a problem that no information can be obtained until all necessary models are created and program debugging is completed.

【0008】さらに、オフラインでのティーチングに関
しては、組立作業ではロボット先端に取り付けられるロ
ボットハンドとワークの位置関係が、塗装、溶接などに
比べて非常に重要になる。ロボットアーム、ハンドから
コンベア、部品供給機、ワークに至るまで、必要と考え
られる全ての装置を正確に三次元モデル化して、仮想空
間内に構築しても、実際のシステムとは位置の誤差が生
じる。理由を幾つか挙げると、 (1)ロボットアームだけを考えても、各関節ごとに機
械的な誤差が存在する。関節が連続的に配置されたスカ
ラ型ロボットのような場合、各関節の誤差は最も重要な
アーム先端で最大になる。 (2)ロボット、コンベア、部品供給機といった各モジ
ュールを図面に指示されている通り、正確に配置できな
いため、各モジュール間でも誤差を生じる。 (3)スカラ型ロボットのような場合、アームは片持ち
の構造となるため、アームの撓みによる誤差が生じる。
Further, with respect to off-line teaching, the positional relationship between the robot hand attached to the tip of the robot and the work becomes much more important in assembly work than in painting and welding. Even if all necessary devices, from robot arms and hands to conveyors, component feeders, and workpieces, are accurately three-dimensionally modeled and constructed in a virtual space, there will be errors in the position of the actual system. Occurs. Some reasons are as follows: (1) Even if only the robot arm is considered, there is a mechanical error for each joint. In the case of a scalar robot in which joints are continuously arranged, the error of each joint is maximized at the most important arm tip. (2) Since each module such as a robot, a conveyor, and a component feeder cannot be accurately arranged as instructed in the drawing, errors occur between the modules. (3) In the case of a SCARA type robot, since the arm has a cantilever structure, an error occurs due to bending of the arm.

【0009】以上のようなことから、仮想空間内で教示
を行い、教示データを作成しても、実ロボットに組立作
業を行わせることは困難である。仮に誤差を数ミリメー
トル以内に納めたとしても、実システムでの作業者によ
るティーチング作業が不要になることはないという問題
もある。
As described above, it is difficult to make an actual robot perform an assembling operation even when teaching is performed in a virtual space and teaching data is created. Even if the error is set within a few millimeters, there is a problem that the teaching work by the operator in the actual system is not required.

【0010】以上の他にも、シミュレータ用のロボット
言語と実ロボット用の言語は異なっていることが多いた
め、プログラム作成者は、現場での実ロボットの対応を
考えると、シミュレーション用ロボット言語の他に、実
ロボット用の言語も習得しておくことが望ましい。プロ
グラム開発者はシミュレータの操作に精通しており、実
ロボットの操作、プログラムに関しても精通していない
と、プログラム開発が出来ないという問題もある。
[0010] In addition to the above, since the robot language for the simulator and the language for the real robot are often different, the program creator considers the correspondence of the real robot in the field, and In addition, it is desirable to learn languages for real robots. The program developer is familiar with the operation of the simulator, and there is also a problem that the program cannot be developed unless the user is familiar with the operation and the program of the actual robot.

【0011】本発明は、このような背景に鑑み、作成し
たロボットプログラムによるロボットの動作の評価、基
本的な周辺機器との入出力の正確な評価を行うことがで
き、また、工程の周辺機器のレイアウト評価を短時間で
かつ容易に行うためのロボットシミュレーション装置を
提供することを目的とする。
In view of such a background, the present invention can evaluate the operation of a robot based on a created robot program, accurately evaluate input / output with basic peripheral equipment, and can perform peripheral evaluation in a process. It is an object of the present invention to provide a robot simulation device for easily and easily evaluating a layout of a robot.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、固定部分と、組立対象ユニ
ットに応じて変換する変動部分とにより構築される自動
化組立システムにおけるロボットシミュレーション装置
において、実ロボット用プログラムの内、シミュレーシ
ョン用プログラムへ反映される部分と、反映されない部
分とを判断し、実ロボット用プログラムからシミュレー
ション用のプログラムを作成するプログラム変換部と、
固定部分によって構成される標準システムモデル、変動
部分であるハンド、ワーク、周辺機器の各ライブラリを
有する記憶部と、少なくとも標準システムモデル内のロ
ボットへのプログラムの入力、モデルの配置を行うこと
ができる入力部と、少なくともモデルの動作、数値表示
手段を持っている出力部と、を備えたことを特徴とする
ものである。
According to one aspect of the present invention, there is provided a robot simulation in an automated assembling system constructed by a fixed part and a variable part which is converted according to a unit to be assembled. In the device, a program conversion unit that determines a part to be reflected in the simulation program and a part that is not reflected in the real robot program, and creates a simulation program from the real robot program,
A storage unit having a library of a standard system model constituted by fixed parts, a hand, a work, and a peripheral device, which are variable parts, and at least a program input to a robot in the standard system model and model placement can be performed. An input unit and an output unit having at least model operation and numerical value display means are provided.

【0013】また上記目的を達成するために、請求項2
記載の発明は、請求項1記載の発明において、プログラ
ム変換部の判断部は、実ロボット用プログラムにおける
入出力部分の内、固定部分である周辺機器との入出力の
みを判断し変換する機能を有することを特徴とするもの
である。
According to another aspect of the present invention, there is provided a computer system comprising:
According to the invention described in claim 1, in the invention described in claim 1, the determination unit of the program conversion unit has a function of determining and converting only the input / output with a peripheral device that is a fixed portion among the input / output portions in the actual robot program. It is characterized by having.

【0014】また上記目的を達成するために、請求項3
記載の発明は、請求項1または請求項2記載の発明にお
いて、標準システムモデルには、仮想入出力が予め設定
されており、さらにロボット以外の周辺機器にはロボッ
トと信号の入出力を確認するためのプログラムが設定さ
れていることを特徴とするものである。
According to another aspect of the present invention, the above object is achieved.
According to the invention described in claim 1 or 2, virtual input / output is set in advance in the standard system model, and input / output of signals with the robot is confirmed for peripheral devices other than the robot. The program is set for the following.

【0015】また上記目的を達成するために、請求項4
記載の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれか記載
の発明において、ハンドライブラリは、汎用のロボット
ハンドの他に、締結部品用の専用ハンドを有しているこ
とを特徴とするものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus comprising:
The invention described in any one of claims 1 to 3 is characterized in that the hand library has a dedicated hand for fastening parts in addition to a general-purpose robot hand. is there.

【0016】また上記目的を達成するために、請求項5
記載の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれか記載
の発明において、ワークライブラリ内のワークモデル
は、その重心位置に教示点が予め設定されていることを
特徴とするものである。
According to another aspect of the present invention, the above object is achieved.
According to the invention described in any one of claims 1 to 4, the work model in the work library is characterized in that a teaching point is set in advance at the position of the center of gravity.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しながら説明する。図1は自動化組立システ
ムの正面構成図、図2は同、平面図である。自動化組立
システムは、ロボット(ロボット本体)1、大型部品供
給装置2、コンベア3、組立作業台4、部品供給機置き
台5、組立部品パレット6a〜6c、回転式タレット7
といった固定部分と、組立対象となるユニットに応じて
変更されるロボットハンド8a〜8d、周辺機器(供給
機)9a,9bといった変動部分とにより構築される。
図1、図2において、変動部分は斜線で示した。ワーク
10a〜10cは部品供給機(大型部品供給装置2、あ
るいは供給機9a,9b)により供給される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a front view of the automated assembly system, and FIG. 2 is a plan view of the same. The automated assembly system includes a robot (robot main body) 1, a large component supply device 2, a conveyor 3, an assembly work table 4, a component supply table 5, a component pallet 6a to 6c, and a rotary turret 7.
, And variable parts such as robot hands 8a to 8d and peripheral devices (suppliers) 9a and 9b that are changed according to the unit to be assembled.
In FIG. 1 and FIG. 2, the fluctuating portion is indicated by oblique lines. The workpieces 10a to 10c are supplied by a component feeder (the large component feeder 2 or the feeders 9a and 9b).

【0018】次に固定部分の詳細な説明を行う。ロボッ
ト1は、複数の自由度を持つ産業用ロボットであり、そ
の先端に回転式タレット7を備えて、複数のハンド8a
〜8dを選択的に取り付けることが可能になっている。
また、複数のロボット1が、共通の作業スペースを有し
て、インターロック信号により、同時に干渉領域に浸入
しないように制御される場合もある。
Next, the fixed portion will be described in detail. The robot 1 is an industrial robot having a plurality of degrees of freedom. The robot 1 has a rotary turret 7 at its tip and a plurality of hands 8a.
To 8d can be selectively attached.
In some cases, a plurality of robots 1 have a common work space and are controlled by an interlock signal so as not to simultaneously enter the interference area.

【0019】大型部品供給装置2は、組立部品パレット
6a〜6cに整列されたワークをロボット1の稼動範囲
内へ供給するための装置であり、ロボット1との間で組
立部品パレット6a〜6cの位置決め確認のための信号
のやりとりを行う。コンベア3は、前後工程におけるユ
ニットの受け渡しを行うパレット(図示していない)を
搬送する。組立作業台4は、本工程における組立作業を
行うための作業台であり、組み立てるユニットに応じ
て、ワーク10を固定するためのアクチュエータなどが
設置される。
The large component supply device 2 is a device for supplying the workpieces arranged on the assembly component pallets 6a to 6c into the operating range of the robot 1. Exchanges signals for positioning confirmation. The conveyor 3 transports a pallet (not shown) for transferring units in the preceding and following processes. The assembling worktable 4 is a worktable for performing the assembling work in the present process, and an actuator or the like for fixing the work 10 is installed according to a unit to be assembled.

【0020】部品供給機置き台5は、大型部品供給装置
2で供給されるワーク以外の部品、例えば、締結用のネ
ジや軸受けといった部品を供給するための供給機9a,
9bを置くための台である。ここで、ワーク10a,1
0b,10cがいずれも大型部品であれば上述した通
り、大型部品供給機2から供給されるし、そうでなけれ
ば供給機9a,9bから供給される。
The component feeder holder 5 is a feeder 9a for feeding components other than the workpiece supplied by the large component feeder 2, for example, components such as screws for fastening and bearings.
It is a stand for placing 9b. Here, the work 10a, 1
If both 0b and 10c are large parts, they are supplied from the large parts supply machine 2 as described above, otherwise they are supplied from the supply machines 9a and 9b.

【0021】次に変動部分の詳細な説明を行う。ロボッ
トハンド8a〜8dは、組み付けられる部品に対して専
用のものがそれぞれ取り付けられる。周辺機器9a,9
bは、組み付けられる部品を供給するための部品供給機
である場合もあれば、ワークのDカットの向きを合わせ
るための装置である場合もある。
Next, a detailed description will be given of the variable portion. As the robot hands 8a to 8d, dedicated ones are attached to parts to be assembled. Peripheral devices 9a, 9
b may be a component feeder for supplying a component to be assembled, or may be a device for adjusting the direction of the D cut of the work.

【0022】図3は本発明のロボットシミュレーション
装置の一例を示すブロック図である。この装置は、プロ
グラム変換部11、記憶部12、入力部13、出力部1
4、演算・制御部15を備えている。プログラム変換部
11は、判断部16、変換処理部17を備える。記憶部
12は、標準モデル記憶部18、ハンドライブラリ記憶
部19、ワークライブラリ記憶部20、周辺機器ライブ
ラリ記憶部21、プログラム記憶部22、教示点記憶部
23、データ記憶部24を備える。入力部13は、キー
ボード25、マウス26、入力ポート27を備える。出
力部14は、CRT28、出力ポート29を備える。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the robot simulation apparatus according to the present invention. This device includes a program conversion unit 11, a storage unit 12, an input unit 13, and an output unit 1.
4. An arithmetic and control unit 15 is provided. The program conversion unit 11 includes a determination unit 16 and a conversion processing unit 17. The storage unit 12 includes a standard model storage unit 18, a hand library storage unit 19, a work library storage unit 20, a peripheral device library storage unit 21, a program storage unit 22, a teaching point storage unit 23, and a data storage unit 24. The input unit 13 includes a keyboard 25, a mouse 26, and an input port 27. The output unit 14 includes a CRT 28 and an output port 29.

【0023】以下にそれぞれの構成要素について説明す
る。プログラム変換部11について説明する。通常、実
ロボット用のプログラム記述言語は、シミュレーション
用プログラム記述言語とは異なっている。そのため、実
ロボット用のプログラム言語でプログラムを記述した場
合、それをシミュレーションで用いるには、プログラム
の変換を行うための手段が必要になる。本発明における
プログラム変換部11は、判断部16を有しており、そ
こで実ロボット用プログラムからシミュレーション用プ
ログラムへ反映される部分と、反映されない部分とを判
断する。
The respective components will be described below. The program conversion unit 11 will be described. Usually, the program description language for a real robot is different from the program description language for simulation. Therefore, when a program is described in a program language for a real robot, a means for converting the program is required to use the program in a simulation. The program conversion unit 11 according to the present invention includes a determination unit 16 that determines a part that is reflected from the real robot program to the simulation program and a part that is not reflected.

【0024】上記判断部16において、シミュレーショ
ン用プログラムに反映される部分については、変換処理
部17において所定の変換を行う。また、変換処理部1
7は、シミュレーション用プログラムに特有なステイト
メントの追加も行う。さらに、変換処理部17は、ロボ
ット1の組立動作を少なくとも3回行わせるようなステ
イトメントを所定の位置に追加する機能を有している。
In the determination section 16, a predetermined conversion is performed in a conversion processing section 17 for a portion reflected in the simulation program. Also, the conversion processing unit 1
7 also adds a statement specific to the simulation program. Further, the conversion processing unit 17 has a function of adding a statement at a predetermined position so as to perform the assembling operation of the robot 1 at least three times.

【0025】次に記憶部12について説明する。標準モ
デル記憶部18に保存された標準システムモデルについ
て説明する。標準システムモデルは、固定部分のみから
なる三次元モデルである。固定部分の内、実システムに
おいて、互いに信号の入出力のあるロボット本体1、大
型部品供給装置2、組立作業台4の間には、予め仮想的
な入出力を設定しておく。これらには、標準化された入
出力チャンネルが与えられている。このことにより、ロ
ボットプログラムとの整合が取れる。
Next, the storage section 12 will be described. The standard system model stored in the standard model storage unit 18 will be described. The standard system model is a three-dimensional model including only fixed parts. Of the fixed parts, in the real system, virtual input / output is set in advance between the robot body 1, the large component supply device 2, and the assembling worktable 4, which mutually input and output signals. These are provided with standardized input / output channels. Thereby, consistency with the robot program can be obtained.

【0026】さらに、大型部品供給装置2、組立作業台
4には、ロボット1に対し標準化された動作、または信
号の入出力のみを行う汎用的なプログラムが組み込まれ
ている。特定のユニットやロボットに依存する動作、例
えば、大型部品供給装置2でのワークの数に依存する搬
入、搬出動作、あるいは組立作業台4でのワークの組立
のための回転動作、等はプログラミングされていない。
Further, the large-sized component supply device 2 and the assembling worktable 4 incorporate a general-purpose program for standardizing the robot 1 or only inputting and outputting signals. Operations that depend on a specific unit or robot, such as loading and unloading operations depending on the number of workpieces in the large component supply device 2 or rotating operations for assembling the workpieces on the assembly worktable 4, are programmed. Not.

【0027】ハンドライブラリ記憶部19には、標準的
な寸法と、標準的な把持機構とをモデル化した汎用ハン
ドが納められている。また、形、寸法は汎用ハンドと同
一であるが、その一部あるいは全体の色が異なっている
ハンドが複数用意されている。さらに、ユニット組立の
ための締結部品として一般的であるE型止め輪、C型止
め輪、ネジを組み付けるための専用ハンドのモデルが納
められている。
The hand library storage unit 19 stores general-purpose hands that model standard dimensions and standard gripping mechanisms. In addition, a plurality of hands having the same shape and dimensions as those of the general-purpose hand, but having a part or the whole of a different color are prepared. In addition, a model of an E-shaped retaining ring, a C-shaped retaining ring, and a dedicated hand model for assembling screws, which are common as fastening parts for unit assembly, are provided.

【0028】ワークライブラリ記憶部20には、数種類
の汎用ワークが保存されている。いずれも、ローラ類及
び軸物は円柱、モールド部品及び板状部品は直方体とい
ったように、実部品をデフォルメしたものにしている。
また、各種締結部品もモデル化している。
The work library storage unit 20 stores several types of general-purpose works. In each case, actual parts are deformed such as rollers and shafts are cylindrical, and molded parts and plate parts are rectangular parallelepiped.
Various fastening parts are also modeled.

【0029】実施形態では、複写機のユニットの組立に
用いることを想定しているため、ローラ類の全長はA3
縦の長さが必要になるなど、おおよその大きさのモデル
を予め揃えておくことができる。自動化組立ロボットに
よるワークの把持は、その重心位置を把持することが多
いため、予め教示点が設定されている。周辺機器ライブ
ラリ記憶部21には、標準化されたネジ整列機、パーツ
フィーダ等がモデル化されて保存されている。以上のラ
イブラリに含まれないモデルが必要な場合には、新たに
作成することも考えられるし、三次元CADからデータ
を得ることもできる。
In the embodiment, since it is assumed that the roller is used for assembling the unit of the copying machine, the total length of the rollers is A3.
A model having an approximate size, such as a need for a vertical length, can be prepared in advance. When a workpiece is gripped by an automated assembling robot, the position of the center of gravity is often gripped, so a teaching point is set in advance. In the peripheral device library storage unit 21, a standardized screw aligner, parts feeder, and the like are modeled and stored. When a model that is not included in the above library is required, a new model can be created, or data can be obtained from three-dimensional CAD.

【0030】プログラム記憶部22には、装置内のロボ
ットモデルを動作させるためのプログラムが記憶され
る。教示点記憶部23には、装置内のロボットモデルを
動作させるための教示点が記憶される。データ記憶部2
4には、シミュレーション結果として得ることができる
タクトタイム、ロボットの各軸動作量といった数値的な
結果が記憶される。
The program storage section 22 stores a program for operating a robot model in the apparatus. The teaching point storage unit 23 stores teaching points for operating a robot model in the apparatus. Data storage unit 2
Numeral 4 stores numerical results such as a tact time that can be obtained as a simulation result and a motion amount of each axis of the robot.

【0031】次に入力部13について説明する。入力部
13は、少なくとも標準システムモデル内のロボット1
へのプログラムの入力、システムを構成するモデルの配
置を行うことができる手段である。一般的なポインタデ
バイスであるキーボード25やマウス26が用いられ、
他システムからのデータの入力のための入力ポート27
を有する。
Next, the input section 13 will be described. The input unit 13 includes at least the robot 1 in the standard system model.
This is a means for inputting a program to the system and arranging models constituting the system. A keyboard 25 and a mouse 26, which are general pointer devices, are used.
Input port 27 for inputting data from another system
Having.

【0032】次に出力部14について説明する。出力部
14は、少なくともモデルの動作、数値表示部を持つ手
段である。一般的なCRT28が用いられる。また、他
システムへのデータの出力のためのポート29を有す
る。
Next, the output unit 14 will be described. The output unit 14 is a unit having at least an operation of the model and a numerical value display unit. A general CRT 28 is used. Further, it has a port 29 for outputting data to another system.

【0033】次に演算・制御部15について説明する。
演算・制御部15は、入力部13からの入力情報に基づ
いて、三次元モデルの配置、教示点の設定、シミュレー
ションの実行を行う機能を有している。
Next, the operation / control section 15 will be described.
The calculation / control unit 15 has a function of performing arrangement of a three-dimensional model, setting of a teaching point, and execution of a simulation based on input information from the input unit 13.

【0034】図4は自動化生産システムの開発の流れを
示す図である。この処理ブロックは、プログラム開発ブ
ロック100と、シミュレーション装置での作業ブロッ
ク110と、変動部分の装置開発ブロック120とから
なる。プログラム開発ブロック100と変動部分の装置
開発ブロック120が時間的には同時にスタートし、そ
れぞれの構想の段階S1,S21に入る。プログラム開
発(S2)の段階では、実ロボット用プログラム言語に
よるプログラムの作成が行われる。ここでは、プログラ
ムを一から記述してもよいが、過去のプログラムをモジ
ュール化したライブラリを用いて選択的に作成してもよ
い。プログラムの作成が完了したら、実ロボット用プロ
グラムをシミュレーション用ロボットプログラムへ変換
する(S3)。
FIG. 4 is a diagram showing a flow of development of the automated production system. This processing block includes a program development block 100, a work block 110 in the simulation device, and a device development block 120 in a variable portion. The program development block 100 and the device development block 120 of the variable part start simultaneously in time, and enter the stages S1 and S21 of the respective concepts. At the stage of program development (S2), a program is created in a real robot program language. Here, the program may be described from scratch, or may be selectively created using a modularized library of past programs. When the creation of the program is completed, the real robot program is converted into the simulation robot program (S3).

【0035】一方、シミュレーション装置での作業ブロ
ック110は、最初にシステムモデルの基本となる標準
システムモデルの複製を行う(S11)。そこへ、開発
すべき自動化組立システムのモデルを、各種ライブラリ
を用いて作成する(S12)。ロボットアームの先端に
複数のロボットハンド8a〜8dを取り付けることがで
きる場合には、すべて汎用ハンドを選択してもよいし、
標準的な締結部品の組み付けがあるときには、専用のハ
ンドを選択してもよい。
On the other hand, the work block 110 in the simulation apparatus first duplicates a standard system model which is the basis of the system model (S11). There, a model of the automated assembly system to be developed is created using various libraries (S12). When a plurality of robot hands 8a to 8d can be attached to the tip of the robot arm, all-purpose hands may be selected,
When standard fastening parts are assembled, a dedicated hand may be selected.

【0036】周辺機器ライブラリ記憶部21、ワークラ
イブラリ記憶部20からも同様に、必要に応じて選択し
配置する。このときに、所望のモデルがない場合には、
シミュレーション装置上で新たに作成してもよいし、三
次元CADシステムからデータを受け取ることができ
る。
Similarly, the peripheral device library storage unit 21 and the work library storage unit 20 similarly select and arrange as necessary. At this time, if there is no desired model,
It may be newly created on the simulation device, or data may be received from a three-dimensional CAD system.

【0037】シミュレーション装置に必要なモデルの作
成が完了した後、教示点を設定し(S13)、シミュレ
ーション用プログラムをロボットモデルへダウンロード
し(S14)、モデルを動作させる。このとき、ロボッ
ト1の基本動作、周辺機器9a,9bとの干渉、タクト
タイム、各軸動作量等を、出力部14により確認できる
(S15)。得られた情報を、プログラム作成処理(S
2)、変動部分の装置設計処理(S22)へフィードバ
ックする。
After the creation of the model required for the simulation device is completed, a teaching point is set (S13), a simulation program is downloaded to the robot model (S14), and the model is operated. At this time, the basic operation of the robot 1, interference with the peripheral devices 9a and 9b, tact time, each axis operation amount, and the like can be confirmed by the output unit 14 (S15). The obtained information is used for program creation processing (S
2) Feed back to the device design processing (S22) of the variable part.

【0038】汎用的なモデルを納めたライブラリを用い
て作成したシステムモデルから得られる教示データに関
しては、すべての機器を正確にモデル化して得られる教
示データと比較すると精度は劣るが、最終的な実機によ
る教示作業を行うことには変わりなく、その補助的なデ
ータとするならば、十分な精度の教示データが得られ
る。
The teaching data obtained from a system model created using a library containing general-purpose models is inferior in accuracy to teaching data obtained by accurately modeling all devices, but the final Teaching work by the actual machine is still performed, and if the auxiliary data is used, teaching data with sufficient accuracy can be obtained.

【0039】次にプログラム変換部11の動作について
説明する。一般に、実ロボット用プログラムは、標準的
な組立動作の記述の他に、エラー処理のルーチン、リト
ライ動作のルーチン等が含まれる。また、プログラムを
構成するステイトメントは、 (1)ロボットの動作ステイトメント (2)入出力ステイトメント (3)手系等の定義を行うロボットの状態設定ステイト
メント (4)GOTO、IF文等のプログラム制御ステイトメ
ント に分類できる。これらの内、入出力ステイトメントにつ
いては、上述した固定部分に設定されている標準化され
た入出力と、複数のロボット1が共通の作業スペースを
有して作業を行う場合に設定されるインターロック信号
のみを判断し、シミュレーション用プログラムへ反映す
る。
Next, the operation of the program converter 11 will be described. Generally, an actual robot program includes an error handling routine, a retry operation routine, and the like, in addition to a description of a standard assembly operation. The statements that make up the program include (1) robot operation statements, (2) input / output statements, (3) robot state setting statements that define hand systems, etc. (4) GOTO, IF statements, etc. It can be classified as a program control statement. Of these, the input / output statement includes the standardized input / output set in the fixed portion described above and the interlock set in a case where a plurality of robots 1 work with a common work space. Judge only the signal and reflect it in the simulation program.

【0040】変動部分であるハンドの開閉センサからの
入力など、シミュレーション用プログラムへ反映されな
い入出力ステイトメントによりプログラムが制御される
部分については、それ以降の動作、状態設定、プログラ
ム制御のすべてのステイトメントは、すべてシミュレー
ション用プログラムへは反映されない。
For the part where the program is controlled by the input / output statement which is not reflected in the simulation program, such as the input from the hand opening / closing sensor, which is a variable part, all of the subsequent operations, state settings, and program control are performed. All comments are not reflected in the simulation program.

【0041】以上のプログラム変換により、シミュレー
ション用プログラムは、実ロボット用プログラムに記述
されているエラー処理の部分、リトライ動作の部分等が
変換されないため、ロボットの標準的な動作(エラー、
リトライ等が発生しない場合のロボットの組立動作)を
再現する最低限のステイトメントにより構成されること
になる。
By the above-described program conversion, the simulation program does not convert the error processing portion, the retry operation portion, and the like described in the real robot program.
It consists of a minimum number of statements that reproduce the robot's assembly operation when no retry or the like occurs.

【0042】本発明におけるプログラム変換は、1つの
ユニットの組立作業を少なくとも3回行わせるように、
制御ステイトメントの追加が行われる。ロボットの組立
動作では、タクトタイムの短縮のために、ユニット組立
完了後、ロボットの姿勢を作業原点に戻すことはない。
よって、タクトタイムを3度測定すると、最初の1度目
は作業原点の姿勢から組立完了姿勢まで、2度目は組立
完了姿勢から組立完了姿勢まで、3度目は組立完了姿勢
から作業原点までの時間が得られ、正しいタクトタイム
が得られるのは2回目ということになる。
In the program conversion according to the present invention, the assembly work of one unit is performed at least three times.
A control statement is added. In the robot assembling operation, the posture of the robot is not returned to the work origin after the unit assembly is completed in order to reduce the tact time.
Therefore, when the tact time is measured three times, the first time is from the posture of the work origin to the assembly completion posture, the second time is from the assembly completion posture to the assembly completion posture, and the third time is the time from the assembly completion posture to the work origin. It is the second time that the correct tact time is obtained.

【0043】[0043]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、シミュレ
ータの操作に精通していなくても、簡単な手順で、しか
も短時間で、シミュレータ内のロボットを動作させるこ
とができる。そして開発の早期から、タクトタイム短縮
案等を検討できるといったロボットプログラム設計だけ
でなく、装置設計へも情報をフィードバックすることが
でき、そのフィードバックループを短時間で回すことが
できる。
According to the first aspect of the present invention, the robot in the simulator can be operated in a simple procedure and in a short time without being familiar with the operation of the simulator. In addition, information can be fed back not only to the design of a robot program, such as to consider a tact time reduction plan, etc., but also to the device design from an early stage of development, and the feedback loop can be run in a short time.

【0044】請求項2記載の発明によれば、変動部分に
依存しないシミュレーション用プログラムを得ることが
できるため、ロボットの動作、及び固定部分との信号の
確認を早期に行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to obtain a simulation program which does not depend on a variable portion, so that the operation of the robot and the confirmation of signals from the fixed portion can be performed at an early stage.

【0045】請求項3記載の発明によれば、固定部分の
周辺機器に、仮想入出力とすべてのロボットプログラム
に汎用的に使用できるプログラムが予め設定されている
ことによりプログラムを作成し、変換した後、シミュレ
ータの操作に精通していなくても、簡単な手順でシミュ
レータ内のロボットを動作させることができる。
According to the third aspect of the present invention, a program is created and converted by the fact that a program which can be generally used for virtual input / output and all robot programs is preset in the peripheral device of the fixed part. Later, even if the user is not familiar with the operation of the simulator, the robot in the simulator can be operated by a simple procedure.

【0046】請求項4記載の発明によれば、汎用ハンド
を用いた場合より正確な干渉チェックが行える。また、
1台のロボットアームに複数のロボットハンドを取り付
けて、複数部品の組立を行えるようなロボットの場合、
汎用ハンドと形状の違いを認識することができ、シミュ
レーション装置内でロボットの動作を確認しやすい。
According to the fourth aspect of the invention, more accurate interference check can be performed than when a general-purpose hand is used. Also,
In the case of a robot that can attach multiple robot hands to one robot arm and assemble multiple parts,
The difference between the shape and the general-purpose hand can be recognized, and the operation of the robot can be easily confirmed in the simulation device.

【0047】請求項5記載の発明によれば、ワークモデ
ルに教示点を付加する必要がなくなるため、より短時間
で、簡単にロボットを動作させることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since it is not necessary to add a teaching point to the work model, the robot can be easily operated in a shorter time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】自動化組立システムの正面構成図である。FIG. 1 is a front configuration diagram of an automated assembly system.

【図2】同、平面図である。FIG. 2 is a plan view of the same.

【図3】本発明のロボットシミュレーション装置の一例
を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a robot simulation device according to the present invention.

【図4】自動化生産システムの開発の流れを示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a flow of development of an automated production system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 プログラム変換部 12 記憶部 13 入力部 14 出力部 15 演算・制御部 11 Program conversion unit 12 Storage unit 13 Input unit 14 Output unit 15 Operation / control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武藤 敏之 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 3F059 AA03 BA03 BA06 BB02 FA07 5H004 GA27 GB16 HA07 HB07 MA36 MA49  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toshiyuki Muto 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo F-term in Ricoh Co., Ltd. 3F059 AA03 BA03 BA06 BB02 FA07 5H004 GA27 GB16 HA07 HB07 MA36 MA49

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定部分と、組立対象ユニットに応じて
変換する変動部分とにより構築される自動化組立システ
ムにおけるロボットシミュレーション装置において、 実ロボット用プログラムの内、シミュレーション用プロ
グラムへ反映される部分と、反映されない部分とを判断
し、実ロボット用プログラムからシミュレーション用の
プログラムを作成するプログラム変換部と、 固定部分によって構成される標準システムモデル、変動
部分であるハンド、ワーク、周辺機器の各ライブラリを
有する記憶部と、 少なくとも標準システムモデル内のロボットへのプログ
ラムの入力、モデルの配置を行うことができる入力部
と、 少なくともモデルの動作、数値表示手段を持っている出
力部と、 を備えたことを特徴とするロボットシミュレーション装
置。
1. A robot simulation apparatus in an automated assembly system constructed by a fixed part and a variable part converted according to an assembly target unit, wherein a part reflected in the simulation program among real robot programs, It has a program conversion unit that determines the part that is not reflected and creates a simulation program from the actual robot program, a standard system model composed of fixed parts, and libraries for hands, works, and peripheral devices that are variable parts A storage unit, at least an input unit capable of inputting a program to the robot in the standard system model and arranging the model, and an output unit having at least model operation and numerical display means. Characteristic robot simulation equipment .
【請求項2】 請求項1記載において、 プログラム変換部の判断部は、実ロボット用プログラム
における入出力部分の内、固定部分である周辺機器との
入出力のみを判断し変換する機能を有することを特徴と
するロボットシミュレーション装置。
2. The program conversion unit according to claim 1, wherein the determination unit of the program conversion unit has a function of determining and converting only input / output with a peripheral device that is a fixed portion among input / output portions in the real robot program. A robot simulation device characterized by the following.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載において、 標準システムモデルには、仮想入出力が予め設定されて
おり、さらにロボット以外の周辺機器にはロボットと信
号の入出力を確認するためのプログラムが設定されてい
ることを特徴とするロボットシミュレーション装置。
3. The standard system model according to claim 1, wherein virtual input / output is set in advance in the standard system model, and peripheral devices other than the robot are used to confirm input / output of signals with the robot. A robot simulation device, wherein a program is set.
【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれか記載
において、 ハンドライブラリは、汎用のロボットハンドの他に、締
結部品用の専用ハンドを有していることを特徴とするロ
ボットシミュレーション装置。
4. The robot simulation apparatus according to claim 1, wherein the hand library has a dedicated hand for fastening parts in addition to the general-purpose robot hand.
【請求項5】 請求項1ないし請求項4のいずれか記載
において、 ワークライブラリ内のワークモデルは、その重心位置に
教示点が予め設定されていることを特徴とするロボット
シミュレーション装置。
5. The robot simulation apparatus according to claim 1, wherein a teaching point is set in advance at a position of the center of gravity of the work model in the work library.
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