JP2008015683A - ロボットプログラムを作成するための装置、プログラム、記録媒体及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロボットプログラミング装置10は、ワーク特徴情報12を取得するワーク特徴取得部14と、ワークとワーク保持具との相対位置情報16を取得する保持具位置取得部18と、ワークとハンドとの相対位置情報20を取得するハンド位置取得部22と、ワーク特徴情報12、相対位置情報16及び相対位置情報20を、一組の既得データDとして互いに関連付けて、複数種類のワークについて記憶する記憶部24と、記憶した複数組の既得データから、新規ワーク特徴情報26との合致度が最も高いワーク特徴情報を含む最適既得データSDを検索する既得データ検索部28と、最適既得データを用いて新規ワークに対する搬送作業プログラム30を生成するプログラム生成部32とを備える。
【選択図】図1
Description
なお、以下の説明において、「相対位置」、「絶対位置」、「基準位置」等の位置関連の用語は、特に断りの無い限り、位置及び姿勢の双方を総称するものとする。
図7は、本発明の一実施形態によるロボットプログラミング装置60を組み込んだ、ロボットを用いた生産システムの全体概要図である。ロボット(すなわちロボット機構部)62の手首先端には、ハンド64が取り付けられる。パレットP1には、複数のワークW1が置かれ、パレットP2には、ワークW1とは種類の異なる複数のワークW2が置かれる。ロボット62は、走行軸66上に設置され、走行軸66に沿って移動して、パレットP1のワークW1又はパレットP2のワークW2をハンド64に把持し、仮置台68まで搬送してそこに一時的に載置する。仮置台68には、パレットP1から運んだワークW1を所定位置に位置決めして保持するワーク保持具68aと、パレットP2から運んだワークW2を所定位置に位置決めして保持するワーク保持具68bとが設置される。また、仮置台68に隣接して、ワーク保持具(例えばチャック)70aを装備した加工機械70が配置される。ロボット62は、仮置台68のワーク保持具68a、68bと加工機械70のワーク保持具70aとの間で、ワークW1、W2を搬送する(ローディング/アンローディング作業)。
2:タイキ %Machine.DoorOpen%=オン
3:チョクセン %Machine.EnterPos% 1000mm/sec イチギメ
4:チョクセン %Work.ApproachPos% 500mm/sec イチギメ
5:チョクセン %Work.GripPos% 200mm/sec イチギメ
6:%Robot.Hand.Grip%=オン
7:タイキ %Robot.Hand.GripDone%=オン
8:%Machine.Fixture.Release%=オン
9:タイキ %Machine.Fixture.ReleaseDone%=オン
10:チョクセン %Work.RetrievePos% 200mm/sec イチギメ
11:チョクセン %Machine.ExitPos% 1000mm/sec イチギメ
12:イチ[1]{X=1688.40mm,Y=30.30mm,Z=1331.45mm,W=64.62deg,P=−85.60deg,R=116.35deg};
第1行は、ステップS212の定義データである。加工機械70のドア正面の位置であるイチ[1]に、ロボット62を移動する動作を定義する。
第12行は、第1行のイチ[1]の具体的データを記述する。このデータは、ワークの種類(形状)が変更されても常に同一の値に設定されるから、予め作業プログラム定義データ1221に記述される。
%Work.GripPos%{X=1341.51mm,Y=−17.91mm,Z=890.07mm,W=15.24deg,P=−90.40deg,R=130.08deg};
%Work.RetrievePos%{X=1241.51mm,Y=−17.91mm,Z=990.07mm,W=15.24deg,P=−90.40deg,R=130.08deg};
%Machine.EnterPos%{X=1679.51mm,Y=−17.91mm,Z=1200.05mm,W=29.18deg,P=−88.69deg,R=150.21deg};
%Machine.ExitPos%{X=1679.51mm,Y=−17.91mm,Z=1200.05mm,W=29.18deg,P=−88.69deg,R=150.21deg};
%Machine.DoorOpen%=SDI[1];
%Machine.Fixture.Release%=SDO[1];
%Machine.Fixture.ReleaseDone%=SDI[2];
%Robot.Hand.Grip%=RDO[1];
%Robot.Hand.GripDone%=RDI[1];
2:タイキ SDI[1]=オン
3:チョクセン イチ[2] 1000mm/sec イチギメ
4:チョクセン イチ[3] 500mm/sec イチギメ
5:チョクセン イチ[4] 200mm/sec イチギメ
6:RDO[1]=オン
7:タイキ RDI[1]=オン
8:SDO[1]=オン
9:タイキ SDI[2]=オン
10:チョクセン イチ[5] 200mm/sec イチギメ
11:チョクセン イチ[6] 1000mm/sec イチギメ
12:イチ[1]{X=1688.40mm,Y=30.30mm,Z=1331.45mm,W=64.62deg,P=−85.60deg,R=116.35deg};
13:イチ[2]{X=1679.51mm,Y=−17.91mm,Z=1200.05mm,W=29.18deg,P=−88.69deg,R=150.21deg};
14:イチ[3]{X=1241.51mm,Y=−17.91mm,Z=900.07mm,W=15.24deg,P=−90.40deg,R=130.08deg};
15:イチ[4]{X=1341.51mm,Y=−17.91mm,Z=890.07mm,W=15.24deg,P=−90.40deg,R=130.08deg};
16:イチ[5]{X=1241.51mm,Y=−17.91mm,Z=990.07mm,W=15.24deg,P=−90.40deg,R=130.08deg};
17:イチ[6]{X=1679.51mm,Y=−17.91mm,Z=1200.05mm,W=29.18deg,P=−88.69deg,R=150.21deg};
上記した作業部位定義データ1241で定義される%Machine.DoorOpen%、%Machine.Fixture.Release%、%Machine.Fixture.ReleaseDone%、%Robot.Hand.Grip%、%Robot.Hand.GripDone%(いずれも制御信号の状態を記述する)は、加工機械70のための信号ケーブル112及びロボット62のハンド64のための信号ケーブル114と、制御装置76のディジタル信号入出力回路98との接続形態に対応して、信号番号が決まるものであり、したがって、ロボット62を含む生産システムの構築時に設定される。また、作業部位定義データ1241で定義される%Machine.EnterPos%及び%Machine.ExitPos%(加工機械70に対しワークW1を出し入れする位置及び姿勢を記述する)も、生産システムの構築時に、ロボット62と加工機械70との相互の位置関係が確定することにより設定される。
%Work.GripPos%=%Work.GripPos%+%Work.GripPath.Node2%
%Work.RetrievePos%=%Work.GripPos%+%Work.GripPath.Node3%
%Work.GripPath.Node1%{X=−100.00mm,Y=0.00mm,Z=10.00mm,W=0.00deg,P=0.00deg,R=0.00deg};
%Work.GripPath.Node2%{X=0.00mm,Y=0.00mm,Z=0.00mm,W=0.00deg,P=0.00deg,R=0.00deg};
%Work.GripPath.Node3%{X=−100.00mm,Y=0.00mm,Z=100.00mm,W=0.00deg,P=0.00deg,R=0.00deg};
%Work.GripOffset%{X=100.00mm,Y=100.00mm,Z=500.00mm,W=15.24deg,P=−90.40deg,R=130.08deg};
%Work.FixOffset%{X=0.51mm,Y=−0.91mm,Z=150.07mm,W=0.00deg,P=0.00deg,R=0.00deg};
すなわち、本発明は、ワーク保持具68a、68b、70aに対するワークW1、W2の取り付け及び取り外しの少なくとも一方の動作を含むワーク搬送作業を、ハンド64を装着したロボット62に実行させる搬送作業プログラム30、106、108を作成するために、コンピュータ10、60を、ワークW1、W2の3次元形状データから、ワークW1、W2の幾何学的特徴を表すワーク特徴情報12を取得するワーク特徴取得部14、ワークW1、W2をワーク保持具68a、68b、70aに取り付けたときの、ワークW1、W2とワーク保持具68a、68b、70aとの相対位置情報16を取得する保持具位置取得部18、ワークW1、W2をハンド64で把持したときの、ワークW1、W2とハンド64との相対位置情報20を取得するハンド位置取得部22、ワーク特徴取得部14が取得したワーク特徴情報12と、保持具位置取得部18が取得したワークとワーク保持具との相対位置情報16と、ハンド位置取得部22が取得したワークとハンドとの相対位置情報20とを、一組の既得データDとして互いに関連付けて、複数種類のワークW1、W2に関する複数組の既得データDを記憶する記憶部24、新規ワークの3次元形状データから得られた新規ワーク特徴情報26を用いて、記憶部24に記憶した複数組の既得データDの中から、新規ワーク特徴情報26との合致度が最も高いワーク特徴情報12を含む最適既得データSDを検索する既得データ検索部28、及び既得データ検索部28が検索した最適既得データSDを用いて、新規ワークに対する搬送作業プログラム30を生成するプログラム生成部32、として機能させるためのロボットプログラミング用プログラムである。
12 ワーク特徴情報
14 ワーク特徴取得部
16 ワークとワーク保持具との相対位置情報
18 保持具位置取得部
20 ワークとハンドとの相対位置情報
22 ハンド位置取得部
24 記憶部
26 新規ワーク特徴情報
28 既得データ取得部
30 搬送作業プログラム
32 プログラム生成部
34 動作パターン指令値
36 動作パターン取得部
38 指先の3次元形状データ
40 指先形状取得部
42 ハンドの図面データ
44 ハンド図面取得部
46 ワーク保持具の図面データ
48 保持具図面取得部
50 ワークの3次元形状データ
52 ワーク形状取得部
54 新規ワークの3次元形状データ
62 ロボット
64 ハンド
68 仮置台
68a、68b、70a ワーク保持具
70 加工機械
76 制御装置
94 メモリ
106、108 作業プログラム
120 ハードディスク装置
1221、1222 作業プログラム定義データ
1241、1242 作業部位定義データ
1261、1262 ワーク図面データ
Claims (11)
- ワーク保持具に対するワークの取り付け及び取り外しの少なくとも一方の動作を含むワーク搬送作業を、ハンドを装着したロボットに実行させる搬送作業プログラムを作成するためのロボットプログラミング装置において、
ワークの3次元形状データから、該ワークの幾何学的特徴を表すワーク特徴情報を取得するワーク特徴取得部と、
ワークをワーク保持具に取り付けたときの、該ワークと該ワーク保持具との相対位置情報を取得する保持具位置取得部と、
ワークをハンドで把持したときの、該ワークと該ハンドとの相対位置情報を取得するハンド位置取得部と、
前記ワーク特徴取得部が取得した前記ワーク特徴情報と、前記保持具位置取得部が取得した前記ワークと前記ワーク保持具との前記相対位置情報と、前記ハンド位置取得部が取得した前記ワークと前記ハンドとの前記相対位置情報とを、一組の既得データとして互いに関連付けて、複数種類のワークに関する複数組の該既得データを記憶する記憶部と、
新規ワークの3次元形状データから得られた新規ワーク特徴情報を用いて、前記記憶部に記憶した前記複数組の既得データの中から、該新規ワーク特徴情報との合致度が最も高い前記ワーク特徴情報を含む最適既得データを検索する既得データ検索部と、
前記既得データ検索部が検索した前記最適既得データを用いて、前記新規ワークに対する前記搬送作業プログラムを生成するプログラム生成部と、
を具備することを特徴とするロボットプログラミング装置。 - 前記ワーク保持具に対する前記ワークの取り付け及び取り外しの少なくとも一方の動作を指令する動作パターン指令値を取得する動作パターン取得部をさらに具備し、前記記憶部は、該動作パターン取得部が取得した該動作パターン指令値を、前記ワーク特徴情報、前記ワークと前記ワーク保持具との前記相対位置情報、及び前記ワークと前記ハンドとの前記相対位置情報と共に、前記一組の既得データとして互いに関連付けて記憶する、請求項1に記載のロボットプログラミング装置。
- 前記ハンドの指先の3次元形状データを取得する指先形状取得部をさらに具備し、前記記憶部は、該指先形状取得部が取得した該ハンドの該指先の該3次元形状データを、前記ワーク特徴情報、前記ワークと前記ワーク保持具との前記相対位置情報、及び前記ワークと前記ハンドとの前記相対位置情報と共に、前記一組の既得データとして互いに関連付けて記憶する、請求項1又は2に記載のロボットプログラミング装置。
- 前記ハンドの図面データを取得するハンド図面取得部をさらに具備し、前記記憶部は、該ハンド図面取得部が取得した該ハンドの該図面データを、前記ワーク特徴情報、前記ワークと前記ワーク保持具との前記相対位置情報、及び前記ワークと前記ハンドとの前記相対位置情報と共に、前記一組の既得データとして互いに関連付けて記憶する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のロボットプログラミング装置。
- 前記ワーク保持具の図面データを取得する保持具図面取得部をさらに具備し、前記記憶部は、該保持具図面取得部が取得した該ワーク保持具の該図面データを、前記ワーク特徴情報、前記ワークと前記ワーク保持具との前記相対位置情報、及び前記ワークと前記ハンドとの前記相対位置情報と共に、前記一組の既得データとして互いに関連付けて記憶する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のロボットプログラミング装置。
- 前記ワークの前記3次元形状データを取得するワーク形状取得部をさらに具備し、前記記憶部は、該ワーク形状取得部が取得した該ワークの該3次元形状データを、前記ワーク特徴情報、前記ワークと前記ワーク保持具との前記相対位置情報、及び前記ワークと前記ハンドとの前記相対位置情報と共に、前記一組の既得データとして互いに関連付けて記憶し、前記プログラム生成部は、前記既得データ検索部が検索した前記最適既得データに含まれる前記ワークの前記3次元形状データと、前記新規ワークの3次元形状データとの差に基づいて、該最適既得データに含まれる前記ワークと前記ワーク保持具との前記相対位置情報及び前記ワークと前記ハンドとの前記相対位置情報を補正し、それら補正した相対位置情報を用いて前記新規ワークに対する前記搬送作業プログラムを生成する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のロボットプログラミング装置。
- 前記ワーク特徴取得部は、前記ワーク特徴情報として、前記ワークの形状の変化を時系列的に表すワーク形状遷移情報を取得し、前記既得データ検索部は、前記新規ワーク特徴情報として、前記新規ワークの形状の変化を時系列的に表す新規ワーク形状遷移情報を用いて、前記最適既得データを検索する、請求項1〜6のいずれか1項に記載のロボットプログラミング装置。
- 前記ワーク搬送作業の途中に前記ワークの加工工程が介在する前記搬送作業プログラムを作成する、請求項7に記載のロボットプログラミング装置であって、前記ワーク形状遷移情報は、前記ワークの加工前及び加工後を含む複数の異なる段階における幾何学的特徴を表す、請求項7に記載のロボットプログラミング装置。
- ワーク保持具に対するワークの取り付け及び取り外しの少なくとも一方の動作を含むワーク搬送作業を、ハンドを装着したロボットに実行させる搬送作業プログラムを作成するために、コンピュータを、
ワークの3次元形状データから、該ワークの幾何学的特徴を表すワーク特徴情報を取得するワーク特徴取得部、
ワークをワーク保持具に取り付けたときの、該ワークと該ワーク保持具との相対位置情報を取得する保持具位置取得部、
ワークをハンドで把持したときの、該ワークと該ハンドとの相対位置情報を取得するハンド位置取得部、
前記ワーク特徴取得部が取得した前記ワーク特徴情報と、前記保持具位置取得部が取得した前記ワークと前記ワーク保持具との前記相対位置情報と、前記ハンド位置取得部が取得した前記ワークと前記ハンドとの前記相対位置情報とを、一組の既得データとして互いに関連付けて、複数種類のワークに関する複数組の該既得データを記憶する記憶部、
新規ワークの3次元形状データから得られた新規ワーク特徴情報を用いて、前記記憶部に記憶した前記複数組の既得データの中から、該新規ワーク特徴情報との合致度が最も高い前記ワーク特徴情報を含む最適既得データを検索する既得データ検索部、及び
前記既得データ検索部が検索した前記最適既得データを用いて、前記新規ワークに対する前記搬送作業プログラムを生成するプログラム生成部、
として機能させるためのロボットプログラミング用プログラム。 - ワーク保持具に対するワークの取り付け及び取り外しの少なくとも一方の動作を含むワーク搬送作業を、ハンドを装着したロボットに実行させる搬送作業プログラムを作成するために、コンピュータを、
ワークの3次元形状データから、該ワークの幾何学的特徴を表すワーク特徴情報を取得するワーク特徴取得部、
ワークをワーク保持具に取り付けたときの、該ワークと該ワーク保持具との相対位置情報を取得する保持具位置取得部、
ワークをハンドで把持したときの、該ワークと該ハンドとの相対位置情報を取得するハンド位置取得部、
前記ワーク特徴取得部が取得した前記ワーク特徴情報と、前記保持具位置取得部が取得した前記ワークと前記ワーク保持具との前記相対位置情報と、前記ハンド位置取得部が取得した前記ワークと前記ハンドとの前記相対位置情報とを、一組の既得データとして互いに関連付けて、複数種類のワークに関する複数組の該既得データを記憶する記憶部、
新規ワークの3次元形状データから得られた新規ワーク特徴情報を用いて、前記記憶部に記憶した前記複数組の既得データの中から、該新規ワーク特徴情報との合致度が最も高い前記ワーク特徴情報を含む最適既得データを検索する既得データ検索部、及び
前記既得データ検索部が検索した前記最適既得データを用いて、前記新規ワークに対する前記搬送作業プログラムを生成するプログラム生成部、
として機能させるためのロボットプログラミング用プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - ワーク保持具に対するワークの取り付け及び取り外しの少なくとも一方の動作を含むワーク搬送作業を、ハンドを装着したロボットに実行させる搬送作業プログラムを、コンピュータを用いて作成するためのロボットプログラミング方法において、
ワークの3次元形状データから、該ワークの幾何学的特徴を表すワーク特徴情報を、コンピュータのワーク特徴取得部が取得するステップと、
ワークをワーク保持具に取り付けたときの、該ワークと該ワーク保持具との相対位置情報を、コンピュータの保持具位置取得部が取得するステップと、
ワークをハンドで把持したときの、該ワークと該ハンドとの相対位置情報を、コンピュータのハンド位置取得部が取得するステップと、
前記ワーク特徴取得部が取得した前記ワーク特徴情報と、前記保持具位置取得部が取得した前記ワークと前記ワーク保持具との前記相対位置情報と、前記ハンド位置取得部が取得した前記ワークと前記ハンドとの前記相対位置情報とを、コンピュータの記憶部が、一組の既得データとして互いに関連付けて、複数種類のワークに関する複数組の該既得データを記憶するステップと、
新規ワークの3次元形状データから得られた新規ワーク特徴情報を用いて、前記記憶部に記憶した前記複数組の既得データの中から、該新規ワーク特徴情報との合致度が最も高い前記ワーク特徴情報を含む最適既得データを、コンピュータの既得データ検索部が検索するステップと、
前記既得データ検索部が検索した前記最適既得データを用いて、前記新規ワークに対する前記搬送作業プログラムを、コンピュータのプログラム生成部が生成するステップと、
を具備することを特徴とするロボットプログラミング方法。
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