JP2011224710A - Sensing operation generation method and sensing operation generation apparatus of work manipulator - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a workload required for correcting and reconfiguring sensing operation data by automatically generating appropriate sensing operations even for a workpiece having an arc-like portion.SOLUTION: The sensing operation generation method of a work manipulator is favorable for generating sensing operation data to be used when any sensing operation is performed by a work manipulator 2 having a contact sensor 3 contactable to a workpiece W with an arc-like portion C. The sensing operation generation method includes estimating a real work model RM subjected to interpolation between discrete points D on the basis of a discrete work model DM where the arc-like portion C of the workpiece W is approximated at a discrete point D, and then generating the sensing operation data for the work manipulator 2 on the basis of the estimated real work model RM.

Description

本発明は、作業マニピュレータの適切なセンシング動作データを、オフライン環境下で自動的に生成する方法、及びその装置に関するものである。   The present invention relates to a method and apparatus for automatically generating appropriate sensing operation data of a work manipulator in an offline environment.

従来、作業マニピュレータが作業ワークに対して作業をする前に、作業マニピュレータに設けられた接触式センサを「センシング動作データ」にもとづいて作業ワークに接触させることで、コンピュータ上における作業ワークと作業マニピュレータとの位置関係を検証し、この検証結果にもとづいて作業マニピュレータの教示データを修正するといったセンシング作業が行われるのが常である。   Conventionally, before a work manipulator performs work on a work work, a work sensor on the computer and the work manipulator are brought into contact with the work work based on the “sensing operation data”. The sensing operation is usually performed by verifying the positional relationship between the operation manipulator and correcting the teaching data of the operation manipulator based on the verification result.

例えば、コンピュータ上の教示データにもとづいて、作業マニピュレータが適切な位置、姿勢で溶接作業しているつもりであっても、実際の作業ワークの形状や据付誤差、作業マニピュレータ自体の初期位置、重力による関節部のたわみやバックラッシュ等があるため、実際の作業ワーク情報と教示データとの間に誤差が生じ、実際に溶接作業をさせようとすると、溶接部位がずれたり、作業マニピュレータの溶接ワイヤ以外の部位が作業ワークに当たったりすることがある。   For example, based on the teaching data on the computer, even if the work manipulator intends to perform welding work at an appropriate position and posture, it depends on the actual work workpiece shape and installation error, the initial position of the work manipulator itself, and gravity. Because there is a deflection of the joint, backlash, etc., an error occurs between the actual work work information and the teaching data, and when trying to actually perform the welding work, the welded part may shift or other than the welding wire of the work manipulator May hit the work piece.

そこで、作業マニピュレータに溶接等の作業をさせる前に、実際に溶接ワイヤを作業ワークに接触させて、実際の作業ワーク情報とコンピュータ上の作業ワークの教示データとの誤差を修正するための、センシング作業が必要である。
係るセンシング作業を行うに際しては、作業マニピュレータに対するセンシング動作データが必要であって、このセンシング動作データを生成する方法、すなわち作業マニピュレータのセンシング動作生成方法は、作業オペレータが手動で行うこともしばしばであるが、センシング動作を自動で生成する技術も幾つか開発されている。特許文献1には、円弧形状を有する作業ワークに対して円弧上の任意の3点で接触させることで、その作業ワークの現在位置のセンシングを行い、実際の作業ワークとコンピュータ上の作業ワークにおける円弧中心のズレを計算し、実際の溶接作業等の作業動作に利用する技術が開示されている。
Therefore, before the work manipulator performs welding or other work, sensing is performed to correct the error between the actual work work information and the work work teaching data on the computer by actually bringing the welding wire into contact with the work work. Work is necessary.
When performing such sensing work, sensing operation data for the work manipulator is necessary, and the method of generating the sensing operation data, that is, the method of generating the sensing operation of the work manipulator is often manually performed by the work operator. However, several technologies for automatically generating sensing operations have been developed. In Patent Document 1, the current position of the work work is sensed by bringing the work work having an arc shape into contact with any three points on the arc, and the actual work work and the work work on the computer are detected. A technique for calculating the deviation of the center of the arc and utilizing it for work operations such as actual welding work is disclosed.

特許文献1の技術は、作業ワークの円弧部分上の任意の3点を作業ワークの現在位置をセンシングする位置とし、その各センシング位置で円弧の中心位置を通る方向に接触動作する教示データを生成する産業用ロボットの作業線修正制御方法である。
詳解すれば、特許文献1では、円筒部材と平板部材との間の円弧状作業線(溶接線)に対してセンシング動作を行う場合、コンピュータ上の位置情報にもとづいて、円筒部材の外周面上の1点目のセンシング位置に作業マニピュレータ(ロボット)を、実際に接触させる。
The technique of Patent Document 1 uses any three points on the arc portion of the work workpiece as positions where the current position of the work workpiece is sensed, and generates teaching data that performs contact operation in the direction passing through the center position of the arc at each sensing position. This is a work line correction control method for an industrial robot.
Specifically, in Patent Document 1, when a sensing operation is performed on an arc-shaped work line (welding line) between a cylindrical member and a flat plate member, on the outer peripheral surface of the cylindrical member based on position information on a computer. The work manipulator (robot) is actually brought into contact with the first sensing position.

この1点目のセンシング位置で得られた実際の作業ワークとコンピュータ上の作業ワークにおける誤差(補正値)を所定メモリに記憶しておき、円筒部材上の2点目のセンシング位置にロボットを接触させにいく。
この2点目のセンシング位置での接触の際には、1点目のセンシング位置で得られた補正値を利用して、コンピュータ上の位置情報に修正を加え、2点目のセンシング位置にロボットを接触させることとなる。また、3点目のセンシング位置にロボットを接触させにいく際にも、1、2点目のセンシング位置で得られた補正値を利用してコンピュータ上の位置情報を修正することとなる。
The error (correction value) between the actual work work obtained at the first sensing position and the work work on the computer is stored in a predetermined memory, and the robot is brought into contact with the second sensing position on the cylindrical member. Let's go.
When touching at the second sensing position, the correction value obtained at the first sensing position is used to modify the position information on the computer, and the robot is moved to the second sensing position. Will be brought into contact. Also, when the robot is brought into contact with the third sensing position, the position information on the computer is corrected using the correction values obtained at the first and second sensing positions.

そして、センシング位置として3点でロボットを円筒部材に接触させることによって、実際の作業ワークにおける円弧中心の座標が検出でき、検出した円弧中心座標と、コンピュータ上の作業ワークにおける円弧中心の座標との差を、円弧センシング補正値として、4点目以降のセンシング動作や、実際の溶接作業に役立てることとなる。   Then, by bringing the robot into contact with the cylindrical member at three sensing positions, the coordinates of the arc center in the actual work work can be detected, and the detected arc center coordinates and the coordinates of the arc center in the work work on the computer The difference is used as a circular arc sensing correction value, which is useful for sensing operations after the fourth point and actual welding work.

特許第2985336号公報Japanese Patent No. 29985336

しかしながら、上記の特許文献1の方法でセンシング動作データを生成することは可能であるものの、実際にロボットを作業ワークに接触しなくては補正量を検出することができず、作業ワークの円弧中心の位置補正したセンシング動作データを、オフライン環境下で生成することはできない。
ところで、この特許文献1で開示された方法に限らず、センシング動作データの生成において、従来の技術では回避できない問題がある。
However, although it is possible to generate sensing operation data by the method of Patent Document 1 above, the correction amount cannot be detected unless the robot actually touches the work work, and the arc center of the work work is not detected. It is not possible to generate sensing operation data corrected for the position in an offline environment.
By the way, it is not limited to the method disclosed in Patent Document 1, but there is a problem that cannot be avoided by the conventional technique in generating sensing operation data.

すなわち、オフライン環境下での作業マニピュレータの周辺環境の曲面は、作業マニピュレータ及び、周辺環境の描画や干渉チェックの演算の高速化、CADデータの軽量化のため、作業ワークを多角形近似で表現される場合(図2,図3参照)がほとんどであり、オフライン環境内で再現された作業マニピュレータや周辺環境の曲面は実際の作業ワークの曲面とは位置、形状が異なるため、実際の作業ワークの面上にセンシング位置を作成できない場合がある。   In other words, the curved surface of the surrounding environment of the work manipulator in the offline environment is expressed by polygonal approximation of the work work in order to speed up the drawing of the work manipulator and the surrounding environment and the calculation of interference check and to reduce the CAD data (See Fig. 2 and Fig. 3), and the work manipulator reproduced in the offline environment and the curved surface of the surrounding environment are different in position and shape from the curved surface of the actual work workpiece. In some cases, the sensing position cannot be created on the surface.

例えば、図3(a)のように、多角形近似された作業ワーク上でセンシング位置を設定しても、図3(b)に示す如く、実際の作業ワークに対してセンシング位置がずれ、接触しようとした作業マニピュレータの接触式センサ(溶接ワイヤ等)が作業ワークに届かないようなセンシング教示データを作成してしまう場合がある。また、図示はしないものの、作業マニピュレータの接触式センサが作業ワークに干渉するようなセンシング教示データを作成してしまう場合も考えられる。   For example, as shown in FIG. 3 (a), even if the sensing position is set on a polygonal approximated work workpiece, the sensing position is shifted with respect to the actual work workpiece as shown in FIG. 3 (b). There is a case where sensing teaching data is generated so that the contact type sensor (welding wire or the like) of the work manipulator to be tried does not reach the work workpiece. Although not shown, there may be a case where sensing teaching data is created such that the contact sensor of the work manipulator interferes with the work piece.

このようなセンシング教示データをロボット実機に適用しても、算出したい円弧の中心位置を得られるような検出位置となっていないため、結局は作業オペレータが、教示ペンダントなどを使うなどして、マニュアルでセンシング位置を修正する必要が生じる。
したがって、作業オペレータが修正を行った場合、この修正作業の分だけ教示作業の負担が増える問題がある。
Even if such sensing teaching data is applied to the actual robot, the detection position is not such that the center position of the arc to be calculated can be obtained. Therefore, it is necessary to correct the sensing position.
Therefore, when the work operator makes corrections, there is a problem that the burden of teaching work increases by the amount of the correction work.

上述した問題に鑑み、本発明は、円弧部分を有する作業ワークにおいて、算出したい円弧中心位置を得られるような検出位置を含んだセンシング動作データ、言い換えるならば、円弧部分を正確にセンシング可能とするセンシング動作データをオフライン環境下で生成し、作業マニピュレータのセンシング動作の修正作業や教示作業の負荷を軽減することができる作業マニピュレータのセンシング動作生成方法及びセンシング動作生成装置を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, the present invention enables sensing operation data including a detection position that can obtain a center position of an arc to be calculated in a work workpiece having an arc portion, in other words, enables accurate sensing of the arc portion. An object of the present invention is to provide a sensing operation generation method and a sensing operation generation device for a work manipulator that can generate sensing operation data in an off-line environment, and can reduce the load of the correction operation and teaching work of the work manipulator. .

前記課題を達成するために、本発明は、以下の技術的手段を採用した。
本発明に係る作業マニピュレータのセンシング動作生成方法は、円弧部分を有する作業ワークに接触可能な接触式センサを備えた作業マニピュレータがセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成するセンシング動作生成方法であって、前記作業ワークの円弧部分が離散点で近似された離散ワークモデルにもとづいて、前記離散点間が補間されたリアルワークモデルを推定し、前記推定されたリアルワークモデルをもとに作業マニピュレータのセンシング動作データを生成することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
A sensing operation generation method for a work manipulator according to the present invention is a sensing operation generation method for generating sensing operation data used when a work manipulator having a contact sensor capable of contacting a work having an arc portion performs a sensing operation. And based on a discrete work model in which the arc portion of the work workpiece is approximated by discrete points, a real work model interpolated between the discrete points is estimated, and based on the estimated real work model It is characterized by generating sensing operation data of a work manipulator.

これによって、円弧部分を有する作業ワークであっても、離散ワークモデルよりも実際の作業ワークに近いリアルワークモデルを推定することで、実際の作業ワークとコンピュータ上の作業ワークにおける誤差を減らし、実際の作業ワークに対して作業マニピュレータが適切に接触可能なセンシング動作データをオフライン環境下で且つ自動で生成可能となり、作業マニピュレータのセンシング動作データの修正作業の負担が軽減されるため、センシング動作データの生成時間が短縮でき、教示データ生成の作業効率を向上させることができる。なお、リアルワークモデルとは、作業ワークの円弧部分をほぼ忠実に再現するワークモデルのことであり、コンピュータ上に設定されたモデルである。このリアルワークモデルを基にセンシング動作データの再設定などが可能である。   As a result, even for work workpieces with circular arc parts, by estimating the real work model closer to the actual work workpiece than the discrete workpiece model, the error between the actual work workpiece and the work workpiece on the computer is reduced. Sensing operation data that can be appropriately touched by the work manipulator can be automatically generated in an offline environment and the work of correcting the operation data of the work manipulator is reduced. The generation time can be shortened, and the work efficiency of teaching data generation can be improved. The real work model is a work model that reproduces the arc part of the work work almost faithfully, and is a model set on a computer. Sensing operation data can be reset based on this real work model.

好ましくは、前記リアルワークモデルの推定に際しては、前記離散点間を円弧形状により補間するとよい。
また、前記リアルワークモデルの推定に際しては、前記離散ワークモデルに接触式センサが接触する接触面を抽出し、抽出された接触面と当該接触面が立設する基準面との交線を抽出し、抽出された交線の端点を通る円弧を、前記リアルワークモデルとして抽出することが好適である。
Preferably, when the real work model is estimated, the discrete points may be interpolated with an arc shape.
Further, when estimating the real work model, a contact surface with which a contact sensor contacts the discrete work model is extracted, and an intersection line between the extracted contact surface and a reference surface on which the contact surface is erected is extracted. It is preferable to extract an arc passing through the end point of the extracted intersection line as the real work model.

これらにより、離散点間を円弧形状で補間、又は作業モデルそのものを1つの円で推定しているため、実際の作業ワークに対してさらに近いリアルワークモデルを推定することが可能となって、コンピュータ上の作業モデルと実際の作業ワークが大きく異なる地点(例えば、離散点間)にセンシング位置を設定しても、実際の作業ワークに届かなかったり、作業ワークと干渉することがなくなり、円弧中心を正確に計算できる位置に接触位置を設定することができる。   As a result, interpolation between discrete points is performed in a circular arc shape, or the work model itself is estimated with a single circle, so it is possible to estimate a real work model that is closer to the actual work work. Even if the sensing position is set at a point (for example, between discrete points) where the above work model and the actual work work are significantly different, the actual work work will not reach or interfere with the work work. The contact position can be set at a position that can be accurately calculated.

前記離散ワークモデルが、前記離散点を頂点とする多角形で構成されていることが好ましい。
なお、前記センシング動作データの生成に際しては、前記離散ワークモデルに接触式センサが接触するセンシング位置を求め、求めたセンシング位置をリアルワークモデル上に再設定し、前記再設定されたセンシング位置を含むようにセンシング動作データを生成するとよい。
It is preferable that the discrete work model is formed of a polygon having the discrete points as vertices.
In generating the sensing operation data, a sensing position where a contact sensor contacts the discrete work model is obtained, the obtained sensing position is reset on the real work model, and the reset sensing position is included. As described above, the sensing operation data may be generated.

特に、前記センシング動作データの生成に際しては、再設定される前のセンシング位置を通り且つ前記離散点間を円弧形状により補間したリアルワークモデルの円弧中心から径外方向へのびる直線が前記リアルワークモデルと交わる点を、センシング位置として再設定することとしてもよい。
また、前記センシング動作データの生成に際しては、再設定される前のセンシング位置を通り且つ前記接触式センサの移動方向に重なる直線が前記リアルワークモデルと交わる点を、センシング位置として再設定してもよい。
In particular, when generating the sensing operation data, a straight line extending radially outward from the arc center of the real work model that passes through the sensing position before being reset and interpolates between the discrete points by an arc shape is the real work model. It is good also as resetting the point which crosses as a sensing position.
Further, when generating the sensing operation data, a point where a straight line that passes through the sensing position before being reset and overlaps the moving direction of the contact sensor intersects the real work model may be reset as a sensing position. Good.

これらにより、再設定される前のセンシング位置に加え、推定したリアルワークモデルの円弧中心や、センシング動作時における接触式センサの移動方向を利用することで、センシング位置を確実にリアルワークモデルの円弧上に再設定することができ、実際の作業ワークのセンシング位置と、コンピュータの作業ワークのセンシング位置との誤差をさらに減らし、完全にオフライン環境下で生成しつつも、精度の高いセンシング動作データを自動で生成可能となって、センシング動作データ修正の負担軽減や、センシング動作データ生成の時間短縮が実現できる。   By using the estimated arc center of the real work model and the moving direction of the contact sensor during sensing operation, in addition to the sensing position before resetting, the sensing position can be reliably set to the arc of the real work model. It is possible to reset the actual sensing work position and the sensing position of the work work of the computer to further reduce the error and generate highly accurate sensing operation data while generating completely in an offline environment. It can be generated automatically, and the burden of correcting the sensing operation data can be reduced and the time for generating the sensing operation data can be reduced.

さらには、前記離散ワークモデルに接触式センサが接触するセンシング位置が、離散点と一致するかを判断し、前記センシング位置が離散点と不一致と判断された場合に、前記リアルワークモデルを推定することも好適である。
本発明に係る作業マニピュレータのセンシング動作生成装置は、円弧部分を有する作業ワークに接触可能な接触式センサを備えた作業マニピュレータがセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成するセンシング動作生成装置であって、前記作業ワークの円弧部分が離散点で近似された離散ワークモデルにもとづいて、前記離散点間が補間されたリアルワークモデルを推定するモデル推定手段と、前記推定されたリアルワークモデルをもとに作業マニピュレータのセンシング動作データを生成するデータ生成手段とを有していることを特徴とする。
Further, it is determined whether a sensing position at which the contact-type sensor contacts the discrete work model matches a discrete point, and the real work model is estimated when it is determined that the sensing position does not match the discrete point. It is also suitable.
A sensing operation generation device for a work manipulator according to the present invention generates sensing operation data used when a work manipulator having a contact sensor capable of contacting a work having an arc portion performs a sensing operation. Model estimation means for estimating a real work model interpolated between the discrete points based on a discrete work model in which the arc portion of the work workpiece is approximated by discrete points, and the estimated real work model And a data generation means for generating sensing operation data of the work manipulator.

好ましくは、前記モデル推定手段は、前記離散点間を円弧形状により補間するように構成するとよい。
また、前記モデル推定手段は、前記離散ワークモデルに接触式センサが接触する接触面を抽出し、抽出された接触面と当該接触面が立設する基準面との交線を抽出し、抽出された交線の端点を通る円弧を、前記リアルワークモデルとして抽出するように構成することが好適である。
Preferably, the model estimation means may be configured to interpolate between the discrete points with an arc shape.
Further, the model estimation means extracts a contact surface where a contact sensor contacts the discrete work model, extracts an intersection line between the extracted contact surface and a reference surface on which the contact surface is erected, and is extracted. It is preferable that an arc passing through the end point of the intersecting line is extracted as the real work model.

前記離散ワークモデルが、前記離散点を頂点とする多角形で構成されていることが好ましい。
なお、前記データ生成手段は、前記離散ワークモデルに接触式センサが接触するセンシング位置を求め、求めたセンシング位置をリアルワークモデル上に再設定し、前記再設定されたセンシング位置を含むようにセンシング動作データを生成するように構成してもよい。
It is preferable that the discrete work model is formed of a polygon having the discrete points as vertices.
The data generation means obtains a sensing position where a contact-type sensor contacts the discrete work model, resets the obtained sensing position on the real work model, and performs sensing so as to include the reset sensing position. You may comprise so that operation | movement data may be produced | generated.

特に、前記データ生成手段は、再設定される前のセンシング位置を通り且つ前記離散点間を円弧形状により補間したリアルワークモデルの円弧中心から径外方向へのびる直線が前記リアルワークモデルと交わる点を、センシング位置として再設定するように構成するとよい。
また、前記データ生成手段は、再設定される前のセンシング位置を通り且つ前記接触式センサの移動方向に重なる直線が前記リアルワークモデルと交わる点を、センシング位置として再設定するように構成されていることも好適である。
In particular, the data generation means is such that a straight line extending radially outward from the arc center of the real work model that passes through the sensing position before resetting and interpolates between the discrete points with an arc shape intersects the real work model. May be reset as the sensing position.
Further, the data generation means is configured to reset a point where a straight line passing through the sensing position before being reset and overlapping the moving direction of the contact sensor intersects the real work model as a sensing position. It is also suitable.

さらに好ましくは、前記離散ワークモデルに接触式センサが接触するセンシング位置が、離散点と一致するかを判断する離散点判断手段を有し、前記モデル推定手段は、前記離散点判断手段でセンシング位置が離散点と不一致と判断された場合に、前記リアルワークモデルを推定するように構成してもよい。   More preferably, it has a discrete point judging means for judging whether a sensing position where the contact type sensor contacts the discrete workpiece model coincides with a discrete point, and the model estimating means is a sensing position by the discrete point judging means. May be configured to estimate the real work model when it is determined that they are inconsistent with the discrete points.

本発明によると、コンピュータ上のワークモデルの円弧部分が離散データで構成されていても、実際の作業ワークに対して作業マニピュレータが適切に接触できるセンシング位置を含んだセンシング動作データの自動生成が可能となり、センシング動作の修正及び教示の作業負荷を軽減できる。   According to the present invention, even if the arc portion of the work model on the computer is composed of discrete data, it is possible to automatically generate sensing operation data including a sensing position where the work manipulator can properly contact the actual work work. Thus, the sensing operation correction and teaching workload can be reduced.

本発明の作業マニピュレータのセンシング動作生成装置の構成図である。It is a block diagram of the sensing operation production | generation apparatus of the work manipulator of this invention. 実際の作業ワークと、これを近似した離散ワークモデルとを示す図であって、(a)は斜視図で、(b)は平面図である。It is a figure which shows an actual work work and the discrete work model which approximated this, Comprising: (a) is a perspective view, (b) is a top view. (a)はコンピュータ上の作業ワークにおけるセンシング位置の設定、(b)は実際の作業ワークではセンシング位置がずれる(届かない、又は干渉する)ことを示す図である。(A) is a figure which shows the setting of the sensing position in the work work on a computer, (b) is a figure which shows that a sensing position shifts (it does not reach or interferes) in an actual work work. (a)、(b)は離散ワークモデル上における接触式センサが接触する面と基準面とのエッジを示す平面図、斜視図、(c)、(d)はエッジの端点から抽出された円を示す斜視図、平面図である。(A), (b) is a plan view and perspective view showing the edge of the surface on which the contact-type sensor contacts with the reference surface on the discrete work model, and (c), (d) are circles extracted from the end points of the edge It is the perspective view and top view which show. (a)は最初のセンシング位置と抽出された円を示す平面図、(b)は最初のセンシング位置と円弧中心とを利用して再設定されたセンシング位置を示す平面図、(c)は最初のセンシング位置と接触式センサの移動方向とを利用して再設定されたセンシング位置を示す平面図である。(A) is a plan view showing the first sensing position and the extracted circle, (b) is a plan view showing the sensing position reset using the first sensing position and the arc center, and (c) is the first view. It is a top view which shows the sensing position reset using the sensing position of and the moving direction of a contact-type sensor. 作業マニピュレータのセンシング動作生成方法のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the sensing operation | movement production | generation method of a work manipulator. 作業マニピュレータのセンシング動作生成装置の構成図である。It is a block diagram of the sensing operation | movement production | generation apparatus of a work manipulator.

以下、本発明の実施形態を、図1〜図7にもとづき説明する。
なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
[作業マニピュレータの構成]
図1には、本発明に係る作業マニピュレータ2(作業用ロボット)のセンシング動作生成装置1が示されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
The following embodiment is an example embodying the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention.
[Configuration of work manipulator]
FIG. 1 shows a sensing operation generating apparatus 1 for a work manipulator 2 (work robot) according to the present invention.

このセンシング動作生成装置1は、作業マニピュレータ2と、この作業マニピュレータ2を内蔵された教示データに従って動かす制御盤11と、教示データを入力可能な教示ペンダント12とを有している。さらに、制御盤11には、オフライン教示用のコンピュータ4が接続されている。
[センシング動作について]
本実施形態におけるコンピュータ4は、オフライン環境下において、作業マニピュレータ2に設けられた溶接ワイヤ3(接触式センサ)を作業ワークWに接触させることで、センシング位置P、センシング時の作業マニピュレータ2のセンシング姿勢とを含んだセンシング動作の教示データ(センシング動作データ)を生成する。
The sensing operation generation apparatus 1 includes a work manipulator 2, a control panel 11 that moves the work manipulator 2 according to teaching data incorporated therein, and a teaching pendant 12 that can input the teaching data. Further, an off-line teaching computer 4 is connected to the control panel 11.
[About sensing operation]
The computer 4 in this embodiment makes the sensing position P and sensing of the work manipulator 2 at the time of sensing by bringing the welding wire 3 (contact type sensor) provided in the work manipulator 2 into contact with the work workpiece W in an offline environment. The teaching data (sensing operation data) of the sensing operation including the posture is generated.

加えて、コンピュータ4は、オフライン上の教示データにおける作業ワークWの位置と、溶接ワイヤ3によって検知取得した実際の作業ワークW位置が異なった時には、検知した位置との差分を用いて、センシング動作を行った箇所以降の作業マニピュレータ2の動作を逐次修正しながらセンシング作業を行わせることができる。
なお、作業オペレータは、コンピュータ4や教示ペンダント12による入力にて、あらかじめ動作を教示したプログラム(教示プログラム)に従って、作業マニピュレータ2を制御したり、センシング動作データを手動で生成したりすることもできる。
In addition, when the position of the work workpiece W in the off-line teaching data and the actual work workpiece W position detected and acquired by the welding wire 3 are different, the computer 4 uses the difference between the detected position and the sensing operation. The sensing operation can be performed while sequentially correcting the operation of the work manipulator 2 after the position where the operation is performed.
The work operator can also control the work manipulator 2 or manually generate sensing operation data according to a program (teaching program) in which the operation has been taught in advance by input from the computer 4 or the teaching pendant 12. .

作業マニピュレータ2は、溶接用ロボットとして一般的な6軸の多関節型ロボットであり、その手先2a(先端)に溶接ワイヤ3が配備されている。なお、作業マニピュレータ2は、スライダを備えたものや7軸以上であるものでもよい。
溶接ワイヤ3は、所定長さを有した条材であって、センシング作業時には、作業ワークWとの接触を検知する接触式センサの役目も果たすことができる。例えば、作業マニピュレータ2の手先2aの電極に電流を流し、手先2aを作業ワークWに近づけ、溶接ワイヤ3との接触時における短絡状態を見て、接触したか否かを判断できる。
The work manipulator 2 is a 6-axis multi-joint type robot that is general as a welding robot, and a welding wire 3 is provided on a hand 2a (tip) thereof. Note that the work manipulator 2 may be provided with a slider or may have seven or more axes.
The welding wire 3 is a strip having a predetermined length, and can also serve as a contact-type sensor that detects contact with the work workpiece W during sensing work. For example, it is possible to determine whether or not a contact has occurred by passing a current through the electrode of the hand 2 a of the work manipulator 2, bringing the hand 2 a closer to the work W and looking at the short-circuit state when contacting the welding wire 3.

ところで、上述した「センシング動作」とは、作業マニピュレータ2が適切な位置、姿勢で溶接作業しているつもりでも、実際の作業ワークW情報と教示データとの間に誤差が生じることがあるため、実際に溶接作業をさせる前に溶接ワイヤ3を作業ワークWに接触させて、コンピュータ4上の作業マニピュレータ2や、コンピュータ4上の作業ワークW(つまりワークモデルM)に関する形状や配置、さらにはワークモデルM上におけるセンシング位置P(作業マニピュレータ2の溶接ワイヤ3が、オフライン環境下でワークモデルMに接触する位置)を、修正乃至は再設定する作業のことである。
[センシング動作データを生成する際の問題点]
このセンシング動作を作業マニピュレータ2にさせるためのセンシング動作データは、コンピュータ4上における作業ワークWのモデル(ワークモデルM)にもとづいて作成される。
By the way, the “sensing operation” described above may cause an error between the actual work W information and the teaching data even if the work manipulator 2 intends to perform welding work at an appropriate position and posture. Before actually carrying out the welding operation, the welding wire 3 is brought into contact with the work workpiece W, and the shape and arrangement of the work manipulator 2 on the computer 4, the work workpiece W (that is, the work model M) on the computer 4, and further the work This is an operation of correcting or resetting the sensing position P on the model M (the position where the welding wire 3 of the work manipulator 2 contacts the work model M in an offline environment).
[Problems when generating sensing operation data]
Sensing operation data for causing the work manipulator 2 to perform this sensing operation is created based on a model of the work W on the computer 4 (work model M).

図1、2に示されるように、本実施形態で考える作業ワークWは、基準となる平板材(この上面が後述する基準面Kに相当)から円筒状部材が立設したものであって、この場合、円筒状部材の内周面及び外周面が、作業ワークWにおける円弧部分Cである。
特に図2で示す如く、作業ワークWのワークモデルMは、曲面を有した実際の作業ワークWを多面体、特に平面視においては円弧部分Cを多角形(図2(b)参照)で近似している。これは、ワークモデルMを簡素化することで、コンピュータ4上のCADデータの軽量化や、干渉チェックの演算の高速化等を図るためである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the work W considered in the present embodiment is a cylindrical member erected from a reference flat plate material (this upper surface corresponds to a reference surface K described later), In this case, the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the cylindrical member are arc portions C in the work workpiece W.
In particular, as shown in FIG. 2, the workpiece model M of the work workpiece W approximates an actual work workpiece W having a curved surface with a polyhedron, and in particular, the arc portion C in a plan view is approximated with a polygon (see FIG. 2B). ing. This is because the work model M is simplified to reduce the weight of CAD data on the computer 4 and to increase the speed of calculation of interference check.

また、図2(b)右図に示す如く、ワークモデルMは、実際の作業ワークW上に間隔をあけて存在する点(離散点D)の間を直線で結び、作業ワークWの円弧部分Cを離散点Dを頂点とする多角形で表されている。
このように、実際の作業ワークW上に存在する離散点Dを利用して近似した(つまり、離散点Dで近似した)ワークモデルMを「離散ワークモデルDM」とする。なお、離散ワークモデルDMは、離散点Dを直線で結ばなくとも、スプライン曲線などで結んでもよい。
2B, the work model M connects the points (discrete points D) that are present on the actual work W with a space between them by a straight line. C is represented by a polygon having discrete points D as vertices.
In this way, the work model M approximated by using the discrete points D existing on the actual work W (that is, approximated by the discrete points D) is referred to as a “discrete work model DM”. Note that the discrete work model DM may be connected by a spline curve or the like without connecting the discrete points D with straight lines.

この離散ワークモデルDMを利用して、オフライン環境下で、接触式センサ3を作業ワークWに接触させる教示データを生成する場合を考える。
図3(a)に示す如く、コンピュータ4上で前記離散ワークモデルDMにセンシング位置Pを設定する。
ここで、センシング位置Pとは、具体的には、溶接ワイヤ3が作業ワークW(この場合は、離散ワークモデルDM)に接触する位置とともに、この接触動作時に溶接ワイヤ3が移動する方向を示すベクトル(センシングベクトルSV)や、このときの作業マニピュレータ2の姿勢情報も含む。
Consider a case where teaching data for making the contact sensor 3 come into contact with the work W in an offline environment is generated using the discrete work model DM.
As shown in FIG. 3A, a sensing position P is set on the discrete work model DM on the computer 4.
Here, the sensing position P specifically indicates the direction in which the welding wire 3 moves during the contact operation together with the position at which the welding wire 3 contacts the work workpiece W (in this case, the discrete workpiece model DM). A vector (sensing vector SV) and posture information of the work manipulator 2 at this time are also included.

このようなセンシング位置Pが、円弧部分C(すなわち、離散点D間)に設定されると、仮想線にて示した実際の作業ワークWの内周面から離れた内側にセンシング位置Pが配置されたり、実際の作業ワークWの内周面より外側、つまり実際の作業ワークWの内部にセンシング位置Pが配置されたりすることとなる。
このとき、離散ワークモデルDMを使って、実際の作業ワークWからずれたところにセンシング位置Pが配置されたセンシング動作データが生成されると、作業マニピュレータ2実機を動かして、溶接ワイヤ3を実際の作業ワークWに接触させようとすると、図3(b)に示すように、溶接ワイヤ3が作業ワークWの内壁に届かなかったり、接触式センサ3や作業マニピュレータ2の一部が作業ワークWに干渉(作業ワークWも内壁からめり込む)してしまう。
When such a sensing position P is set in the arc portion C (that is, between the discrete points D), the sensing position P is arranged on the inner side away from the inner peripheral surface of the actual work workpiece W indicated by the virtual line. In other words, the sensing position P is arranged outside the inner peripheral surface of the actual work W, that is, inside the actual work W.
At this time, when the sensing operation data in which the sensing position P is arranged at a position deviated from the actual work W is generated using the discrete work model DM, the work manipulator 2 actual machine is moved to actually connect the welding wire 3. 3B, the welding wire 3 does not reach the inner wall of the work workpiece W, or the contact sensor 3 and a part of the work manipulator 2 are part of the work workpiece W. (Work work W is also sunk from the inner wall).

そのため、このような干渉等の場合には、実際の作業ワークW情報と教示データとの誤差分だけ、教示データにおけるセンシング位置Pを修正し再設定する必要がある。
[本発明におけるセンシング動作データの生成方法:リアルワークモデルの推定]
この状況をふまえ、図6、図7を用いて、本発明に係る作業マニピュレータ2のセンシング動作生成方法を説明する。このセンシング動作生成の処理は、制御盤11に接続されたオフライン教示用のコンピュータ4で行われる。
Therefore, in the case of such interference or the like, it is necessary to correct and reset the sensing position P in the teaching data by an amount corresponding to the error between the actual work workpiece W information and the teaching data.
[Method for Generating Sensing Operation Data in the Present Invention: Real Work Model Estimation]
Based on this situation, a sensing operation generation method of the work manipulator 2 according to the present invention will be described with reference to FIGS. This sensing operation generation process is performed by the off-line teaching computer 4 connected to the control panel 11.

なお、センシング動作生成装置1は、本発明に係るセンシング動作生成方法を実行するためのコンピュータプログラム(センシング動作生成プログラム)を有している。
センシング動作生成プログラムは、図6のフローチャートに示されたように、センシング動作データを生成する処理をコンピュータ4にさせるために、コンピュータ4に読み取り可能な形式のデータとして記録媒体(図示省略)に記録している。
The sensing operation generation device 1 has a computer program (sensing operation generation program) for executing the sensing operation generation method according to the present invention.
As shown in the flowchart of FIG. 6, the sensing operation generation program is recorded on a recording medium (not shown) as data in a format that can be read by the computer 4 in order to cause the computer 4 to perform processing for generating sensing operation data. is doing.

ステップS1(データ生成ステップ)において、図6に示した如く、溶接ワイヤ3と作業ワークWとが接触するセンシング位置Pを、まずは離散ワークモデルDM上で3点を指定する。
ステップS2において、指定した3つのセンシング位置Pすべてが、離散ワークモデルDM上の離散点Dと一致するかを判断する(離散点判断ステップ)。
In step S1 (data generation step), as shown in FIG. 6, first, the sensing position P where the welding wire 3 and the work W are in contact is designated on the discrete work model DM.
In step S2, it is determined whether all the designated three sensing positions P coincide with the discrete points D on the discrete work model DM (discrete point determination step).

すべてのセンシング位置Pが離散点Dと不一致であると判断された場合には、処理はステップS3へ移される。また、そうでない場合は処理は終了する。
ステップS3(モデル推定ステップ)において、離散ワークモデルDMに溶接ワイヤ3が接触する接触面Tと基準面K(平板材の上面)との交線(エッジE)を抽出し、このエッジEの端点EPのすべて(6つ)を通る円弧RCを、リアルワークモデルRMとして抽出する。
If it is determined that all sensing positions P do not match the discrete points D, the process proceeds to step S3. Otherwise, the process ends.
In step S3 (model estimation step), an intersection line (edge E) between the contact surface T with which the welding wire 3 comes into contact with the discrete workpiece model DM and the reference surface K (upper surface of the flat plate material) is extracted. An arc RC passing through all (six) EPs is extracted as a real work model RM.

このリアルワークモデルRMとは、作業ワークWの円弧部分Cをほぼ忠実に再現するワークモデルMのことであり、コンピュータ4上に設定されたモデルである。このリアルワークモデルRMを基にセンシング動作データの再設定などが可能である。
次に、ステップS4(再設定ステップ)において、抽出したリアルワークモデルRM上に、あらためてセンシング位置Pを再設定し、この再設定したセンシング位置Pを含むように、センシング動作データを再び生成する。
The real work model RM is a work model M that faithfully reproduces the arc portion C of the work work W, and is a model set on the computer 4. Sensing operation data can be reset based on the real work model RM.
Next, in step S4 (resetting step), the sensing position P is reset on the extracted real work model RM, and sensing operation data is generated again so as to include the reset sensing position P.

以下、ステップS1〜ステップS4の詳細を説明する。
ステップS1では、まず作業マニピュレータ2及び作業ワークWの幾何学的形状と配置との幾何学データから、コンピュータ4上で離散ワークモデルDMを生成する。
次に、センシング動作指定手段M1(データ生成手段)によって、生成された離散ワークモデルDM上に溶接ワイヤ3のセンシング位置Pが3つ指定される。
Details of step S1 to step S4 will be described below.
In step S <b> 1, first, a discrete work model DM is generated on the computer 4 from the geometric data of the geometric shape and arrangement of the work manipulator 2 and work work W.
Next, three sensing positions P of the welding wire 3 are specified on the generated discrete work model DM by the sensing operation specifying means M1 (data generating means).

これらのセンシング位置Pは、マウスやキーボードにてコンピュータ4上の規定項目を指定する、又はデータベースを検索するなど、蓄積されたデータに基づいてセンシング動作データを生成することで指定される。
ここで、教示データと実際の作業ワークWの形状、位置及び姿勢との誤差があり(図2参照)、上述したように、実際の作業ワークWに溶接ワイヤ3を接触させる前に、センシング動作データを修正する必要がある。
These sensing positions P are designated by generating sensing operation data based on accumulated data, such as designating specified items on the computer 4 with a mouse or a keyboard, or searching a database.
Here, there is an error between the teaching data and the shape, position, and orientation of the actual work workpiece W (see FIG. 2). As described above, the sensing operation is performed before the welding wire 3 is brought into contact with the actual work workpiece W. The data needs to be corrected.

そこでステップS2では、オフライン環境下で、離散点判断手段M2によって指定した3つのセンシング位置Pが、離散ワークモデルDM上の離散点Dと一致するかを判断することとなる。
離散点判断手段M2が3つのセンシング位置Pが離散点Dと一致しないと判断した場合には、処理は次のステップS3へ移る。
In step S2, therefore, it is determined whether the three sensing positions P designated by the discrete point determination means M2 match the discrete points D on the discrete work model DM in an offline environment.
When the discrete point determination means M2 determines that the three sensing positions P do not coincide with the discrete points D, the process proceeds to the next step S3.

なお、3つのセンシング位置Pが離散点Dと一致する場合、つまり溶接ワイヤ3が実際の作業ワークW上にある離散点Dに接触する場合には、最初に設定した3つのセンシング位置Pを通る円を計算すれば、教示データと実際の作業ワークWとの間の誤差は生じず、以下に示すリアルワークモデルRMの推定やセンシング位置Pの再設定をしなくとも、上述した干渉等は起こらないため、適切なセンシング動作データを生成できていることとなる。   When the three sensing positions P coincide with the discrete points D, that is, when the welding wire 3 contacts the discrete points D on the actual work W, the three sensing positions P set first are passed. If the circle is calculated, an error between the teaching data and the actual work W does not occur, and the above-described interference or the like does not occur without estimating the real work model RM and resetting the sensing position P described below. Therefore, appropriate sensing operation data can be generated.

ステップS3では、モデル推定手段M3によって、接触面Tと基準面KとのエッジEにおける端点EPを通る円RCを、リアルワークモデルRMとして抽出する。
図4(a)、(b)に示すように、離散ワークモデルDMに3つのセンシング位置P(最初に設定したセンシング位置P1)を設定することによって、コンピュータ4上で、各センシング位置Pに対応する溶接ワイヤ3が接触する接触面Tがそれぞれ決まる(各センシング位置Pに対して一意に抽出できる)。そして、これらの接触面Tと、これらの接触面Tが立設する基準面K(平板材の上面)との交線(エッジE)もそれぞれ抽出できる。
In step S3, the model estimation means M3 extracts a circle RC passing through the end point EP at the edge E between the contact surface T and the reference surface K as a real work model RM.
As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), by setting three sensing positions P (initially set sensing positions P1) in the discrete work model DM, the computer 4 corresponds to each sensing position P. The contact surface T with which the welding wire 3 to be contacted is determined (can be uniquely extracted for each sensing position P). And the intersection line (edge E) of these contact surfaces T and the reference surface K (upper surface of a flat plate material) standing by these contact surfaces T can also be extracted.

次に、図4(c)、(d)に示す如く、抽出したエッジEの端点EPすべて(6つ)を通る1つの円RCを、リアルワークモデルRMとして抽出する。
[本発明におけるセンシング動作データの生成方法:リアルワークモデルに基づくセンシング動作データの再設定]
ステップ4では、再設定手段M4によって、リアルワークモデルRM上にセンシング位置Pを再設定し、再設定した後のセンシング位置P2を含むセンシング動作データを生成する。
Next, as shown in FIGS. 4C and 4D, one circle RC passing through all the end points EP of the extracted edge E (six) is extracted as a real work model RM.
[Method for Generating Sensing Operation Data in the Present Invention: Resetting Sensing Operation Data Based on Real Work Model]
In step 4, the resetting means M4 resets the sensing position P on the real work model RM, and generates sensing operation data including the sensing position P2 after the resetting.

このセンシング位置P2への再設定は、最初に設定したセンシング位置P1を利用して行われる。
例えば、図5(a)、(b)に示すように、最初のセンシング位置P1を通り、リアルワークモデルRMである円の円弧中心Oから、円の径外方向に沿って延びる直線Lを設定する。この直線Lが、リアルワークモデルRMの円と交わる点を、新たなセンシング位置P2として再設定する。
The resetting to the sensing position P2 is performed using the sensing position P1 set first.
For example, as shown in FIGS. 5A and 5B, a straight line L passing through the first sensing position P1 and extending from the arc center O of the circle, which is the real work model RM, along the radially outward direction of the circle is set. To do. A point where the straight line L intersects with the circle of the real work model RM is reset as a new sensing position P2.

最初のセンシング位置P1は、離散ワークモデルDM上に3つ設定されていたことから、再設定されたセンシング位置P2も、リアルワークモデルRM上に3つ設けられることとなる。
ここで、リアルワークモデルRMは、実際の作業ワークWの形状に沿うように、離散点D間を補間したものであるから、リアルワークモデルRM上においたセンシング位置P2は、実際の作業ワークW上に位置することとなる。
Since three initial sensing positions P1 are set on the discrete work model DM, three reset sensing positions P2 are also provided on the real work model RM.
Here, since the real work model RM is obtained by interpolating between the discrete points D so as to follow the shape of the actual work workpiece W, the sensing position P2 on the real work model RM is the actual work workpiece W. It will be located above.

したがって、作業マニピュレータ2実機を動かさなくとも、オフライン環境下で、溶接ワイヤ3が実際の作業ワークWに接触しうるセンシング位置Pを設定でき、適切なセンシング動作データを自動で生成することが可能となる。
なお、上述のセンシング位置P2の再設定は、以下に示す手順で行われていてもよい。
図5(a)、(c)に示すように、最初のセンシング位置P1を通り、再設定前における溶接ワイヤ3の移動方向(センシングベクトルSV)に沿って円の径外方向に延びる直線L’を設定する。この直線L’とリアルワークモデルRMとが交わる点を、再設定されたセンシング位置P2とする。
Therefore, the sensing position P at which the welding wire 3 can come into contact with the actual work W can be set in an offline environment without moving the actual work manipulator 2, and appropriate sensing operation data can be automatically generated. Become.
Note that the above-described resetting of the sensing position P2 may be performed according to the following procedure.
As shown in FIGS. 5A and 5C, a straight line L ′ that passes through the first sensing position P1 and extends in the radially outward direction of the circle along the moving direction (sensing vector SV) of the welding wire 3 before resetting. Set. A point where the straight line L ′ intersects with the real work model RM is set as a reset sensing position P2.

この場合も同様に、リアルワークモデルRM上においたセンシング位置P2は、実際の作業ワークW上に位置することとなる。
したがって、オフライン環境下で適切なセンシング動作データを自動で生成することができる。
上述したように、センシング動作についてステップS1〜ステップS4を行うことで、自動で適切なセンシング位置Pを指示するセンシング動作データの生成がオフライン環境下で可能となり、このセンシング動作データを作業マニピュレータ2実機に適用すれば、作業オペレータによる修正、再設定が不要となり、作業ワークWの円弧部分Cにおける中心位置の補正値検出が確実に行えるとともに、教示作業負担の低減が図れる。
Similarly in this case, the sensing position P2 placed on the real work model RM is located on the actual work work W.
Therefore, appropriate sensing operation data can be automatically generated in an offline environment.
As described above, by performing Steps S1 to S4 for the sensing operation, it is possible to automatically generate sensing operation data indicating the appropriate sensing position P in an offline environment, and this sensing operation data is used as the actual work manipulator 2 machine. If it is applied to, the correction and resetting by the work operator are not required, the correction value of the center position in the arc portion C of the work workpiece W can be reliably detected, and the teaching work load can be reduced.

本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。センシング動作生成装置1等の各構成又は全体の構造、形状、寸法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
作業マニピュレータ2のセンシング動作生成装置1は、離散点判断手段M2によって、センシング位置Pが離散点Dと一致するかを判断したが、離散点判断手段M2を有さない、つまり、センシング位置Pが離散点Dと一致するか否かにかかわらず、必ずリアルワークモデルRMの推定を行うものとしてもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above. Each configuration of the sensing operation generation device 1 or the like, or the overall structure, shape, dimensions, and the like can be appropriately changed in accordance with the spirit of the present invention.
The sensing operation generation device 1 of the work manipulator 2 determines whether the sensing position P matches the discrete point D by the discrete point determination unit M2, but does not have the discrete point determination unit M2, that is, the sensing position P is Regardless of whether or not it coincides with the discrete point D, the real work model RM may always be estimated.

作業マニピュレータ2は、溶接用のマニピュレータに限らず、塗装用、組立用など各種マニピュレータでもかまわない。
接触式センサ3は、ワイヤに電流を流し接触時における短絡状態を見る接触式の溶接ワイヤに限らず、ロードセルを備えた荷重検出センサであってもよい。
再設定手段M4は、再設定前のセンシング位置P1と円弧中心Oとを結ぶ等して、リアルワークモデルRM上にセンシング位置P2を再設定したが、再設定前のセンシング位置P1に最も近いリアルワークモデルRM上の点を、再設定したセンシング位置P2としてもよい。
The work manipulator 2 is not limited to a manipulator for welding, and various manipulators such as for painting and assembling may be used.
The contact-type sensor 3 is not limited to a contact-type welding wire in which a current is passed through the wire to check a short-circuit state at the time of contact, and may be a load detection sensor having a load cell.
The resetting means M4 resets the sensing position P2 on the real work model RM by connecting the sensing position P1 before resetting and the arc center O, but the real position closest to the sensing position P1 before resetting is reset. A point on the work model RM may be set as the reset sensing position P2.

1 センシング動作生成装置
2 作業マニピュレータ
3 接触式センサ(溶接ワイヤ)
4 コンピュータ
W 作業ワーク
C 作業ワークの円弧部分
D 離散点
DM 離散ワークモデル
RM リアルワークモデル
T 接触面
K 基準面
E 接触面と基準面との交線(エッジ)
EP エッジの端点
RC エッジの端点を通る円弧
P センシング位置
O 円弧中心
P1 再設定される前のセンシング位置
P2 再設定されたセンシング位置
M1 センシング動作指定手段(データ生成手段)
M2 離散点判断手段
M3 モデル推定手段
M4 再設定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensing action production | generation apparatus 2 Work manipulator 3 Contact type sensor (welding wire)
4 Computer W Work work C Arc part of work work D Discrete point DM Discrete work model RM Real work model T Contact surface K Reference surface E Intersection line (edge) between contact surface and reference surface
EP Edge point RC Arc passing through edge point P Sensing position O Arc center P1 Sensing position before resetting P2 Sensing position resetting M1 Sensing operation designating means (data generating means)
M2 discrete point judging means M3 model estimating means M4 resetting means

Claims (16)

円弧部分を有する作業ワークに接触可能な接触式センサを備えた作業マニピュレータがセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成するセンシング動作生成方法であって、
前記作業ワークの円弧部分が離散点で近似された離散ワークモデルにもとづいて、前記離散点間が補間されたリアルワークモデルを推定し、
前記推定されたリアルワークモデルをもとに作業マニピュレータのセンシング動作データを生成することを特徴とする作業マニピュレータのセンシング動作生成方法。
A sensing operation generation method for generating sensing operation data used when a work manipulator including a contact sensor capable of contacting a work workpiece having an arc portion performs a sensing operation,
Based on a discrete work model in which the arc part of the work piece is approximated by discrete points, a real work model in which the discrete points are interpolated is estimated,
A sensing operation generation method for a work manipulator, wherein sensing operation data of the work manipulator is generated based on the estimated real work model.
前記リアルワークモデルの推定に際しては、前記離散点間を円弧形状により補間することを特徴とする請求項1に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成方法。   The method for generating a sensing operation of a work manipulator according to claim 1, wherein the real work model is estimated by interpolating between the discrete points with an arc shape. 前記リアルワークモデルの推定に際しては、前記離散ワークモデルに接触式センサが接触する接触面を抽出し、抽出された接触面と当該接触面が立設する基準面との交線を抽出し、抽出された交線の端点を通る円弧を、前記リアルワークモデルとして抽出することを特徴とする請求項1又は2に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成方法。   When estimating the real work model, a contact surface where a contact-type sensor contacts the discrete work model is extracted, and an intersection line between the extracted contact surface and a reference surface on which the contact surface is erected is extracted and extracted. 3. The method for generating a sensing operation of a work manipulator according to claim 1, wherein an arc passing through the end point of the intersecting line is extracted as the real work model. 前記離散ワークモデルが、前記離散点を頂点とする多角形で構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成方法。   The method for generating a sensing operation of a work manipulator according to claim 1, wherein the discrete work model is configured by a polygon having the discrete points as vertices. 前記センシング動作データの生成に際しては、前記離散ワークモデルに接触式センサが接触するセンシング位置を求め、求めたセンシング位置をリアルワークモデル上に再設定し、前記再設定されたセンシング位置を含むようにセンシング動作データを生成することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成方法。   When generating the sensing operation data, a sensing position where a contact-type sensor contacts the discrete work model is obtained, the obtained sensing position is reset on the real work model, and the reset sensing position is included. 5. A sensing operation generation method for a work manipulator according to claim 1, wherein the sensing operation data is generated. 前記センシング動作データの生成に際しては、再設定される前のセンシング位置を通り且つ前記離散点間を円弧形状により補間したリアルワークモデルの円弧中心から径外方向へのびる直線が前記リアルワークモデルと交わる点を、センシング位置として再設定することを特徴とする請求項5に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成方法。   When generating the sensing operation data, a straight line extending radially outward from the arc center of the real work model passing through the sensing position before being reset and interpolating between the discrete points by an arc shape intersects the real work model. The method according to claim 5, wherein the point is reset as a sensing position. 前記センシング動作データの生成に際しては、再設定される前のセンシング位置を通り且つ前記接触式センサの移動方向に重なる直線が前記リアルワークモデルと交わる点を、センシング位置として再設定することを特徴とする請求項5に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成方法。   When generating the sensing operation data, a point where a straight line that passes through the sensing position before being reset and overlaps the moving direction of the contact sensor intersects the real work model is reset as the sensing position, The method for generating a sensing operation of the work manipulator according to claim 5. 前記離散ワークモデルに接触式センサが接触するセンシング位置が、離散点と一致するかを判断し、
前記センシング位置が離散点と不一致と判断された場合に、前記リアルワークモデルを推定することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成方法。
Determining whether a sensing position at which the contact sensor contacts the discrete work model matches a discrete point;
The method for generating a sensing operation of a work manipulator according to claim 1, wherein the real work model is estimated when the sensing position is determined to be inconsistent with a discrete point.
円弧部分を有する作業ワークに接触可能な接触式センサを備えた作業マニピュレータがセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成するセンシング動作生成装置であって、
前記作業ワークの円弧部分が離散点で近似された離散ワークモデルにもとづいて、前記離散点間が補間されたリアルワークモデルを推定するモデル推定手段と、
前記推定されたリアルワークモデルをもとに作業マニピュレータのセンシング動作データを生成するデータ生成手段とを有していることを特徴とする作業マニピュレータのセンシング動作生成装置。
A sensing operation generation device that generates sensing operation data used when a work manipulator including a contact sensor capable of contacting a work workpiece having an arc portion performs a sensing operation,
Model estimation means for estimating a real work model interpolated between the discrete points based on a discrete work model in which the arc portion of the work piece is approximated by discrete points;
A sensing operation generation device for a work manipulator, comprising: data generation means for generating sensing operation data of the work manipulator based on the estimated real work model.
前記モデル推定手段は、前記離散点間を円弧形状により補間するように構成されていることを特徴とする請求項9に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成装置。   10. The sensing operation generation device for a work manipulator according to claim 9, wherein the model estimation unit is configured to interpolate between the discrete points by an arc shape. 前記モデル推定手段は、前記離散ワークモデルに接触式センサが接触する接触面を抽出し、抽出された接触面と当該接触面が立設する基準面との交線を抽出し、抽出された交線の端点を通る円弧を、前記リアルワークモデルとして抽出するように構成されていることを特徴とする請求項9又は10に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成装置。   The model estimation means extracts a contact surface where a contact-type sensor contacts the discrete workpiece model, extracts an intersection line between the extracted contact surface and a reference surface on which the contact surface is erected, and extracts the extracted intersection. The sensing operation generation device for a work manipulator according to claim 9 or 10, wherein an arc passing through an end point of a line is extracted as the real work model. 前記離散ワークモデルが、前記離散点を頂点とする多角形で構成されていることを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成装置。   The sensing operation generation device for a work manipulator according to any one of claims 9 to 11, wherein the discrete work model is formed of a polygon having the discrete points as vertices. 前記データ生成手段は、前記離散ワークモデルに接触式センサが接触するセンシング位置を求め、求めたセンシング位置をリアルワークモデル上に再設定し、前記再設定されたセンシング位置を含むようにセンシング動作データを生成するように構成されていることを特徴とする請求項9〜12のいずれかに記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成装置。   The data generation means obtains a sensing position where a contact sensor contacts the discrete work model, resets the obtained sensing position on the real work model, and includes sensing operation data so as to include the reset sensing position. The sensing operation generation device for a work manipulator according to any one of claims 9 to 12, characterized in that: 前記データ生成手段は、再設定される前のセンシング位置を通り且つ前記離散点間を円弧形状により補間したリアルワークモデルの円弧中心から径外方向へのびる直線が前記リアルワークモデルと交わる点を、センシング位置として再設定するように構成されていることを特徴とする請求項13に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成装置。   The data generation means, the point where the straight line extending from the arc center of the real work model passing through the sensing position before resetting and interpolating between the discrete points by an arc shape intersects the real work model, The sensing operation generating device for a work manipulator according to claim 13, wherein the sensing operation generating device is configured to reset the sensing position. 前記データ生成手段は、再設定される前のセンシング位置を通り且つ前記接触式センサの移動方向に重なる直線が前記リアルワークモデルと交わる点を、センシング位置として再設定するように構成されていることを特徴とする請求項13に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成装置。   The data generation means is configured to reset as a sensing position a point that passes through the sensing position before being reset and overlaps with the movement direction of the contact sensor intersects the real work model. The sensing operation generation device for a work manipulator according to claim 13. 前記離散ワークモデルに接触式センサが接触するセンシング位置が、離散点と一致するかを判断する離散点判断手段を有し、
前記モデル推定手段は、前記離散点判断手段でセンシング位置が離散点と不一致と判断された場合に、前記リアルワークモデルを推定するように構成されていることを特徴とする請求項9〜15のいずれかに記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成装置。
A discrete point judging means for judging whether a sensing position at which the contact sensor contacts the discrete work model coincides with a discrete point;
The said model estimation means is comprised so that the said real work model may be estimated when a sensing position is judged to be inconsistent with a discrete point by the said discrete point judgment means. A sensing operation generation device for a work manipulator according to any one of the above.
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