JP2019529132A - コーティングロボットの最適化法及びこれに対応するコーティングシステム - Google Patents
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Abstract
Description
Pn=(XPn,YPn,ZPn,XRn,YRn,ZRn)
RKn,m=(a1,…,a7)
PQn,m=f(dn,m,Wn,m)
SQn,m=f(SMAX、VMAX、aMAX)
[付記1]
コーティング対象の部品表面の上方で塗布装置(7)をガイドするコーティングロボット(1)の最適移動経路(B)を算出するための最適化法であって、
a)経路点データから前記移動経路(B)の連続経路点(P1−P6)を定義する工程であって、各前記経路点の前記経路点データが、
a1)第1に、各前記経路点(Pn)での前記塗布装置(7)の基準点(TCP)の(特に、塗料衝突点の)空間的位置(XPn、YPn、ZPn)を少なくとも部分的に定義し、
a2)第2に、各前記経路点(Pn)での前記塗布装置(7)の空間的向き(XRn、YRn、ZRn)を少なくとも部分的に定義する、工程と、
b)前記移動経路(B)の個々の前記経路点について可能なロボット配置を算出する工程であって、
b1)各前記ロボット配置は、全ロボット軸(A1−A7)の全軸位置(a1−a7)を含み、
b2)前記経路点(P1−P6)の少なくともいくつかが、それぞれ、任意で、複数の異なる前記ロボット配置により達成可能である、工程と、
を備え、
c)個々の前記経路点の異なる可能な前記ロボット配置のそれぞれについて個々に経路点関連品質値(PQn,m)を算出する工程であって、各前記ロボット配置毎に前記品質値(PQn,m)が1つ割り振られるように行われる、工程と、
d)異なる可能な前記ロボット配置の前記経路点関連品質値(PQn,m)に基づいて個々の前記経路点について可能な前記ロボット配置の1つを選択する工程と、
をさらに備える、最適化法。
前記経路点関連品質値を算出する前記工程は、
a)前記コーティングロボットを囲む干渉輪郭を定義する工程であって、前記干渉輪郭が、好ましくは、以下の物品、
a1)前記コーティングロボット(1)を囲むコーティングブースの壁及び床、
a2)隣接する複数のコーティングロボット、
a3)隣接する複数のハンドリングロボット、
a4)コーティング対象の部品、
の外面形状に相当する、工程と、
b)前記コーティングロボット(1)の外面形状を定義する工程と、
c)予め定義された前記干渉輪郭と前記コーティングロボット(1)の前記外面形状とに基づいて個々の前記ロボット配置について前記品質値(PQn,m)を算出する工程と、
を備える、
付記1に記載の最適化法。
a)個々の前記ロボット配置に対する前記経路点関連品質値(PQn,m)は当該ロボット配置が前記干渉輪郭との衝突をまねくか否かを示し、及び/又は、
b)個々の前記ロボット配置に対する前記経路点関連品質値(PQn,m)は前記コーティングロボット(1)の前記外面形状と前記干渉輪郭との間の最小間隔(dn,m)を示す、
付記2に記載の最適化法。
a)前記経路点関連品質値(PQn,m)は各前記経路点(Pn)での前記コーティングロボット(1)の可操作性を表し、
b)前記可操作性(Wn,m)は前記コーティングロボット(1)が前記経路点(Pn)で異なる前記ロボット配置を取ることができる程度を表し、単一のロボット位置での前記可操作性(Wn,m)はゼロである、
付記1から3のいずれか1つに記載の最適化法。
a)前記ロボット配置の異なる可能なシーケンス(Sn,m)を算出する工程であって、前記コーティングロボット(1)は、前記ロボットの配置の前記シーケンス(Sn,m)の逐次的実行の際に、所定の前記移動経路(B)に沿って、各所定の前記空間的位置と各所定の前記空間的向きとで、前記塗布装置(7)をガイドする、工程と、
b)前記ロボット配置の異なる可能な前記シーケンスについてシーケンス関連品質値(SQn,m)を算出する工程であって、各前記シーケンス(Sn,m)毎に前記シーケンス関連品質値(SQn,m)が1つ割り振られる、工程と、
c)前記シーケンス関連品質値(SQn,m)に基づいて前記ロボット配置の異なる可能な前記シーケンス(Sn,m)の1つを選択する工程と、
を備える、
付記1から4のいずれか1つに記載の最適化法。
a)前記シーケンス関連品質値(SQn,m)は前記ロボット配置の前記シーケンスの連続するロボット配置の間での必要軸移動距離(SMAX)を表し、
b)前記ロボット配置の可能な前記シーケンス(Sn,m)の1つを選択する前記工程は、前記連続するロボット配置の間での前記必要軸移動距離(SMAX)が最小化されるように、実行される、
付記5に記載の最適化法。
a)前記シーケンス関連品質値(SQn,m)は前記ロボット配置の前記シーケンス(Sn,m)の前記連続するロボット配置の間での必要軸速度(VMAX)を表し、
b)前記ロボット配置の可能な前記シーケンス(Sn,m)の1つを選択する前記工程は、前記連続するロボット配置の間での前記必要軸速度(VMAX)が最小化されるように、実行される、
付記5又は6に記載の最適化法。
a)前記シーケンス関連品質値(SQn,m)は前記ロボット配置の前記シーケンスの前記連続するロボット配置の間での必要軸加速度(aMAX)を表し、
b)前記ロボット配置の可能な前記シーケンス(Sn,m)の1つを選択する前記工程は、前記連続するロボット配置の間での前記必要軸加速度(aMAX)が最小化されるように、実行される、
付記5から7のいずれか1つに記載の最適化法。
前記シーケンス関連品質値(SQn,m)は前記塗布装置(7)のどの回転があるシーケンス(Sn,m)中の前記経路点(P1−P6)の間で必要であるかを示す、
付記5から8のいずれか1つに記載の最適化法。
a)個々の前記経路点の前記経路点データは、前記塗布装置のスプレー軸を中心とする前記塗布装置(7)の回転についてではなく、前記スプレー軸の向きについてのみ、前記塗布装置(7)の前記空間的向きを定義する、又は、
b)個々の前記経路点の前記経路点データは、前記塗布装置のスプレー軸を中心とする前記塗布装置(7)の回転及び前記スプレー軸の向きの両方について、前記塗布装置(7)の前記空間的向きを定義する、
付記1から9のいずれか1つに記載の最適化法。
a)所定の前記移動経路(B)上で次に来る前記経路点に対する前記ロボット配置のみが最適化され、
b)前の前記経路点の既に最適化された前記ロボット配置は、もはや最適化できないものの、前記シーケンス関連品質値(SQn,m)の算出の基準にできる、
付記1から10のいずれか1つに記載の最適化法。
a)コーティング媒体を塗布するための塗布装置(7)、特に、塗料を吹き付けるための回転噴霧器と、
b)前記塗布装置(7)をガイドするための多軸冗長コーティングロボット(1)と、
c)前記塗布装置(7)が所定の移動経路(B)に沿って移動するように、前記コーティングロボット(1)を制御するためのロボット制御システム(10)であって、
c1)前記移動経路(B)は複数の連続する経路点(P1−P6)についての経路点データにより定義され、
c2)各前記経路点(Pn)についての前記経路点データは、第1に、各前記経路点(Pn)での前記塗布装置(7)の空間的向きを定義し、且つ、第2に、各前記経路点(Pn)での前記塗布装置(7)の基準点(TCP)の(特に、塗料衝突点の)空間的位置を定義する、
ロボット制御システム(10)と、
d)前記移動経路(B)の個々の前記経路点に対する可能なロボット配置を算出するためのコンピューターユニット(12)であって、
d1)各前記ロボット配置は、全ロボット軸(A1−A7)の全軸位置(a1−a7)を含み、
d2)前記経路点(P1−P6)の少なくともいくつかが、それぞれ、任意で、複数の異なる前記ロボット配置により達成可能である、
コンピューターユニット(12)と、
を備え、
e)前記コンピューターユニット(12)は、個々の前記経路点の異なる可能な前記ロボット配置のそれぞれについて個々に経路点関連品質値(PQn,m)を算出し、各前記ロボット配置毎に前記品質値(PQn,m)が1つ割り振られ、
f)前記コンピューターユニット(12)は、異なる可能な前記ロボット配置の前記経路点関連品質値(PQn,m)に基づいて個々の前記経路点について可能な前記ロボット配置の1つを選択する、
部品をコーティングするためのコーティングシステム、特に、自動車車体部品を塗装するための塗装システム。
a)前記コンピューターユニット(12)は、前記ロボット配置の異なる可能なシーケンス(Sn,m)を算出し、前記コーティングロボット(1)は、前記ロボットの配置の前記シーケンス(Sn,m)の逐次的実行の際に、各所定の前記空間的位置と各所定の前記空間的向きとで、前記塗布装置(7)をガイドし、
b)前記コンピューターユニット(12)は、前記ロボット配置の異なる可能な前記シーケンス(Sn,m)についてシーケンス関連品質値(SQn,m)を算出し、各前記シーケンス(Sn,m)毎に前記シーケンス関連品質値(SQn,m)が1つ割り振られ、
c)前記コンピューターユニット(12)は、前記シーケンス関連品質値(SQn,m)に基づいて前記ロボット配置の異なる可能な前記シーケンス(Sn,m)の1つを選択する、
付記12に記載のコーティングシステム。
2 ロボットベース
3 回転可能ロボット要素
4 近位ロボットアーム(「アーム1」)
5 遠位ロボットアーム(「アーム2」)
6 ロボットハンド軸
7 回転噴霧器
8 スプレージェット軸
9 リニアカラーチェンジャー
10 ロボット制御システム
11 プログラム装置
12 コンピューターユニット
A1−A7 ロボット軸
B プログラムされたロボット経路
P1−P6 経路点
TCP プログラムされた塗料衝突点(ツール中心点)
Claims (13)
- コーティング対象の部品表面の上方で塗布装置(7)をガイドするコーティングロボット(1)の最適移動経路(B)を算出するための最適化法であって、
a)経路点データから前記移動経路(B)の連続経路点(P1−P6)を定義する工程であって、各前記経路点の前記経路点データが、
a1)第1に、各前記経路点(Pn)での前記塗布装置(7)の基準点(TCP)の(特に、塗料衝突点の)空間的位置(XPn、YPn、ZPn)を少なくとも部分的に定義し、
a2)第2に、各前記経路点(Pn)での前記塗布装置(7)の空間的向き(XRn、YRn、ZRn)を少なくとも部分的に定義する、工程と、
b)前記移動経路(B)の個々の前記経路点について可能なロボット配置を算出する工程であって、
b1)各前記ロボット配置は、全ロボット軸(A1−A7)の全軸位置(a1−a7)を含み、
b2)前記経路点(P1−P6)の少なくともいくつかが、それぞれ、任意で、複数の異なる前記ロボット配置により達成可能である、工程と、
を備え、
c)個々の前記経路点の異なる可能な前記ロボット配置のそれぞれについて個々に経路点関連品質値(PQn,m)を算出する工程であって、各前記ロボット配置毎に前記品質値(PQn,m)が1つ割り振られるように行われる、工程と、
d)異なる可能な前記ロボット配置の前記経路点関連品質値(PQn,m)に基づいて個々の前記経路点について可能な前記ロボット配置の1つを選択する工程と、
をさらに備える、最適化法。 - 前記経路点関連品質値を算出する前記工程は、
a)前記コーティングロボットを囲む干渉輪郭を定義する工程であって、前記干渉輪郭が、好ましくは、以下の物品、
a1)前記コーティングロボット(1)を囲むコーティングブースの壁及び床、
a2)隣接する複数のコーティングロボット、
a3)隣接する複数のハンドリングロボット、
a4)コーティング対象の部品、
の外面形状に相当する、工程と、
b)前記コーティングロボット(1)の外面形状を定義する工程と、
c)予め定義された前記干渉輪郭と前記コーティングロボット(1)の前記外面形状とに基づいて個々の前記ロボット配置について前記品質値(PQn,m)を算出する工程と、
を備える、
請求項1に記載の最適化法。 - a)個々の前記ロボット配置に対する前記経路点関連品質値(PQn,m)は当該ロボット配置が前記干渉輪郭との衝突をまねくか否かを示し、及び/又は、
b)個々の前記ロボット配置に対する前記経路点関連品質値(PQn,m)は前記コーティングロボット(1)の前記外面形状と前記干渉輪郭との間の最小間隔(dn,m)を示す、
請求項2に記載の最適化法。 - a)前記経路点関連品質値(PQn,m)は各前記経路点(Pn)での前記コーティングロボット(1)の可操作性を表し、
b)前記可操作性(Wn,m)は前記コーティングロボット(1)が前記経路点(Pn)で異なる前記ロボット配置を取ることができる程度を表し、単一のロボット位置での前記可操作性(Wn,m)はゼロである、
請求項1から3のいずれか1項に記載の最適化法。 - a)前記ロボット配置の異なる可能なシーケンス(Sn,m)を算出する工程であって、前記コーティングロボット(1)は、前記ロボットの配置の前記シーケンス(Sn,m)の逐次的実行の際に、所定の前記移動経路(B)に沿って、各所定の前記空間的位置と各所定の前記空間的向きとで、前記塗布装置(7)をガイドする、工程と、
b)前記ロボット配置の異なる可能な前記シーケンスについてシーケンス関連品質値(SQn,m)を算出する工程であって、各前記シーケンス(Sn,m)毎に前記シーケンス関連品質値(SQn,m)が1つ割り振られる、工程と、
c)前記シーケンス関連品質値(SQn,m)に基づいて前記ロボット配置の異なる可能な前記シーケンス(Sn,m)の1つを選択する工程と、
を備える、
請求項1から4のいずれか1項に記載の最適化法。 - a)前記シーケンス関連品質値(SQn,m)は前記ロボット配置の前記シーケンスの連続するロボット配置の間での必要軸移動距離(SMAX)を表し、
b)前記ロボット配置の可能な前記シーケンス(Sn,m)の1つを選択する前記工程は、前記連続するロボット配置の間での前記必要軸移動距離(SMAX)が最小化されるように、実行される、
請求項5に記載の最適化法。 - a)前記シーケンス関連品質値(SQn,m)は前記ロボット配置の前記シーケンス(Sn,m)の前記連続するロボット配置の間での必要軸速度(VMAX)を表し、
b)前記ロボット配置の可能な前記シーケンス(Sn,m)の1つを選択する前記工程は、前記連続するロボット配置の間での前記必要軸速度(VMAX)が最小化されるように、実行される、
請求項5又は6に記載の最適化法。 - a)前記シーケンス関連品質値(SQn,m)は前記ロボット配置の前記シーケンスの前記連続するロボット配置の間での必要軸加速度(aMAX)を表し、
b)前記ロボット配置の可能な前記シーケンス(Sn,m)の1つを選択する前記工程は、前記連続するロボット配置の間での前記必要軸加速度(aMAX)が最小化されるように、実行される、
請求項5から7のいずれか1項に記載の最適化法。 - 前記シーケンス関連品質値(SQn,m)は前記塗布装置(7)のどの回転があるシーケンス(Sn,m)中の前記経路点(P1−P6)の間で必要であるかを示す、
請求項5から8のいずれか1項に記載の最適化法。 - a)個々の前記経路点の前記経路点データは、前記塗布装置のスプレー軸を中心とする前記塗布装置(7)の回転についてではなく、前記スプレー軸の向きについてのみ、前記塗布装置(7)の前記空間的向きを定義する、又は、
b)個々の前記経路点の前記経路点データは、前記塗布装置のスプレー軸を中心とする前記塗布装置(7)の回転及び前記スプレー軸の向きの両方について、前記塗布装置(7)の前記空間的向きを定義する、
請求項1から9のいずれか1項に記載の最適化法。 - a)所定の前記移動経路(B)上で次に来る前記経路点に対する前記ロボット配置のみが最適化され、
b)前の前記経路点の既に最適化された前記ロボット配置は、もはや最適化できないものの、前記シーケンス関連品質値(SQn,m)の算出の基準にできる、
請求項1から10のいずれか1項に記載の最適化法。 - a)コーティング媒体を塗布するための塗布装置(7)、特に、塗料を吹き付けるための回転噴霧器と、
b)前記塗布装置(7)をガイドするための多軸冗長コーティングロボット(1)と、
c)前記塗布装置(7)が所定の移動経路(B)に沿って移動するように、前記コーティングロボット(1)を制御するためのロボット制御システム(10)であって、
c1)前記移動経路(B)は複数の連続する経路点(P1−P6)についての経路点データにより定義され、
c2)各前記経路点(Pn)についての前記経路点データは、第1に、各前記経路点(Pn)での前記塗布装置(7)の空間的向きを定義し、且つ、第2に、各前記経路点(Pn)での前記塗布装置(7)の基準点(TCP)の(特に、塗料衝突点の)空間的位置を定義する、
ロボット制御システム(10)と、
d)前記移動経路(B)の個々の前記経路点に対する可能なロボット配置を算出するためのコンピューターユニット(12)であって、
d1)各前記ロボット配置は、全ロボット軸(A1−A7)の全軸位置(a1−a7)を含み、
d2)前記経路点(P1−P6)の少なくともいくつかが、それぞれ、任意で、複数の異なる前記ロボット配置により達成可能である、
コンピューターユニット(12)と、
を備え、
e)前記コンピューターユニット(12)は、個々の前記経路点の異なる可能な前記ロボット配置のそれぞれについて個々に経路点関連品質値(PQn,m)を算出し、各前記ロボット配置毎に前記品質値(PQn,m)が1つ割り振られ、
f)前記コンピューターユニット(12)は、異なる可能な前記ロボット配置の前記経路点関連品質値(PQn,m)に基づいて個々の前記経路点について可能な前記ロボット配置の1つを選択する、
部品をコーティングするためのコーティングシステム、特に、自動車車体部品を塗装するための塗装システム。 - a)前記コンピューターユニット(12)は、前記ロボット配置の異なる可能なシーケンス(Sn,m)を算出し、前記コーティングロボット(1)は、前記ロボットの配置の前記シーケンス(Sn,m)の逐次的実行の際に、各所定の前記空間的位置と各所定の前記空間的向きとで、前記塗布装置(7)をガイドし、
b)前記コンピューターユニット(12)は、前記ロボット配置の異なる可能な前記シーケンス(Sn,m)についてシーケンス関連品質値(SQn,m)を算出し、各前記シーケンス(Sn,m)毎に前記シーケンス関連品質値(SQn,m)が1つ割り振られ、
c)前記コンピューターユニット(12)は、前記シーケンス関連品質値(SQn,m)に基づいて前記ロボット配置の異なる可能な前記シーケンス(Sn,m)の1つを選択する、
請求項12に記載のコーティングシステム。
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