JP3231478B2 - ロボットの教示装置 - Google Patents
ロボットの教示装置Info
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Description
特に対象ワークが多品種少量生産であり、且つ複数のロ
ボットにおいて作業する場合のロボット教示装置に関す
る。
グラフィックスを用いて、ワーク、治具、ロボット等の
モデルを入力し、且つそこから三次元グラフィックステ
ィーチ(ソフトウェアティーチングBOXによる教示、
もしくは言語教示)を行う方法(以後これをグラフフィ
ックスオフラインティーチングシステムと呼ぶ)、もう
1つは、ワークに対応するCADデータに溶接条件(作
業点情報、ロボット手首姿勢情報、ロボット動作シーケ
ンス情報等)を組み込んでおき、それらのデータ(CA
Dデータ)から、教示データを作成する方法がある(以
後これをNCオフラインティーチングシステムと呼
ぶ)。
来技術の方法には、以下の問題があった。 (1)グラフィックオフラインティーチングシステム <1>モデル作成時に、数学的専門知識を有する専任者
を設けなければならず、また三次元グラフィッスティー
チのための工数が増加してしまう。(生産ラインを停止
する必要はないが日々ワークが変わる多品種少量生産に
は不適。) <2>ティーチングの際、溶接姿勢、条件等を教示する
ために溶接の専門的知識を有する専任者を設けなければ
ならない。 <3>一般的な三次元グラフィックコンピュータ及びソ
フトウェアの価格が高く<1><2>を含め投資効果が
あまりない。 (2)NCオフラインティーチングシステム <1>CADデータ内に溶接姿勢、溶接条件を入れる必
要があり、溶接の専門的知識を有する専任者を設けなけ
ればならない。 <2>作成される教示データは、溶接線(作業線)だけ
のデータであり、それ以外の経路(エアーカット動作、
アプローチ動作等)についての教示データ作成は困難で
ある。
に以下の技術的手段を採用する。 1.溶接作業のノウハウを継承するため基本となるワー
クの教示は実際のロボットにて行い(これをマスタプロ
グラムと呼ぶ。)、以後類似ワーク(基本型ワークに対
して拡大、縮小、組み合わせにより対応できるワーク)
に対しては拡大、縮小、組み合わせ情報にて教示データ
(教示データはマスタプログラムにおける位置データの
みの変更にとどめ、姿勢データ及び溶接条件データにつ
いてはマスタプログラムをそのまま継承する。)を生成
するマスタプログラム相似変換方式を用いる。 2.拡大、縮小、組み合わせ情報は、CADデータより
取得できる手段を採る。
ム)を作成しておくことにより以後基本型ワークに対す
る拡大、縮小、組み合わせ(編集)に対する教示データ
作成を可能とした。(従来の教示装置に比べティーチン
グに要する時間は、半分以下になる。また、モデル入力
等の作業がないため、オペレータは専門的知識は必要と
しない。) 2.マスタデータに組み込まれた溶接ノウハウを継承す
ることを可能としオペレータに溶接の専門的知識は必要
とせず、オペレータが変わっても高品質な製品を生産す
ることを可能とした。 3.導入コストはグラフィックオフラインティーチング
システムに比べ、低コストですむので実用性に富んだ現
実的なロボット教示装置を提供できる。
にとり図1より説明する。
り作業予定情報(ワーク型式、生産ロット数等)が溶接
ライン統括ワークステーション2に入ると溶接ライン統
括ワークステーション2が対象となるワークの教示デー
タをサーバー3より検索し、教示データが既に存在すれ
ばターミナルサーバー4を介してロボット5にダウンロ
ードする。しかし、教示データが存在しない場合は、オ
フラインティーチングシステムにおける溶接データ作成
ワークステーション2に教示データ作成要求をワーク情
報(ワーク型式)と共に送信する。
は、送信されてきたワーク情報よりマスタデータをサー
バー3よりロードしてくると共に、(マスタプログラム
の検索は、本システムの場合ワーク型式情報をもとに行
っている。)変換情報(拡大、縮小、組み合わせ情報)
を得るため溶接情報CAD6より新規ワークの図面デー
タ及びマスタデータにたいする図面データをロードし、
変換情報取得後、マスタデータに対し変換処理を行い教
示データを作成する。作成後、教示データはサーバー3
に格納され必要時溶接ライン統括ワークステーション2
よりロードされ、ターミナルサーバー4を介してロボッ
ト5に教示データがダウンロードされる。
図2に示す。対象となるワークは、図からわかるように
基本型ワーク(基本型ワークは必要に応じて複数種類用
意される。図2では窓枠の2つの基本型ワークが登録さ
れている。)に対する拡大、縮小、組み合わせの違い
で、約3000種以上あり多品種少量生産の代表的なワ
ークとなっている。
ードウェア構成上、溶接情報CAD上の機能F1と溶接
データ作成上の機能F2に分かれる。以下にF1、F2
機能が有している機能ついて述べる。
ADベーシック機能102によりワークデータ103と
して、またワークデータ103をCL形式変換機能10
4により変換しCL形式データ105として保管してい
る。溶接情報CADの処理により、ベクトル情報に変換
されているCADデータ105よりワーク型式をインデ
ックスとして、CADデータ変換機能106により、基
本型ワーク(マスタプログラムを教示したワーク)の図
面情報及び対象となるワークの図面情報(ベクトルデー
タa)を選択して取り出す。
ベース204からの情報b(変換情報抽出におけるルー
ルをデータベース化したもの。)をもとに、変換情報c
(拡大、縮小比率や組み合わせ部材位置情報)を自動選
択機能203により取り出す。
6によりワーク座標系ΣW7とロボット座標系ΣR8との
変換パラメータdを求める。方式としては、ワーク9上
に3ポイントを教示し、そのポイントデータからワーク
座標系ΣW7の各軸の単位方向ベクトルを求め、ワーク
座標系にて計算された変換量に対し、単位方向ベクトル
をかけることによりロボット座標系における変換量を求
めることが可能となる。
とにロボット位置データをロボットデータ変換機能20
7で変換する。なお、作成に際しては、図5に示すよう
に、ロボットの位置データに対してのみ変換処理を行い
姿勢データに対しては変換処理を行わない(マスタプロ
グラムのノウハウ継承のため)。図5において〔N O
A P〕はロボットの姿勢データと位置データの組み合
わされたロボットの教示データを示している。(N O
A)は姿勢データ、Pは変換後の位置データ、P1は変
換前の位置データ、Mは変換マトリックス、Δはワーク
座標での変換量を示している。位置データPはワーク座
標での変換係数(変換量)Δと変換マトリックスMとの
積で得られたものに変換前の位置データP1を加えて、
即ちP1+M*Δとして求められる。ここでN、O、
A、P、P1、Δはベクトル量である。
変換結果に対する複数ロボット51、52、…の補間経
路と各部材(溶接位置)の位置関係及びロボット動作領
域、タクト等の条件より最適なロボットへの作業分担を
図6に示すように自動的に行う。図6は窓枠の梁の位置
により作業するロボットが自動的に選択されることを示
したものである。301(はり1)であればロボットA
51が作業するが302(はり2)であればロボットB
52が作業するよう自動的にロボットが選択される。
を仮想ロボット機能を用いて求め、補間経路領域内に他
のロボットにおける補間経路が存在する場合、本領域を
干渉領域10(斜線部領域)とし自動的に教示データシ
ーケンス内に干渉制御用のシーケンス命令(入出力命令
等)を干渉領域に関連するロボット相互に作成する。つ
まり干渉制御機能とは、図7に示すようにロボットA5
1、ロボットB52において、ある溶接作業が干渉領域
10にある場合(ロボットAにおける作業Prog20
と、ロボットBにおける作業Prog20を同時に実行
すると互いに干渉する)、ロボットのシーケンスプログ
ラム中に干渉領域進入判別入力信号(Input I1
7)及び干渉領域進入出力信号(Output O1
7)のインターロックを溶接作業の前に挿入することに
よりロボット間の干渉を防止する機能である。ロボット
A51は干渉領域進入判別入力信号によりロボットB5
2が干渉しないと判断されたら、干渉領域進入出力信号
をロボットB52に発し、溶接作業プログラムP−20
を呼び出して干渉領域10の溶接作業Prog20を実
行する。ロボットA51は干渉領域進入判別入力信号に
よりロボットB52が干渉すると判断されたら待機す
る。ロボットB52についても同様である。
移動制御、現在位置取得等)と同様な処理をライブラリ
ィコールにてアプリケーションソフトウェアから起動で
きるソフトウェアロボットモデル(仮想ロボット機能2
10)をワークステーション2内に構築することによ
り、ロボットデータ変換機能、複数台ロボット制御機
能、干渉制御機能等のアプリケーションソフトウェアを
実現できる。
録及び通信ラインダウン時の応急処置としてFD11
(フロピーディスク)を介して教示データの受け渡しを
可能とするためロボットにて使用しているFDのフォー
マット形式(IRMX)とワークステーションにて使用
しているFDのフォーマット形式の相互変換機能201
を設けた。
ム)を作成しておくことにより以後基本型ワークに対す
る拡大、縮小、組み合わせ(編集)に対する教示データ
作成が可能となる。(従来の教示装置に比べティーチン
グに要する時間は、半分以下になる。また、モデル入力
等の作業がないため、オペレータは専門的知識は必要と
しない。) 2.マスタデータに組み込まれた溶接ノウハウを継承す
ることを可能としオペレータに溶接の専門的知識は必要
とせず、オペレータが変わっても高品質な製品を生産す
ることが可能となる。 3.導入コストは従来のオフラインティーチングシステ
ムに比べ、低コストですむので実用性に富んだ現実的な
ロボット教示装置を提供できる。
対して、ロボット教示工数が大幅に低減できる効果があ
る。
図。
図。
一例を示した図。
体的一例を示した図。
的一例を示した図。
た図。
ステーション、 3…サーバー、 4…ターミナルサー
バー、 5…ロボット、 6…溶接情報CAD、7…ワ
ーク座標系、 8…ロボット座標系、 9…ワーク、
10…干渉領域、11…フロピーディスク、 12…プ
リンタ、 51、52…ロボット、 101…図面入
力、 102…CADベーシック機能、 103…ワー
クデータ、104…CL形式変換機能、 105…CL
形式データ、 106…CADデータ変換機能、 10
7…図面情報の変換データ、 201…フォーマット形
式変換機能、 202…マスターデータ、 203…変
換情報の自動選択機能、204…変換用データベース、
205…データベース管理機能、 206…キャリブ
レーション機能、 207…ロボットデータ変換機能、
208…複数台ロボット制御機能、 209…干渉制
御機能、 210…仮想ロボット機能、211…ロボッ
ト教示データ、 212…ワーク教示データ、 213
…教示データのロード/セーブ機能。
Claims (2)
- 【請求項1】ロボットにより教示された基本型ワークの
教示データからマスタープログラムを作成して記憶する
手段と、基本型ワークと作業対象となる類似ワークの図
面をCADに入力し前記基本型ワークと前記類似ワーク
の図面情報を取得する手段と、前記図面情報に基づき基
本型ワークに対する類似ワークの拡大、縮小、組み合わ
せ情報を取り出す手段と、前記拡大、縮小、組み合わせ
情報をもとに、上記記憶されたマスタープログラムに対
し拡大、縮小、組み合わせの変換処理を行い新たな教示
データを作成するマスタープログラム相似変換手段を有
するロボットの教示装置において、 前記取得された基本型ワークと類似ワークの図面情報、
および前記変換処理された新たな教示データに基づき、
ワーク上における作業部位の担当ロボットを対象となる
複数のロボットから決定する手段を有することを特徴と
するロボットの教示装置。 - 【請求項2】 前記決定された担当ロボットの相互干渉領
域を仮想ロボット機能を用いて求める手段を有し、 前記干渉領域が求められた場合、前記干渉領域内での溶
接作業実行ロボットと待機ロボットを決定する干渉制御
用シーケンス命令を、前記決定された担当ロボット相互
に作成する手段を有することを特徴とする請求項1記載
のロボットの教示装置。
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---|---|---|---|
JP12669893A JP3231478B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | ロボットの教示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12669893A JP3231478B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | ロボットの教示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06337711A JPH06337711A (ja) | 1994-12-06 |
JP3231478B2 true JP3231478B2 (ja) | 2001-11-19 |
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ID=14941640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12669893A Expired - Fee Related JP3231478B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | ロボットの教示装置 |
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JP6022393B2 (ja) * | 2013-03-28 | 2016-11-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶接線情報設定装置、プログラム、自動教示システム、および溶接線情報設定方法 |
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-
1993
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