JP5829313B1

JP5829313B1 - シミュレーションを用いたオフライン教示装置

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Publication number: JP5829313B1
Application number: JP2014130589A
Authority: JP
Inventors: 小田　勝; 小田　　勝; 嘉治長塚; 幸三井上
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2034-06-25
Also published as: US20150375393A1; CN105312776B; JP2016007678A; US9895801B2; CN105312776A; DE102015007829B4; DE102015007829A1

Abstract

【課題】ワークの加工品質が低下するのを妨げる。【解決手段】オフライン教示装置（１０）は、ワークの作業線における第一ツールの第一位置から所定距離だけ離れた位置にある作業線における第二ツールの第二位置を算出し、第一位置において第一ツールがワークに接触または隣接するワーク位置を算出すると共に、第一ツールの作業姿勢を維持しつつ、第一ツールを中心として、ワーク位置からワークの姿勢を変化させることにより、第二位置において第二ツールがワークに接触または隣接するワークの位置姿勢を算出する算出部（１５）と、ワークの位置姿勢およびワークの把持位置に基づいてロボット教示位置を生成すると共に、第一ツールおよび第二ツールが作業線上を通過するプログラムを生成する生成部（１６）とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、シミュレーションを用いてロボットの位置などを教示するオフライン教示装置に関する。

多関節ロボットが製造ラインなどで広範に使用されている。そのような多関節ロボットを使用する前に、多関節ロボットに対して教示作業を行う必要がある。多関節ロボットを実際に操作させて教示作業を行うのは非効率であるので、近年ではオフラインで教示操作を行うことが多い。

特許文献１には、ＣＡＤのワークの情報に基づいて、ロボットの先端情報を複数個設定し、設定された先端情報に基づいて逆変換演算によりロボットの姿勢を算出する教示方法が開示されている。さらに、特許文献２には、三次元形状のワークの凹凸面を加工するときに、教示を自動的に行うと共に加工品質を向上させられるオフライン教示方法が開示されている。

特許第４６２１６４１号公報特許第２８６８３４３号公報

ここで、多関節ロボットを用いたレーザ切断作業について考える。レーザ切断作業においては、レーザによりワークを切断した直後に、ワークの切断部位を冷却水などで冷却し、それにより、加工品質を高めている。また、ワークを切断してからワークを冷却するまでの時間を一定にすることにより、加工品質を一定に保つことができる。

このように加工品質を高めたり加工品質を一定に保つためには、レーザ切断ツールと冷却ツールとを一定間隔に維持しつつ、レーザ切断ツールの軌道に沿って冷却水を冷却ツールから噴出する必要がある。従って、多関節ロボットを用いたレーザ切断作業においては、レーザ切断ツールの軌道に沿って冷却水を正確に噴出するようなロボット位置を教示する必要がある。しかしながら、このようなロボット位置を正確に教示することはできなかった。

さらに、レーザ切断ツールと冷却ツールとを互いに一定間隔に配置した場合に、直線経路に沿ってレーザ加工を行うときには、ワークを切断してからワークを冷却するまでの時間を一定に維持できる。しかしながら、円弧経路に沿ってレーザ加工を行うときには、ワークを切断してからワークを冷却するまでの時間が直線経路の場合よりも長くなる。従って、この場合には、加工品質が低下する問題があった。なお、レーザ切断作業以外の作業においても同様な問題が生じうる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、レーザ切断ツールの軌道に沿って冷却水を正確に噴出すると共に、円弧経路に沿ってレーザ切断する場合であっても加工品質が低下することがないように、ロボット位置を教示することのできる、オフライン教示装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、所定位置に配置された第一ツールおよび該第一ツールから所定距離だけ離れて配置された第二ツールに対して、ロボットにより把持されたワークを接触または接近させて作業を行うオフライン教示装置であって、前記ロボットにより把持された前記ワークの把持位置を設定する把持位置設定部と、前記ワークのＣＡＤデータにおいて前記第一ツールが作業する作業線を指定する指定部と、前記第一ツールおよび前記第二ツールの設置位置姿勢を設定する設置位置姿勢設定部と、前記第一ツールの前記ワークに対する作業姿勢を設定する作業姿勢設定部と、前記作業線における前記第一ツールの第一位置から前記所定距離だけ離れた位置にある前記作業線における前記第二ツールの第二位置を算出し、前記第一位置において前記第一ツールが前記ワークに接触または隣接するワーク位置を算出すると共に、前記第一ツールの前記作業姿勢を維持しつつ、前記第一ツールを中心として、前記ワーク位置から前記ワークの姿勢を変化させることにより、前記第二位置において前記第二ツールが前記ワークに接触または隣接する前記ワークの位置姿勢を算出する算出部と、該算出部により算出された前記ワークの位置姿勢および前記把持位置設定部により設定された前記ワークの把持位置に基づいてロボット教示位置を生成すると共に、前記第一ツールおよび前記第二ツールが前記作業線上を通過するプログラムを生成する生成部とを具備するオフライン教示装置が提供される。
２番目の発明によれば、所定位置に配置された第一ツールと、該第一ツールに対して三次元的に移動可能な第二ツールとに対して、ロボットにより把持されたワークを接触または接近させて作業を行うオフライン教示装置であって、前記ロボットにより把持された前記ワークの把持位置を設定する把持位置設定部と、前記ワークのＣＡＤデータにおいて前記第一ツールが作業する作業線を指定する指定部と、前記第一ツールおよび前記第二ツールの設置位置姿勢を設定する設置位置姿勢設定部と、前記第一ツールの前記ワークに対する作業姿勢を設定する作業姿勢設定部と、前記作業線に沿った前記第一ツールと前記第二ツールとの間の距離を設定する距離設定部と、前記作業線において前記第一ツールが作業する前記ワーク上の第一位置から前記距離設定部により設定された距離だけ前記作業線に沿って離れた位置にある前記ワーク上における前記第二ツールの第二位置を算出し、前記作業線における前記第一位置において前記作業姿勢にある前記第一ツールが前記ワークに接触または隣接するワーク位置を算出し、該ワーク位置と前記把持位置設定部により設定された前記ワークの把持位置とに基づいてロボット位置を算出すると共に、前記ワーク位置と前記第二位置とに基づいて前記第二ツールの位置を算出する算出部と、前記第一ツールおよび前記第二ツールが前記作業線上を通過すると共に前記作業線に沿って前記第一ツールと前記第二ツールとの間の距離が一定になるように、前記ロボット位置と前記第二ツールの位置を教示する位置教示部とを具備するオフライン教示装置が提供される。
３番目の発明によれば、第一ツールと、該第一ツールから所定距離だけ離れて配置された第二ツールとが先端に取付けられているロボットが前記第一ツールおよび前記第二ツールを移動させつつ、所定位置に設置されたワークに対して作業を行うオフライン教示装置であって、前記ワークのＣＡＤデータにおいて前記第一ツールが作業する作業線を指定する指定部と、前記第一ツールおよび前記第二ツールの設置位置姿勢を設定する設置位置姿勢設定部と、前記第一ツールの前記ワークに対する作業姿勢を設定する作業姿勢設定部と、前記作業線における前記第一ツールの第一位置から前記所定距離だけ離れた位置にある前記作業線における前記第二ツールの第二位置を算出し、前記第一位置において前記第一ツールが前記ワークに接触または隣接するロボット位置を算出する算出部と、前記第一ツールの前記作業姿勢を維持しつつ、前記第一ツールを中心として、前記ロボット位置から前記ロボットの姿勢を変化させることにより、前記第二位置において前記第二ツールが前記ワークに接触または隣接する前記ロボットの位置姿勢をロボット教示点として生成すると共に、前記第一ツールおよび前記第二ツールが前記作業線上を通過するプログラムを生成する生成部とを具備する、オフライン教示装置が提供される。
４番目の発明によれば、第一ツールと、該第一ツールに対して三次元的に移動可能な第二ツールとが先端に取付けられているロボットが前記第一ツールおよび前記第二ツールを移動させつつ、所定位置に設置されたワークに対して作業を行うオフライン教示装置であって、前記ワークのＣＡＤデータにおいて前記第一ツールが作業する作業線を指定する指定部と、前記第一ツールおよび前記第二ツールの設置位置姿勢を設定する設置位置姿勢設定部と、前記第一ツールの前記ワークに対する作業姿勢を設定する作業姿勢設定部と、前記作業線に沿った前記第一ツールと前記第二ツールとの間の距離を設定する距離設定部と、前記作業線において前記第一ツールが作業する前記ワーク上の第一位置から前記距離設定部により設定された距離だけ前記作業線に沿って離れた位置にある前記ワーク上における前記第二ツールの第二位置を算出し、前記第一ツールが前記作業姿勢で前記ワークに対して前記第一位置において接触または隣接するロボット位置を算出すると共に、該ロボット位置と前記第二位置とに基づいて前記第二ツールの位置を算出する算出部と、前記第一ツールおよび前記第二ツールが前記作業線上を通過すると共に前記作業線に沿って前記第一ツールと前記第二ツールとの間の距離が一定になるように前記ロボット位置と前記第二ツールの位置を教示する位置教示部とを具備するオフライン教示装置が提供される。

１番目および３番目の発明においては、互いに一定の距離に配置された第一ツールおよび第二ツールの両方が、ＣＡＤデータから指定された作業線上を通過するように教示点を生成している。このため、第一ツールおよび第二ツールが共通の作業線を互いに一定間隔を空けて通過するプログラムを正確に生成できる。従って、第一ツールがレーザ切断ツールである共に第二ツールが冷却ツールである場合には、レーザ切断ツールの軌道に沿って冷却水を正確に噴出することができる。それゆえ、ワークの加工品質を向上させられる。
２番目および４番目の発明においては、第二ツールが第一ツールに対して移動可能であるので、第一ツールと第二ツールとの間の作業線に沿った距離が一定になるように、ロボットの教示位置と第二ツールの教示位置とを生成できる。このため、第一ツールおよび第二ツールが共通の作業線に沿って一定間隔を空けて通過するプログラムを正確に生成できる。従って、第一ツールがレーザ切断ツールである共に第二ツールが冷却ツールである場合には、ワークを切断してからワークを冷却するまでの時間を一定に維持できる。それゆえ、ワークの加工品質を一定に維持できる。

本発明の第一の実施形態に基づくオフライン教示装置を含むシステムの略図である。図１に示されるワークの頂面図である。本発明の第一の実施形態に基づくオフライン教示装置の動作を示すフローチャートである。ワークの第一の斜視図である。ワークの第二の斜視図である。本発明の第二の実施形態に基づくオフライン教示装置を含むシステムの略図である。図５に示されるワークの頂面図である。本発明の第二の実施形態に基づくオフライン教示装置の動作を示すフローチャートである。本発明の第三の実施形態に基づくオフライン教示装置を含むシステムの略図である。本発明の第三の実施形態に基づくオフライン教示装置の動作を示すフローチャートである。本発明の第四の実施形態に基づくオフライン教示装置を含むシステムの略図である。本発明の第四の実施形態に基づくオフライン教示装置の動作を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明の第一の実施形態に基づくオフライン教示装置を含むシステムの略図である。図１に示されるように、システム１は、ロボットＲ、例えば垂直多関節ロボットと、ロボットＲに接続されたオフライン教示装置１０とを主に含んでいる。オフライン教示装置１０はロボット制御装置としての役目も果たし、ロボットＲの動作を制御する。

第一の実施形態においては、ロボットＲの先端に取付けられたハンドＨが、平板状ワークＷを保持している。そして、第一ツールＴ１および第二ツールＴ２がワークＷの表面で作業線Ｌに沿って加工処理を行うよう配置されている。

また、作業線Ｌは例えば四つの直線経路とそれら直線経路を互いに接続する四つの円弧経路とを含んでおり、他の実施形態でも同様である。なお、作業線Ｌは少なくとも一つの円弧経路を含んでいればよいものとする。

典型的な実施形態においては、第一ツールＴ１は、その先端からレーザを出力するレーザ切断ツールであり、図１においては、第一ツールＴ１が作業線Ｌに沿ってワークＷを切出す作業を想定している。第二ツールＴ２は、その先端から冷却水などを吐出する冷却ツールである。このため、第一ツールＴ１が作業を行う作業線Ｌにおいて、第二ツールＴ２は第一ツールＴ１に追従するものとする。言い換えれば、第一ツールＴ１は作業線Ｌにおいて第二ツールＴ２よりも進行方向側に位置している。

ただし、第一ツールＴ１がレーザ以外の手法でワークＷを切断するツールであってもよく、また、第二ツールＴ２が冷却水以外の手法でワークＷを冷却するツールであってもよい。あるいは、第一ツールＴ１および第二ツールＴ２のそれぞれが他のツールであってもよいものとする。

図１に示されるように、ロボットＲにはオフライン教示装置１０が接続されている。オフライン教示装置１０は、ロボットＲにより把持されたワークＷの把持位置を設定する把持位置設定部１１と、ワークＷのＣＡＤデータにおいて第一ツールＴ１が作業する作業線Ｌを指定する指定部１２と、第一ツールＴ１および第二ツールＴ２の設置位置姿勢を設定する設置位置姿勢設定部１３と、第一ツールＴ１のワークＷに対する作業姿勢を設定する作業姿勢設定部１４とを含んでいる。把持位置設定部１１、指定部１２、設置位置姿勢設定部１３および作業姿勢設定部１４による設定作用または指定作用は、フローチャートを参照して説明する動作を行う前に行われるものとする。

さらに、オフライン教示装置１０は、各種の計算処理を行う算出部１５と、後述するようにロボット教示位置を生成すると共に、第一ツールＴ１および第二ツールＴ２が作業線上を通過するプログラムを生成する生成部１６とを含んでいる。

さらに、オフライン教示装置１０は、作業線に沿った第一ツールＴ１と第二ツールＴ２との間の距離を設定する距離設定部１７と、第一ツールＴ１および第二ツールＴ２が作業線上を通過すると共に作業線における第一ツールＴ１と第二ツールＴ２との間の距離が一定になるようにロボット位置と第二ツールＴ２の位置を教示する位置教示部１８とを含んでいる。

図２は図１に示されるワークの頂面図である。図２に示されるように、第一の実施形態においては、第一ツールＴ１と第二ツールＴ２との間の最短距離は一定であり、変化しない。また、第一ツールＴ１および第二ツールＴ２は同一の作業線Ｌ上を通過するものとする。

図２に示されるように、第一ツールＴ１および第二ツールＴ２が作業線Ｌの円弧経路部分に位置する場合には、第一ツールＴ１および第二ツールＴ２を結ぶ直線は作業線Ｌの内側に位置するようになる。また、ワークＷにおける作業線Ｌは所定間隔で配置された複数の点Ｐ１ｎ（ｎ＝１〜Ｎ、Ｎは自然数であり、作業線Ｌの長さに応じて定まる）で定義されるものとする。

図３は本発明の第一の実施形態に基づくオフライン教示装置の動作を示すフローチャートである。図３に示される内容はオフライン教示装置１０の記憶部（図示しない）に記憶されているものとする。以下、図３を参照しつつ、本発明の第一の実施形態について説明する。なお、以下の説明における第一ツールＴ１（または第二ツールＴ２）の位置とは、第一ツールＴ１（または第二ツールＴ２）の先端の位置を意味するものとする。

はじめに、ステップＳ１１においては、作業線Ｌ上の１番目の点Ｐ１１（ｎ＝１）に位置する第一ツールＴ１から見た第二ツールＴ２までの距離を求める。第一の実施形態においては、この距離は不変であり、既に定まっているものとする。

次いで、ステップＳ１２においては、第一ツールＴ１の進行方向とは反対方向において、作業線Ｌ上の１番目の点Ｐ１１から、ステップＳ１１で定めた距離だけ離れた作業線Ｌ上の点Ｐ２１を求める。

次いで、ステップＳ１３においては、作業姿勢設定部１４により設定された作業姿勢において、第一ツールＴ１が作業線Ｌ上の１番目の点Ｐ１に接触または隣接するようなワーク位置Ｗ１を求める。

ここで、図４Ａはワークの第一の斜視図である。図４Ａに示されるように、第一ツールＴ１は作業線Ｌ上における点Ｐ１１の場所に位置しているが、第二ツールＴ２は作業線Ｌ上の点Ｐ２１から離間している。なお、第一の実施形態においては、図４Ａに示される状態におけるワークＷの位置がワーク位置Ｗ１であるものとする。

再び、図３を参照すると、ステップＳ１４においては、点Ｐ１１を中心として、ワーク位置Ｗ１からワークＷの位置姿勢を変化させる。図４Ａに示されるように、第一ツールＴ１の作業姿勢がワークＷに対して垂直である場合には、矢印で示されるように点Ｐ１１を中心としてワークＷを回転させる。そして、図４Ｂに示されるように、第二ツールＴ２が作業線Ｌ上の点Ｐ２１に接触または隣接するようなワーク位置姿勢を求める。そして、ステップＳ１５においては、ステップＳ１４で求められたワーク位置姿勢になるようにロボットＲの教示点を生成する。

次いで、作業線Ｌ上の次の点Ｐ１２（ｎ＋１→ｎ＝２）を求め、その点Ｐ１２が作業線Ｌ上の最後の点Ｐ１Ｎか否かを判定する（ステップＳ１６、ステップＳ１７）。次の点Ｐ１２が最後の点Ｐ１Ｎでない場合には、ステップＳ１２〜ステップＳ１６の処理を繰返す。次の点Ｐ１２が最後の点Ｐ１Ｎである場合には、プログラムが生成されたので、処理を終了する。

第一の実施形態においては、互いに一定の距離に配置された第一ツールＴ１および第二ツールＴ２の両方が、ＣＡＤデータから指定された作業線上を通過するように教示点を生成している。このため、第一ツールＴ１および第二ツールＴ２が共通の作業線Ｌを互いに一定間隔を空けて通過するプログラムを正確に生成できる。それゆえ、第一ツールＴ１がレーザ切断ツールである共に第二ツールＴ２が冷却ツールである場合には、レーザ切断ツールの軌道に沿って冷却水などを正確に噴出することができる。従って、ワークの加工品質を向上させられるのが分かるであろう。

図５は本発明の第二の実施形態に基づくオフライン教示装置を含むシステムの略図である。第二の実施形態および後述する他の実施形態においては、簡潔にする目的で、第一の実施形態と同様の構成についての再度の説明を省略する。

第二の実施形態においては、ロボットＲの先端に取付けられたハンドＨが、平板状ワークＷを保持している。そして、第一ツールＴ１および第二ツールＴ２がワークＷの表面で作業線Ｌに沿って加工処理を行うものとする。

図５に示されるように、第二の実施形態においては第一ツールＴ１は所定位置に配置されている。そして、第二ツールＴ２はＸＹＺテーブルＡの先端に取付けられている。このため、第二ツールＴ２は、第一ツールＴ１に対してＸＹＺ方向に移動可能であり、第二ツールＴ２を所望の位置に位置決めできる。なお、ＸＹＺテーブルＡの代わりに、図示しない他のロボットにより第二ツールＴ２を移動させてもよい。

図６は図５に示されるワークの頂面図である。図６に示されるように、第二の実施形態においては、第一ツールＴ１と第二ツールＴ２との間の作業線Ｌに沿った距離は一定である。この距離はＸＹＺテーブルＡを用いて設定できるものとする。なお、第一ツールＴ１および第二ツールＴ２は同一の作業線Ｌ上を通過するものとする。

図７は本発明の第二の実施形態に基づくオフライン教示装置の動作を示すフローチャートである。図７に示される内容はオフライン教示装置１０の記憶部（図示しない）に記憶されているものとする。以下、図７を参照しつつ、本発明の第二の実施形態について説明する。

はじめに、ステップＳ２１においては、作業線Ｌ上の１番目の点Ｐ１１（ｎ＝１）に位置する第一ツールＴ１から見た第二ツールＴ２までの距離を求める。第二の実施形態においては、距離設定部１７により第一ツールＴ１と第二ツールＴ２との間の距離が設定されると、ＸＹＺテーブルＡは、この距離だけ第一ツールＴ１から離れた位置に第二ツールＴ２を位置決めする。従って、ステップＳ２１においては、距離設定部１７により設定された距離を取得すればよい。

次いで、ステップＳ２２においては、第一ツールＴ１の進行方向とは反対方向において、作業線Ｌ上の１番目の点Ｐ１１から、ステップＳ２１で定めた距離だけ離れた作業線Ｌ上の点Ｐ２１を求める。

次いで、ステップＳ２３においては、位置教示部１８が第二ツールＴ２の位置を点Ｐ２１に教示する。次いで、ステップＳ２４においては、位置教示部１８は、ワークＷが点Ｐ１１に移動するようにロボットＲの教示点を生成する。

次いで、作業線Ｌ上の次の点Ｐ１２（ｎ＋１→ｎ＝２）を求め、その点Ｐ１２が作業線Ｌ上の最後の点Ｐ１Ｎか否かを判定する（ステップＳ２５、ステップＳ２６）。次の点Ｐ１２が最後の点Ｐ１Ｎでない場合には、ステップＳ２２〜ステップＳ２５の処理を繰返す。次の点Ｐ１２が最後の点Ｐ１Ｎである場合には、プログラムが生成されたので、処理を終了する。

第二の実施形態においては、第二ツールＴ２が第一ツールＴ１に対して移動可能にした状態において、第一ツールＴ１と第二ツールＴ２との間の作業線に沿った距離が一定になるように、ロボットＲの教示位置と第二ツールＴ２の教示位置とを生成している。このため、第一ツールＴ１および第二ツールＴ２が共通の作業線に沿って一定間隔を空けて通過するプログラムを正確に生成できる。そして、第一ツールＴ１がレーザ切断ツールである共に第二ツールＴ２が冷却ツールである場合には、ワークＷを切断してからワークＷを冷却するまでの時間を一定に維持できる。従って、ワークの加工品質を一定に維持できるのが分かるであろう。

図８は本発明の第三の実施形態に基づくオフライン教示装置を含むシステムの略図である。第三の実施形態においては、ロボットＲの先端に取付けられたベースＢに第一ツールＴ１および第二ツールＴ２が取付けられている。そして、ワークＷは所定位置に配置されているものとする。第三の実施形態においても、第一ツールＴ１および第二ツールＴ２がワークＷの表面で作業線Ｌに沿って加工処理を行うものとする。図２を参照した第一の実施形態と同様に、第三の実施形態においても第一ツールＴ１と第二ツールＴ２との間の最短距離は一定であり、変化しない。

図９は本発明の第三の実施形態に基づくオフライン教示装置の動作を示すフローチャートである。図９に示される内容はオフライン教示装置１０の記憶部（図示しない）に記憶されているものとする。以下、図９を参照しつつ、本発明の第三の実施形態について説明する。

はじめに、ステップＳ３１においては、作業線Ｌ上の１番目の点Ｐ１１（ｎ＝１）に位置する第一ツールＴ１から見た第二ツールＴ２までの距離を求める。第三の実施形態においては、この距離は不変であり、既に定まっているものとする。

次いで、ステップＳ３２においては、第一ツールＴ１の進行方向とは反対方向において、作業線Ｌ上の１番目の点Ｐ１１から、ステップＳ３１で定めた距離だけ離れた作業線Ｌ上の点Ｐ２１を求める。

次いで、ステップＳ３３においては、作業姿勢設定部１４により設定された作業姿勢において、第一ツールＴ１が作業線Ｌ上の１番目の点Ｐ１に接触または隣接するようなロボット位置Ｒ１を求める。第三の実施形態においては、図４Ａに示される状態がロボット位置Ｒ１であるものとする。

ステップＳ３４においては、点Ｐ１１を中心として、ロボット位置Ｒ１からロボットＲの位置姿勢を変化させる。前述した図４Ａに示されるように、第一ツールＴ１の作業姿勢がワークＷに対して垂直である場合には、矢印で示されるように点Ｐ１１を中心としてロボットＲを回転させる。そして、図４Ｂに示されるように、第二ツールＴ２が作業線Ｌ上の点Ｐ２１に接触または隣接するようなロボット位置姿勢を求める。そして、ステップＳ３５においては、ステップＳ３４で求められたロボット位置姿勢になるようにロボットＲの教示点を生成する。

次いで、作業線Ｌ上の次の点Ｐ１２（ｎ＋１→ｎ＝２）を求め、その点Ｐ１２が作業線Ｌ上の最後の点Ｐ１Ｎか否かを判定する（ステップＳ３６、ステップＳ３７）。次の点Ｐ１２が最後の点Ｐ１Ｎでない場合には、ステップＳ３２〜ステップＳ３６の処理を繰返す。次の点Ｐ１２が最後の点Ｐ１Ｎである場合には、プログラムが生成されたので、処理を終了する。

第三の実施形態においては、互いに一定の距離に配置された第一ツールＴ１および第二ツールＴ２の両方が、ＣＡＤデータから指定された作業線上を通過するように教示点を生成している。このため、第一ツールＴ１および第二ツールＴ２が共通の作業線Ｌを互いに一定間隔を空けて通過するプログラムを正確に生成できる。それゆえ、第一ツールＴ１がレーザ切断ツールである共に第二ツールＴ２が冷却ツールである場合には、レーザ切断ツールの軌道に沿って冷却水を正確に噴出することができる。従って、ワークの加工品質を向上させられるのが分かるであろう。

図１０は本発明の第四の実施形態に基づくオフライン教示装置を含むシステムの略図である。第四の実施形態においては、ロボットＲの先端に取付けられたベースＢの一端に第一ツールＴ１が取付けられている。ベースＢの他端には、ＸＹＺテーブルＣが取付けられている。ＸＹＺテーブルＣの先端には共に第二ツールＴ２が取付けられている。このため、第二ツールＴ２は、第一ツールＴ１に対してＸＹＺ方向に移動可能であり、第二ツールＴ２を所望の位置に位置決めできる。なお、ＸＹＺテーブルＣの代わりに、図示しない他のロボットにより第二ツールＴ２を移動させてもよい。

また、ワークＷは所定位置に保持されているものとする。第四の実施形態においても、第一ツールＴ１および第二ツールＴ２がワークＷの表面で作業線Ｌに沿って加工処理を行うものとする。

図１１は本発明の第四の実施形態に基づくオフライン教示装置の動作を示すフローチャートである。図１１に示される内容はオフライン教示装置１０の記憶部（図示しない）に記憶されているものとする。以下、図１１を参照しつつ、本発明の第四の実施形態について説明する。

はじめに、ステップＳ４１においては、作業線Ｌ上の１番目の点Ｐ１１（ｎ＝１）に位置する第一ツールＴ１から見た第二ツールＴ２までの距離を求める。第二の実施形態においては、距離設定部１７により第一ツールＴ１と第二ツールＴ２との間の距離が設定されると、ＸＹＺテーブルＣは、この距離だけ第一ツールＴ１から離れた位置に第二ツールＴ２を位置決めする。従って、ステップＳ４１においては、距離設定部１７により設定された距離を取得すればよい。

次いで、ステップＳ４２においては、第一ツールＴ１の進行方向とは反対方向において、作業線Ｌ上の１番目の点Ｐ１１から、ステップＳ４１で定めた距離だけ離れた作業線Ｌ上の点Ｐ２１を求める。

次いで、ステップＳ４３において位置教示部１８は、ロボットＲが点Ｐ１１に移動するようにロボットＲの教示点を生成する。次いで、ステップＳ４４においては、位置教示部１８が第二ツールＴ２の位置を点Ｐ２１に教示する。

次いで、作業線Ｌ上の次の点Ｐ１２（ｎ＋１→ｎ＝２）を求め、その点Ｐ１２が作業線Ｌ上の最後の点Ｐ１Ｎか否かを判定する（ステップＳ４５、ステップＳ４６）。次の点Ｐ１２が最後の点Ｐ１Ｎでない場合には、ステップＳ４２〜ステップＳ４５の処理を繰返す。次の点Ｐ１２が最後の点Ｐ１Ｎである場合には、プログラムが生成されたので、処理を終了する。

第四の実施形態においては、第二ツールＴ２が第一ツールＴ１に対して移動可能にした状態において、第一ツールＴ１と第二ツールＴ２との間の作業線に沿った距離が一定になるように、ロボットＲの教示位置と第二ツールＴ２の教示位置とを生成している。このため、第一ツールＴ１および第二ツールＴ２が共通の作業線に沿って一定間隔を空けて通過するプログラムを正確に生成できる。そして、第一ツールＴ１がレーザ切断ツールである共に第二ツールＴ２が冷却ツールである場合には、ワークＷを切断してからワークＷを冷却するまでの時間を一定に維持できる。従って、ワークＷの加工品質を一定に維持できるのが分かるであろう。

１システム
１０オフライン教示装置
１１把持位置設定部
１２指定部
１３設置位置姿勢設定部
１４作業姿勢設定部
１５算出部
１６生成部
１７距離設定部
１８位置教示部
Ａ、ＣＸＹＺテーブル
Ｈハンド
Ｌ作業線
Ｒロボット
Ｔ１第一ツール
Ｔ２第二ツール
Ｗワーク

Claims

所定位置に配置された第一ツールおよび該第一ツールから所定距離だけ離れて配置された第二ツールに対して、ロボットにより把持されたワークを接触または接近させて作業を行うオフライン教示装置であって、
前記ロボットにより把持された前記ワークの把持位置を設定する把持位置設定部と、
前記ワークのＣＡＤデータにおいて前記第一ツールが作業する作業線を指定する指定部と、
前記第一ツールおよび前記第二ツールの設置位置姿勢を設定する設置位置姿勢設定部と、
前記第一ツールの前記ワークに対する作業姿勢を設定する作業姿勢設定部と、
前記作業線における前記第一ツールの第一位置から前記所定距離だけ離れた位置にある前記作業線における前記第二ツールの第二位置を算出し、前記第一位置において前記第一ツールが前記ワークに接触または隣接するワーク位置を算出すると共に、前記第一ツールの前記作業姿勢を維持しつつ、前記第一ツールを中心として、前記ワーク位置から前記ワークの姿勢を変化させることにより、前記第二位置において前記第二ツールが前記ワークに接触または隣接する前記ワークの位置姿勢を算出する算出部と、
該算出部により算出された前記ワークの位置姿勢および前記把持位置設定部により設定された前記ワークの把持位置に基づいてロボット教示位置を生成すると共に、前記第一ツールおよび前記第二ツールが前記作業線上を通過するプログラムを生成する生成部とを具備するオフライン教示装置。
所定位置に配置された第一ツールと、該第一ツールに対して三次元的に移動可能な第二ツールとに対して、ロボットにより把持されたワークを接触または接近させて作業を行うオフライン教示装置であって、
前記ロボットにより把持された前記ワークの把持位置を設定する把持位置設定部と、
前記ワークのＣＡＤデータにおいて前記第一ツールが作業する作業線を指定する指定部と、
前記第一ツールおよび前記第二ツールの設置位置姿勢を設定する設置位置姿勢設定部と、
前記第一ツールの前記ワークに対する作業姿勢を設定する作業姿勢設定部と、
前記作業線に沿った前記第一ツールと前記第二ツールとの間の距離を設定する距離設定部と、
前記作業線において前記第一ツールが作業する前記ワーク上の第一位置から前記距離設定部により設定された距離だけ前記作業線に沿って離れた位置にある前記ワーク上における前記第二ツールの第二位置を算出し、前記作業線における前記第一位置において前記作業姿勢にある前記第一ツールが前記ワークに接触または隣接するワーク位置を算出し、該ワーク位置と前記把持位置設定部により設定された前記ワークの把持位置とに基づいてロボット位置を算出すると共に、前記ワーク位置と前記第二位置とに基づいて前記第二ツールの位置を算出する算出部と、
前記第一ツールおよび前記第二ツールが前記作業線上を通過すると共に前記作業線に沿って前記第一ツールと前記第二ツールとの間の距離が一定になるように、前記ロボット位置と前記第二ツールの位置を教示する位置教示部とを具備するオフライン教示装置。
第一ツールと、該第一ツールから所定距離だけ離れて配置された第二ツールとが先端に取付けられているロボットが前記第一ツールおよび前記第二ツールを移動させつつ、所定位置に設置されたワークに対して作業を行うオフライン教示装置であって、
前記ワークのＣＡＤデータにおいて前記第一ツールが作業する作業線を指定する指定部と、
前記第一ツールおよび前記第二ツールの設置位置姿勢を設定する設置位置姿勢設定部と、
前記第一ツールの前記ワークに対する作業姿勢を設定する作業姿勢設定部と、
前記作業線における前記第一ツールの第一位置から前記所定距離だけ離れた位置にある前記作業線における前記第二ツールの第二位置を算出し、前記第一位置において前記第一ツールが前記ワークに接触または隣接するロボット位置を算出する算出部と、
前記第一ツールの前記作業姿勢を維持しつつ、前記第一ツールを中心として、前記ロボット位置から前記ロボットの姿勢を変化させることにより、前記第二位置において前記第二ツールが前記ワークに接触または隣接する前記ロボットの位置姿勢をロボット教示点として生成すると共に、前記第一ツールおよび前記第二ツールが前記作業線上を通過するプログラムを生成する生成部とを具備する、オフライン教示装置。
第一ツールと、該第一ツールに対して三次元的に移動可能な第二ツールとが先端に取付けられているロボットが前記第一ツールおよび前記第二ツールを移動させつつ、所定位置に設置されたワークに対して作業を行うオフライン教示装置であって、
前記ワークのＣＡＤデータにおいて前記第一ツールが作業する作業線を指定する指定部と、
前記第一ツールおよび前記第二ツールの設置位置姿勢を設定する設置位置姿勢設定部と、
前記第一ツールの前記ワークに対する作業姿勢を設定する作業姿勢設定部と、
前記作業線に沿った前記第一ツールと前記第二ツールとの間の距離を設定する距離設定部と、
前記作業線において前記第一ツールが作業する前記ワーク上の第一位置から前記距離設定部により設定された距離だけ前記作業線に沿って離れた位置にある前記ワーク上における前記第二ツールの第二位置を算出し、前記第一ツールが前記作業姿勢で前記ワークに対して前記第一位置において接触または隣接するロボット位置を算出すると共に、該ロボット位置と前記第二位置とに基づいて前記第二ツールの位置を算出する算出部と、
前記第一ツールおよび前記第二ツールが前記作業線上を通過すると共に前記作業線に沿って前記第一ツールと前記第二ツールとの間の距離が一定になるように前記ロボット位置と前記第二ツールの位置を教示する位置教示部とを具備するオフライン教示装置。