JP7190152B2 - Teaching data creation method for articulated robots - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、自動車生産ラインにおいて、治具に載置された部品に対して作業を行う多関節ロボットのアーム先端に取り付けられたツールの動作軌跡を当該ロボットに実行させることが可能な教示データを作成する方法に関する。 For example, in an automobile production line, an articulated robot that works on a part placed on a jig can perform a motion trajectory of a tool attached to the tip of an arm of the robot. Regarding how to create data.
従来より、自動車等の生産ラインでは、人間の代わりに多数の多関節ロボットが作業を行っている。そして、これら多関節ロボットは、予め作成しておいた教示データに基づいてアーム先端に取り付けられたツールの動作を再生するようになっている。この教示データは、近年では、まずオフライン作業においてワークステーションやパソコン等の情報処理システムを用いて3D表示されたデータ上のロボットでその姿勢を検討しながら作成した後、作成した教示データを生産ラインに設置したロボットの制御部に書き込んで使用するようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, many articulated robots work in place of humans in production lines of automobiles and the like. These articulated robots are designed to reproduce the motion of the tool attached to the tip of the arm based on teaching data prepared in advance. In recent years, this teaching data is first created while examining the posture of the robot on the data displayed in 3D using an information processing system such as a workstation or a personal computer in offline work, and then the created teaching data is transferred to the production line. It is designed to be used by writing to the control unit of the robot installed in the.
ところで、上述の如きオフライン作業において作成した教示データは、そのまま現場に据え付けられたロボットの制御部に書き込むと、生産ラインに据え付けられているロボットや治具の据付位置のばらつき等によってロボットが動作時に治具等の被作業体に接触してしまうおそれがある。 By the way, if the teaching data created in the off-line work as described above is written as it is to the control unit of the robot installed on the site, the robot may be affected during operation due to variations in the installation positions of the robots and jigs installed on the production line. There is a risk of contact with a workpiece such as a jig.
これを回避するために、例えば、特許文献1では、生産ラインにおけるロボットや被作業体の据付位置のばらつきを考慮して、情報処理システムにおけるロボットと当該ロボットが作業を行う被作業体(定置ガン)との間の位置関係のばらつきを校正している。具体的には、生産ラインの現場にて、基準となる座標系作成用ターゲットを有する第1基準器具を被作業体に取り付ける一方、第2基準器具をロボットのアーム先端に取り付け、その後、ロボットを操作して第2基準器具を座標系作成ターゲットに接近又は接触させて当該座標系作成用ターゲットの座標位置から実座標系データを取得する。一方、情報処理システムにおいて、仮想モデルを用いて被作業体の座標系作成用ターゲットの設計座標位置に基づいて設計座標系データを取得する。しかる後、情報処理システムに実座標系データを取り込むとともに、設計座標系データが実座標系データに一致するように上記被作業体の座標位置を移動させる。これにより、情報処理システムにおいて、ロボットと被作業体との間の相対的な位置関係を実際の生産ラインのロボットと被作業体との間の相対的な位置関係に即したものになるようにしている。
In order to avoid this, for example, in
しかし、特許文献1のように、情報処理システムにおいて被作業体の座標位置を移動させてしまうと、1つの被作業体に対して複数のロボットが作業する工程の場合、現場においては被作業体に対するロボットの相対的な位置関係のばらつきが各々のロボットにて発生しているので、被作業体との間において相対的な位置関係のばらつきが校正されたロボット以外の各ロボットと被作業体との間に大きなずれが発生してしまい、被作業体との間で校正されたロボット以外のロボットにて作成される教示データを現場に据え付けられたロボットの制御部に書き込むと、ロボットが動作時に被作業体に接触する可能性が高くなってしまう。
However, if the coordinate position of the work object is moved in the information processing system as in
また、現場に据え付けられた各ロボット及び当該各ロボットに取り付けられたツールには、ツールとロボットとの間の組付誤差やロボットの据付誤差、さらには、ロボット及びツール自体に存在する機差等があり、これらの教示データへの影響をどのように解決するかについて特許文献1では何ら開示されていない。
In addition, each robot installed in the field and the tool attached to each robot have assembly errors between the tools and the robot, installation errors of the robot, and instrumental differences that exist in the robots and tools themselves. However,
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、1つの被作業体に対して複数のロボットが作業する場合であっても、現場に設置された設備のばらつきを考慮した多関節ロボット用の教示データを情報処理システムにて作成することにある。 The present invention has been made in view of this point, and its object is to improve the efficiency of equipment installed on site even when a plurality of robots work on a single work piece. An object of the present invention is to create teaching data for an articulated robot in consideration of variations in an information processing system.
上記の目的を達成するために、本発明は、情報処理システムにおいてロボットのアーム先端におけるツールの動作軌跡を校正するようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that an information processing system calibrates the motion trajectory of a tool at the tip of an arm of a robot.
具体的には、1つ以上の多関節ロボットと当該ロボットが作業を行う被作業体とが配置された設備において、上記被作業体に対する上記ロボットのアーム先端に取り付けられたツールの作業時における動作軌跡を上記ロボットに実行させることが可能な教示データを作成する多関節ロボット用の教示データ作成方法を対象とし、次のような解決手段を講じた。 Specifically, in a facility in which one or more articulated robots and a work object on which the robot works are arranged, the movement of a tool attached to the tip of the arm of the robot on the work object. The object of the present invention is a teaching data creation method for an articulated robot that creates teaching data that allows the robot to execute a trajectory, and the following solutions are taken.
すなわち、第1の発明では、基準位置となる座標系作成用ターゲットを有する第1基準器具を上記被作業体に取り付けるとともに第2基準器具を上記ツールに取り付けた後、上記ロボットを操作して上記座標系作成用ターゲットに接近又は接触させた上記第2基準器具の座標位置に基づいて第1座標系データを取得する座標系データ取得工程と、情報処理システムにおいて、上記設備の仮想モデルを再現するとともに当該仮想モデルを用いて上記動作軌跡の模擬教示データと上記座標系作成用ターゲットの設計座標位置に基づく設計座標系データとをそれぞれ取得するか、或いは、上記設備と同じ構成の他の設備において既に取得している上記動作軌跡の取得済教示データと上記他の設備における被作業体の基準位置において上記第1及び第2基準器具を用いて取得した第2座標系データとを上記情報処理システムに取り込む校正前教示データ取得工程と、上記情報処理システムに上記第1座標系データを取り込んだ後、上記第1座標系データに上記設計座標系データが一致するように上記模擬教示データの座標位置を移動させるか、或いは、上記第1座標系データに上記第2座標系データが一致するように上記取得済教示データの座標位置を移動させる教示データ校正工程とを経て上記模擬教示データ又は上記取得済教示データを校正して最終教示データを得るようにし、上記第1基準器具は、複数の上記座標系作成用ターゲットを所定の間隔をあけて有し、上記模擬教示データ又は上記取得済教示データは、複数の領域に区分けされた領域データになっており、当該各領域データをそれぞれ最も近くに位置する上記座標系作成用ターゲットを用いて校正することによって上記最終教示データになることを特徴とする。 That is, in the first invention, after attaching a first reference tool having a coordinate system creation target serving as a reference position to the work subject and attaching a second reference tool to the tool, the robot is operated to a coordinate system data acquisition step of acquiring first coordinate system data based on the coordinate position of the second reference instrument brought into contact with or approaching the coordinate system creation target; and reproducing a virtual model of the facility in an information processing system. and using the virtual model to acquire simulated teaching data of the motion trajectory and design coordinate system data based on the design coordinate position of the coordinate system creation target, or in other equipment having the same configuration as the equipment The above information processing system stores the already acquired teaching data of the motion trajectory and the second coordinate system data acquired using the first and second reference instruments at the reference position of the work piece in the other equipment. and a coordinate position of the simulated teaching data so that the design coordinate system data matches the first coordinate system data after the first coordinate system data is acquired into the information processing system. or the simulated teaching data or the acquired final teaching data is obtained by calibrating completed teaching data , wherein said first reference instrument has a plurality of said coordinates system creation targets at predetermined intervals, said simulated teaching data or said acquired teaching data is area data divided into a plurality of areas, and the final teaching data is obtained by calibrating each area data using the coordinate system creation target positioned closest to each other. do.
第1の発明では、情報処理システムにてロボット毎に作成した教示データの被作業体に対する相対的な位置関係を被作業体に対して各教示データを移動させることにより校正するので、被作業体に対して作業するロボットが工程に1つ以上存在する場合であっても、現場における被作業体に対して存在する各ロボットの相対的なばらつきを予め考慮した教示データを情報処理システムにて作成することができる。また、ツールやロボット自体の位置を校正するのではなくツールの動作軌跡を校正するので、情報処理システムにて作成した教示データを現場に据え付けられたロボットの制御部に書き込んで実行させたときのロボットの動作に対し、現場におけるツールとロボット本体との間における組付誤差やロボット本体における据付誤差のズレの影響が少なくなる。したがって、現場に据え付けられた各ロボットの設計値との誤差を起因とした教示データの現場での修正を少なくすることができる。 In the first invention, the positional relationship of the teaching data created for each robot in the information processing system relative to the work object is calibrated by moving each teaching data with respect to the work object. Even if there is one or more robots working on the object in the process, the information processing system creates teaching data that takes into account the relative variation of each robot that exists on the object to be worked on in advance. can do. In addition, since the movement trajectory of the tool is calibrated rather than the position of the tool or the robot itself, the teaching data created by the information processing system is written to the control unit of the robot installed on site and executed. The influence of assembly errors between the tool and the robot main body at the site and installation errors in the robot main body are less likely to affect the operation of the robot. Therefore, it is possible to reduce the number of on-site corrections of the teaching data caused by errors from the design values of each robot installed on-site.
また、教示データを各座標系作成用ターゲットに近い領域毎に校正するので、校正に使用する座標系作成用ターゲットに近い領域のツールの動作と遠い領域のツールの動作とにおいてロボットの機差により発生してしまうばらつきの最終教示データに与える影響を少なくすることができる。 In addition , since the teaching data is calibrated for each area close to each coordinate system creation target, the operation of the tool in the area close to the coordinate system creation target used for calibration and the operation of the tool in the area far from the coordinate system creation target may vary depending on the machine difference of the robot. It is possible to reduce the influence of the resulting variation on the final teaching data.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. It should be noted that the following description of preferred embodiments is merely exemplary in nature.
図1及び図2は、本発明の実施形態に係る生産ライン1を示す。この生産ライン1は、プレス成形した2つのワークW1,W2をスポット溶接により一体に組み立てるようになっている。生産ライン1は、ワークW1,W2の位置決めを行うワーク位置決め装置2(被作業体)と、溶接作業を行う一対の垂直多関節ロボット3とを備え、該両ロボット3がワーク位置決め装置2に対して作業を行う一方、ワーク位置決め装置2におけるロボット3の反対側において、作業者H1がワーク位置決め装置2にワークW1,W2をセットするようになっている。
1 and 2 show a
ワーク位置決め装置2は、上下方向に延びる回転軸4aを中央に有する平面視で格子状の回転フレーム4と、ワークW1,W2を位置決めする4つの治具5とを備え、回転フレーム4は、ロボット3に対応する位置(以下、ワーク溶接領域X1と呼ぶ)と作業者H1に対応する位置(以下、ワークセット領域X2と呼ぶ)との間でR1方向の回転(正転)とR2方向の回転(逆転)とを交互に行うようになっている。
The
回転フレーム4は、回転軸4aを挟んで対称となるように当該回転軸4aから水平方向両側に延びる第1水平フレーム41と、該第1水平フレーム41を挟んで対称となるよう当該第1水平フレーム41の長手方向両端からそれぞれ当該第1水平フレーム41と直交する水平方向に延びる一対の第2水平フレーム42と、該各第2水平フレーム42の長手方向一端の間及び各第2水平フレーム42の長手方向他端の間をそれぞれ橋絡するとともに治具5を上下にそれぞれ1つずつ着脱可能に支持する一対の支持フレーム43とを備えている。
The rotating
両第2水平フレーム42は、各支持フレーム43をその各支持フレーム43の中心軸周りに回転可能に支持しており、各支持フレーム43は、回転動作によって当該各支持フレーム43に取り付けられている各治具5の上下の位置を交互に切替可能になっている。
Both second
各支持フレーム43の両側面には、当該各支持フレーム43に治具5を着脱するために当該治具5に係合又は離脱可能な係脱ユニット44が設けられている。
Both side surfaces of each
また、各支持フレーム43の上下面には、当該各支持フレーム43に治具5を取り付けた際に各支持フレーム43に対する治具5の位置を決める位置決め部45が設けられている。
Positioning
ロボット3は、アーム3aの先端に溶接ガン6(ツール)が取り付けられていて、当該溶接ガン6の姿勢を自由に変えて溶接が行えるようになっている。
A welding gun 6 (tool) is attached to the tip of the
ワーク位置決め装置2において治具5が着脱される部分には、実座標系データ12(第1座標系データ)を取得するために用いる座標系作成用ユニット7(第1基準器具)が着脱可能になっている。
A coordinate system creation unit 7 (first reference tool) used to acquire real coordinate system data 12 (first coordinate system data) is detachably attached to a portion of the
該座標系作成用ユニット7は、図6及び図7に示すように、水平方向に延びる細長い断面矩形の角棒状をなす本体フレーム71を備え、該本体フレーム71の裏面には、支持フレーム43の位置決め部45に対応する被位置決め部(図示せず)が設けられている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the coordinate
本体フレーム71の両端には、略L字状をなす一対の被係合プレート72が固定され、治具5が取り外された支持フレーム43に本体フレーム71を載置するとともに、各係脱ユニット44を各被係合プレート72にそれぞれ係合させることによって、座標系作成用ユニット7は、ワーク位置決め装置2における予め決められた位置に取り付けられるようになっている。
A pair of substantially L-shaped engaged
本体フレーム71の上面には、上方に向かって延びる3つの第1取付フレーム73が上記本体フレーム71の長手方向に所定の間隔をあけて等間隔に設けられている。
Three first mounting frames 73 extending upward are provided on the upper surface of the
また、本体フレーム71におけるロボット3側の側面には、斜め上方に向かって延びる2つの第2取付フレーム74が上記本体フレーム71の長手方向に所定の間隔をあけて設けられ、各第2取付フレーム74は、3つの第1取付フレーム73の両端に位置する2つの第1取付フレーム73よりもそれぞれ外側に位置している。
Two second mounting frames 74 extending obliquely upward are provided on the side surface of the
各第1取付フレーム73及び各第2取付フレーム74の上端には、座標系作成用ターゲット75がそれぞれ設けられている。
A coordinate
該座標系作成用ターゲット75は、ロボット3側に設けられ、本体フレーム71の長手方向に沿って互いに反対側に延びる第1枝部75a及び第2枝部75bと、該第1枝部75a及び第2枝部75bよりもロボット3から遠い側に設けられ、第1枝部75aと同方向に延びる第3枝部75cとを備え、第1枝部75a、第2枝部75b及び第3枝部75cの延出端側下面に第1ターゲット部76、第2ターゲット部77及び第3ターゲット部78がそれぞれ取り付けられている。
The coordinate
第1ターゲット部76は、図8に示すように、略矩形板状をなしており、その下面は、下方に行くにつれて次第に縮径する角推面がなだらかな四角錐状をなしている。
As shown in FIG. 8, the
第2ターゲット部77は、図9に示すように、略矩形板状をなしており、その下面は、下方に行くにつれて次第に本体フレーム71の長手方向の幅が狭くなる傾斜面がなだらかな断面三角形状をなしている。
As shown in FIG. 9, the
第3ターゲット部78は、図10に示すように、略矩形板状をなしており、その下面は、下方に行くにつれて次第に本体フレーム71の長手方向と交差する水平方向の幅が狭くなる傾斜面がなだらかな断面三角形状をなしている。
As shown in FIG. 10, the
そして、第1ターゲット部76の下端部分、第2ターゲット部77の下端部分、及び、第3ターゲット部78の下端部分は、同一平面上に位置するように保証されている。
The lower end portion of the
溶接ガン6のシャンク先端には、座標系作成用ツール8(第2基準器具)が着脱可能になっている。
A coordinate system creating tool 8 (second reference tool) is detachable from the tip of the shank of the
座標系作成用ツール8は、図11に示すように、平面視で略楕円形板状をなすツール本体部81と、該ツール本体部81の上面中央部分から上方に円盤状に張り出す張出部82とを備え、該張出部82の中央には、先端尖鋭のピン83が上方突設されている。
As shown in FIG. 11, the coordinate
ワーク位置決め装置2及びロボット3には、図1に示すように、制御盤9が接続されている。
A
該制御盤9は、各治具5の位置を切り替える治具切替制御部9aと、両ロボット3用の教示データ10(最終教示データ)を記憶可能なデータ記憶部9bと、実座標系データ12を演算可能なデータ演算部9cを有し、各溶接ガン6の治具5に対する作業時における動作軌跡を教示データ10に基づいてロボット3に実行させることが可能になっている。
The
治具切替制御部9aは、各治具5がワーク溶接領域X1とワークセット領域X2とを交互に移動するように図示しない駆動モータに作動信号を出力して回転フレーム4を回転軸4a周りに回転させるようになっている。
The jig
また、治具切替制御部9aは、各支持フレーム43に取り付けられた2つの治具5が上側の位置と下側の位置とにそれぞれ移動するように図示しない駆動モータに作動信号を出力するようになっている。
Further, the jig
データ記憶部9bに記憶されている教示データ10は、図3に示すように、治具5の長手方向一方側領域における一方のロボット3の溶接ガン6の作業時における動作軌跡である第1領域データ20と、治具5の長手方向他方側領域における他方のロボット3の溶接ガン6の作業時における動作軌跡である第2領域データ30とで構成されている。
The
尚、データ記憶部9bは、4つの治具5のそれぞれに対応する第1領域データ20及び第2領域データ30を記憶している。
The
また、データ記憶部9bは、座標系作成用ユニット7をワーク位置決め装置2に取り付けるとともに座標系作成用ツール8を溶接ガン6の下側のシャンク先端に取り付けた状態において、ロボット3を操作して座標系作成用ツール8のピン83先端を第1ターゲット部76の下側先端、第2ターゲット部77の下側尖鋭部分及び第3ターゲット部78の下側尖鋭部分にそれぞれ接近又は接触させたときのピン83先端の座標位置をそれぞれ記憶するようになっている。本発明の実施形態の場合、データ記憶部9bは、座標系作成用ユニット7の長手方向一方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット75の第1ターゲット部76の下側先端、第2ターゲット部77の下側尖鋭部分及び第3ターゲット部78の下側尖鋭部分にそれぞれ座標系作成用ツール8のピン83先端を接近又は接触させるとともに、それらの座標位置を記憶する一方、座標系作成用ユニット7の長手方向他方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット75の第1ターゲット部76の下側先端、第2ターゲット部77の下側尖鋭部分及び第3ターゲット部78の下側尖鋭部分にそれぞれ座標系作成用ツール8のピン83先端を接近又は接触させるとともに、それらの座標位置を記憶するようになっている。
The
データ演算部9cは、図7に示すように、データ記憶部9bで記憶された第1ターゲット部76、第2ターゲット部77及び第3ターゲット部78に対するピン83先端の座標位置から上述の実座標系データ12を演算するようになっている。尚、本発明の実施形態では、便宜上、座標系作成用ユニット7の長手方向一方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット75から得られた実座標系データ12を実座標系データ12Aと呼び、座標系作成用ユニット7の長手方向他方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット75から得られた実座標系データ12を実座標系データ12Bと呼ぶことにする。
As shown in FIG. 7, the
教示データ10は、図4に示すように、情報処理システム11を用いてオフライン作業にて作成され、該情報処理システム11は、表示部11a、操作部11b、記憶部11c及び演算部11dを備えている。
As shown in FIG. 4, the teaching
表示部11aは、例えば、図12乃至図15に示すように、ワーク位置決め装置2等の仮想モデルを表示可能になっている。尚、図12乃至図15には、座標系作成用ユニット7のみが表示部11aに表示されている。また、表示部11aに表示されている仮想モデルの符号は、生産ライン1に実際に据え付けられた物と同じ符号を付すものとする。
The
操作部11bは、ロボット3の仮想モデルを操作可能になっていて、作業者は、例えば、溶接ガン6が溶接を行う位置となる複数の教示点Tn(nは自然数)を3次元の仮想空間において操作部11bを操作しながら指定できるようになっている。
The
記憶部11cは、ワーク位置決め装置2、ロボット3、治具5、溶接ガン6、座標系作成用ユニット7及び座標系作成用ツール8の仮想モデルを記憶するとともに、溶接ガン6が各教示点Tnを順に移動するようなアーム3aの動作を再現させるための模擬教示データ10Aを記憶可能になっている。本発明の実施形態では、記憶部11cは、図12に示すように、治具5の長手方向一方側領域における一方のロボット3の溶接ガン6の作業時における動作軌跡である第1領域模擬データ20Aと、治具5の長手方向他方側領域における他方のロボット3の溶接ガン6の作業時における動作軌跡である第2領域模擬データ30Aとを記憶している。
The
また、記憶部11cは、制御盤9で得られた実座標系データ12を取り込んで記憶するようになっている。
Further, the
演算部11dは、仮想モデルであるワーク位置決め装置2における第1ターゲット部76、第2ターゲット部77及び第3ターゲット部78の設計座標位置に基づいて設計座標系データ13を演算するとともに当該設計座標系データ13を記憶部11cに記憶させるようになっている。本発明の実施形態の場合、仮想モデルである座標系作成用ユニット7の長手方向一方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット75の第1ターゲット部76、第2ターゲット部77及び第3ターゲット部78の座標位置から設計座標系データ13(以下、設計座標系データ13Aと呼ぶ)を演算するとともに、仮想モデルである座標系作成用ユニット7の長手方向他方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット75の第1ターゲット部76、第2ターゲット部77及び第3ターゲット部78の座標位置から演算部11dによって設計座標系データ13(以下、設計座標系データ13Bと呼ぶ)を演算するようになっている。
The
また、演算部11dは、記憶部11cに記憶された実座標系データ12、設計座標系データ13及び模擬教示データ10Aを用いて、実座標系データ12に設計座標系データ13が一致するように模擬教示データ10Aの座標位置を移動させて最終的な教示データ10を得る演算を行うようになっている。
Further, the
具体的には、図12及び図13に示すように、第1領域模擬データ20Aの座標位置の移動は、当該第1領域模擬データ20Aに最も近くに位置する座標系作成用ユニット7の長手方向一方側の上側に位置する座標系作成用ターゲット75から得られる設計座標系データ13Aを用いて行われ、第2領域模擬データ30Aの座標位置の移動は、当該第2領域模擬データ30Aに最も近くに位置する座標系作成用ユニット7の長手方向他方側の上側に位置する座標系作成用ターゲット75から得られる設計座標系データ13Bを用いて行われるようになっている。
Specifically, as shown in FIGS. 12 and 13, the coordinate position of the first
つまり、座標系作成用ユニット7の長手方向一方側の上側に位置する座標系作成用ターゲット75を囲う所定の範囲の空間を領域A1とすると、模擬教示データ10Aにおける領域A1に位置する部分は、領域A1内の座標系作成用ターゲット75から得られる設計座標系データ13Aを用いて座標位置の移動が行われ、座標系作成用ユニット7の長手方向他方側の上側に位置する座標系作成用ターゲット75を囲う所定の範囲の空間を領域A2とすると、模擬教示データ10Aにおける領域A2に位置する部分は、領域A2内の座標系作成用ターゲット75から得られる設計座標系データ13Bを用いて座標位置の移動が行われるようになっている。
That is, assuming that a predetermined range of space surrounding the coordinate
そして、情報処理システム11にて作成された教示データ10は、情報処理システム11から書き出されるとともに、制御盤9に書き込まれてロボット3の再生動作に使われるようになっている。
The
次に、情報処理システム11にて教示データ10を作成する方法について詳述する。
Next, a method for creating
尚、作成する教示データ10は、図3に示すように、一方のロボット3の溶接ガン6が治具5の長手方向一方側領域において治具5の長手方向他方側に向かって姿勢を変えながら溶接を実施する動作軌跡である第1領域データ20と、他方のロボット3の溶接ガン6が治具5の長手方向他方側領域において治具5の長手方向他方側に向かって姿勢を変えながら溶接を実施する動作軌跡である第2領域データ30とからなるものとする。
As shown in FIG. 3, the teaching
図5に示すように、教示データ10は、生産ライン1にて実座標系データ12を得る座標系データ取得工程S1と、情報処理システム11にて仮想モデルを用いて模擬教示データ10A及び設計座標系データ13を得る校正前教示データ取得工程S2と、情報処理システム11にて最終的な教示データ10を演算する教示データ校正工程S3と、最終的に得られた教示データ10を情報処理システム11から書き出す教示データ書出し工程S4とを経て得られるようになっている。
As shown in FIG. 5, the teaching
まず、生産ライン1において、ワーク位置決め装置2の4つの治具5のうちの1つを取り外すとともに、当該部分に座標系作成用ユニット7を取り付ける。
First, in the
次に、一方側のロボット3における溶接ガン6の下側のシャンク先端に座標系作成用ツール8を取り付ける。
Next, a coordinate
次いで、座標系作成用ユニット7の長手方向一方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット75の第1ターゲット部76の下側先端、第2ターゲット部77の下側尖鋭部分及び第3ターゲット部78の下側尖鋭部分にそれぞれ座標系作成用ツール8のピン83先端を接近又は接触させるとともに、それらの座標位置をデータ記憶部9bに記憶させる。
Next, the lower tip of the
その後、データ演算部9cにおいて、データ記憶部9bにおいて記憶された各ピン83先端の座標位置に基づいて実座標系データ12Aが演算される。
After that, the
次に、一方側のロボット3の溶接ガン6から座標系作成用ツール8を取り外すとともに、他方側のロボット3における溶接ガン6の下側のシャンク先端に座標系作成用ツール8を取り付ける。
Next, the coordinate
次いで、座標系作成用ユニット7の長手方向他方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット75の第1ターゲット部76の下側先端、第2ターゲット部77の下側尖鋭部分及び第3ターゲット部78の下側尖鋭部分にそれぞれ座標系作成用ツール8のピン83先端を接近又は接触させるとともに、それらの座標位置をデータ記憶部9bに記憶させる。
Next, the lower tip of the
その後、データ演算部9cにおいて、データ記憶部9bにおいて記憶された各ピン83先端の座標位置に基づいて実座標系データ12Bが演算される。
After that, the
次に、作業者は、情報処理システム11にて、表示部11aに表示される各ロボット3の仮想モデルを操作部11bで操作して3次元の仮想空間において第1領域模擬データ20Aと第2領域模擬データ30Aとをそれぞれ作成して記憶部11cに記憶させる。
Next, in the
また、情報処理システム11に取り込まれた仮想モデルである座標系作成用ユニット7の長手方向一方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット75の第1ターゲット部76、第2ターゲット部77及び第3ターゲット部78の座標位置から演算部11dによって設計座標系データ13Aが演算されるとともに記憶部11cに記憶される。
A
さらに、情報処理システム11に取り込まれた仮想モデルである座標系作成用ユニット7の長手方向他方側における上側に位置する座標系作成用ターゲット75の第1ターゲット部76、第2ターゲット部77及び第3ターゲット部78の座標位置から演算部11dによって設計座標系データ13Bが演算されるとともに記憶部11cに記憶される。
Further, a
しかる後、演算部11dによって実座標系データ12Aに設計座標系データ13Aが一致するように第1領域模擬データ20Aの座標位置を移動させて第1領域データ20が得られるとともに、実座標系データ12Bに設計座標系データ13Bが一致するように第2領域模擬データ30Aの座標位置を移動させて第2領域データ30が得られる。
After that, the
そして、得られた第1領域データ20及び第2領域データ30は、教示データ10として情報処理システム11から書き出されるとともに、制御盤9に書き込まれて各ロボット3の再生動作に使われる。
The obtained
以上より、本発明の実施形態によると、情報処理システム11にてロボット3毎に作成した第1領域模擬データ20A及び第2領域模擬データ30Aのワーク位置決め装置2に対する相対的な位置関係をワーク位置決め装置2に対して第1領域模擬データ20A及び第2領域模擬データ30Aをそれぞれ移動させることにより校正するので、ワーク位置決め装置2に対して作業するロボット3が工程に1つ以上存在する場合であっても、現場におけるワーク位置決め装置2に対して存在する各ロボット3の相対的なばらつきを予め考慮した教示データ10を情報処理システム11にて作成することができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the relative positional relationship of the first
また、溶接ガン6やロボット3自体の位置を校正するのではなく溶接ガン6の動作軌跡を校正するので、情報処理システム11にて作成した教示データ10を現場に据え付けられたロボット3の制御盤9に書き込んで実行させたときのロボット3の動作に対し、現場における溶接ガン6とロボット3との間における組付誤差やロボット3における据付誤差のズレの影響が少なくなる。したがって、現場に据え付けられた各ロボット3の設計値との誤差を起因とした教示データ10の現場での修正を少なくすることができる。
In addition, since the motion trajectory of the
さらに、教示データ10を各座標系作成用ターゲット75に近い領域毎に校正するので、校正に使用する座標系作成用ターゲット75に近い領域の溶接ガン6の動作と遠い領域の溶接ガン6の動作とにおいてロボット3の機差により発生してしまうばらつきの教示データ10に与える影響を少なくすることができる。
Furthermore, since the
尚、本発明の実施形態では、校正前教示データ取得工程S2において、仮想モデルを用いて模擬教示データ10A及び設計座標系データ13を情報処理システム11で得ているが、これに限らず、上記生産ライン1と同じ構成の他の生産ラインにおいて既に取得している各ロボット3の溶接ガン6の動作軌跡の取得済教示データ10Bと、他の生産ラインのワーク位置決め装置2において座標系作成用ユニット7及び座標系作成用ツール8を用いて取得した他設備座標系データ14とを情報処理システム11に取り込むとともに、教示データ校正工程S3にて、実座標系データ12に他設備座標系データ14が一致するように取得済教示データ10Bの座標位置を移動させて最終的な教示データ10を得る演算を行うようにしてもよい。そうすると、情報処理システム11において模擬教示データ10Aを作成する必要が無くなるので、開発期間を短くすることができる。
In the embodiment of the present invention, the
また、本発明の実施形態では、各ロボット3の溶接ガン6の動作軌跡が1つの教示データ(第1領域データ20又は第2領域データ30)でそれぞれ構成されているが、これに限らず、例えば、各ロボット3の溶接ガン6の動作軌跡が複数の領域データからなる教示データで構成され、各領域データはそれぞれが一番近い座標系作成用ターゲット75を用いて校正されるようにしてもよい。
Further, in the embodiment of the present invention, the motion trajectory of the
また、本発明の実施形態では、2台のロボット3がワーク位置決め装置2に対して作業する場合について説明しているが、1台のロボット3がワーク位置決め装置2に対して作業する場合であっても本発明の方法を適用することができるとともに、3台以上のロボット3がワーク位置決め装置2に対して作業する場合であっても本発明の方法を適用することができる。
Also, in the embodiment of the present invention, the case where two
また、本発明の実施形態の教示データ10は、溶接ガン6がアーム3aの先端に取り付けられたロボット3の動作軌跡についてのものであるが、ロボット3のアーム先端に取り付けられるツールは、溶接ガン6以外のものであってもよい。
Further, the teaching
本発明は、例えば、自動車生産ラインにおいて、治具に載置された部品に対して作業を行う多関節ロボットのアーム先端に取り付けられたツールの動作軌跡を当該ロボットに実行させることが可能な教示データを作成する方法に適している。 For example, in an automobile production line, an articulated robot that works on a part placed on a jig can perform a motion trajectory of a tool attached to the tip of an arm of the robot. Good for how you create data.
2 ワーク位置決め装置(被作業体)
3 ロボット
6 溶接ガン(ツール)
7 座標系作成用ユニット(第1基準器具)
8 座標系作成用ツール(第2基準器具)
10 教示データ(最終教示データ)
10A 模擬教示データ
10B 取得済教示データ
11 情報処理システム
12 実座標系データ(第1座標系データ)
13 設計座標系データ
14 他設備座標系データ
20 第1領域データ
20A 第1領域模擬データ
30 第2領域データ
30A 第2領域模擬データ
75 座標系作成用ターゲット
S1 座標系データ取得工程
S2 校正前教示データ取得工程
S3 教示データ校正工程
2 Work positioning device (workpiece)
3
7 Coordinate system creation unit (first reference instrument)
8 Coordinate system creation tool (second reference instrument)
10 teaching data (final teaching data)
10A simulated teaching
13 Design coordinate
Claims (1)
基準位置となる座標系作成用ターゲットを有する第1基準器具を上記被作業体に取り付けるとともに第2基準器具を上記ツールに取り付けた後、上記ロボットを操作して上記座標系作成用ターゲットに接近又は接触させた上記第2基準器具の座標位置に基づいて第1座標系データを取得する座標系データ取得工程と、
情報処理システムにおいて、上記設備の仮想モデルを再現するとともに当該仮想モデルを用いて上記動作軌跡の模擬教示データと上記座標系作成用ターゲットの設計座標位置に基づく設計座標系データとをそれぞれ取得するか、或いは、上記設備と同じ構成の他の設備において既に取得している上記動作軌跡の取得済教示データと上記他の設備における被作業体の基準位置において上記第1及び第2基準器具を用いて取得した第2座標系データとを上記情報処理システムに取り込む校正前教示データ取得工程と、
上記情報処理システムに上記第1座標系データを取り込んだ後、上記第1座標系データに上記設計座標系データが一致するように上記模擬教示データの座標位置を移動させるか、或いは、上記第1座標系データに上記第2座標系データが一致するように上記取得済教示データの座標位置を移動させる教示データ校正工程とを経て上記模擬教示データ又は上記取得済教示データを校正して最終教示データを得るようにし、
上記第1基準器具は、複数の上記座標系作成用ターゲットを所定の間隔をあけて有し、
上記模擬教示データ又は上記取得済教示データは、複数の領域に区分けされた領域データになっており、当該各領域データをそれぞれ最も近くに位置する上記座標系作成用ターゲットを用いて校正することによって上記最終教示データになることを特徴とする多関節ロボット用の教示データ作成方法。 In a facility in which one or more articulated robots and an object to be worked by the robot are arranged, the robot is provided with a movement trajectory of a tool attached to the tip of an arm of the robot when working on the object to be worked. A teaching data creation method for an articulated robot that creates teaching data that can be executed, comprising:
After attaching a first reference instrument having a coordinate system creation target serving as a reference position to the work piece and attaching a second reference instrument to the tool, the robot is operated to approach or approach the coordinate system creation target. a coordinate system data acquisition step of acquiring first coordinate system data based on the coordinate position of the second reference instrument brought into contact;
In the information processing system, reproducing the virtual model of the equipment and using the virtual model to obtain the simulated teaching data of the motion trajectory and the design coordinate system data based on the design coordinate position of the target for creating the coordinate system. Alternatively, using the first and second reference instruments at the acquired teaching data of the motion trajectory already acquired in another facility having the same configuration as the above facility and the reference position of the work subject in the other facility a pre-calibration teaching data acquiring step of importing the acquired second coordinate system data into the information processing system;
After loading the first coordinate system data into the information processing system, the coordinate position of the simulated teaching data is moved so that the design coordinate system data matches the first coordinate system data, or a teaching data calibrating step of moving the coordinate position of the acquired teaching data so that the second coordinate system data matches the coordinate system data, and calibrating the simulated teaching data or the acquired teaching data to final teaching data. so as to obtain
The first reference instrument has a plurality of the coordinate system creation targets at predetermined intervals,
The simulated teaching data or the acquired teaching data is region data divided into a plurality of regions. A teaching data creation method for an articulated robot, wherein the teaching data is the final teaching data .
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