JPH08328632A - Method for simulating robot operation - Google Patents
Method for simulating robot operationInfo
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- JPH08328632A JPH08328632A JP12854095A JP12854095A JPH08328632A JP H08328632 A JPH08328632 A JP H08328632A JP 12854095 A JP12854095 A JP 12854095A JP 12854095 A JP12854095 A JP 12854095A JP H08328632 A JPH08328632 A JP H08328632A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
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- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットシミュレータ
を用いて産業用ロボットの動作をシミュレートすること
によりプログラミングを行なうロボット動作のシミュレ
ーション方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot operation simulation method for programming by simulating the operation of an industrial robot using a robot simulator.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、ワークに対してバリ取り、穴加
工、切断、塗装、溶接などの各種作業を、産業用ロボッ
トを用いて行なうことが多くなってきている。ロボット
を用いれば、レーザ加工機、ウォータジェット、溶接
機、スプレーガンなどの各種工具を用いて立体物を容易
に加工することができる。2. Description of the Related Art In recent years, various works such as deburring, drilling, cutting, painting, and welding are often performed on a work using an industrial robot. If a robot is used, a three-dimensional object can be easily processed using various tools such as a laser processing machine, a water jet, a welding machine, and a spray gun.
【0003】ところで、ロボットの動作をティーチング
する際に、プレイバックロボットではオンラインのティ
ーチングを行なうが、ティーチングの間は生産ラインを
停止させなければならず、動作の一部を変更しようとす
れば全体のティーチングをやり直すことになり、また細
かい動作を教示するのが難しいといった各種の問題があ
る。そこで、生産ラインを停止させることなくロボット
の動作を指示するプログラムを作成することができるよ
うに、生産ライン外でのティーチングを行なうオフライ
ンのティーチングが従来より採用されている。When teaching the operation of the robot, the playback robot performs online teaching, but the production line must be stopped during the teaching, and if a part of the operation is changed, the whole operation is required. However, there are various problems that it is difficult to teach detailed movements. Therefore, in order to be able to create a program for instructing the operation of the robot without stopping the production line, off-line teaching for performing teaching outside the production line has been conventionally used.
【0004】オフラインのティーチングを行なう際に
は、熟練者でなくてもプログミングができるように、ロ
ボットの動作をシミュレートするロボットシミュレータ
が用いられる。この種のロボットシミュレータでは、ロ
ボットによる作業環境(ワークの位置や形状、ロボット
の動作特性など)をモデル化してグラフィックディスプ
レイに表示し、オペレータがグラフィックディスプレイ
の上でコンピュータと対話しながら、作業の種類とワー
クへの作業を施すのに必要な位置(教示点という)とを
指定してプログラムを作成する(図14のS1)。ま
た、完成したプログラムをグラフィックディスプレイ上
でシミュレートし(図14のS2)、シミュレートの結
果をオペレータが確認することにより、ティーチングし
たロボットの動作が検証されるようになっている。When performing off-line teaching, a robot simulator that simulates the operation of a robot is used so that even an unskilled person can perform programming. In this type of robot simulator, the work environment of the robot (work position and shape, robot motion characteristics, etc.) is modeled and displayed on a graphic display, and the operator interacts with the computer on the graphic display to select the type of work. And a position (referred to as a teaching point) necessary for performing work on the work are designated to create a program (S1 in FIG. 14). Further, the operation of the taught robot is verified by simulating the completed program on the graphic display (S2 in FIG. 14) and checking the result of the simulation by the operator.
【0005】その後、図14にS3として示すように、
ロボットにプログラムを与えてロボットを実際に動作さ
せる。ここで、一般にワークの変形による寸法誤差、生
産ライン上でのワークの位置や姿勢の誤差、ロボットお
よびワークのモデルと実体との誤差など各種の誤差があ
るから、ロボットシミュレータで作成したプログラム上
でのロボットの位置や姿勢を補正することが要求され
る。Thereafter, as shown as S3 in FIG.
Give the robot a program to actually operate the robot. Generally, there are various errors such as dimensional error due to work deformation, work position and posture error on the production line, and error between robot and work model and substance. It is required to correct the position and orientation of the robot.
【0006】たとえば、ロボットを用いてFRP(強化
プラスチック)の成形品の外周を切断する場合について
言えば、ワークの成形時に生じる歪によってロボットの
教示点とワークの実際の位置とにずれが生じやすい。し
たがって、その位置ずれ分の補正を行なってロボットの
動作軌跡を補正する必要があるが、補正量によってはロ
ボットの動作範囲外を指示したりワークや周辺障害物と
の干渉が生じることがある。したがって、実際のロボッ
トの動作に際しては、個々のワークの位置ずれを求め
(図14のS4)、加工可能か否かを判断して(図14
のS5)、加工が可能であればロボットによる加工作業
を行ない(図14のS6)、加工作業ができない条件で
あれば教示点を補正するのである(図14のS7)。[0006] For example, when cutting the outer periphery of an FRP (reinforced plastic) molded product using a robot, a strain generated during the molding of the work tends to cause a deviation between the teaching point of the robot and the actual position of the work. . Therefore, it is necessary to correct the movement locus of the robot by correcting the position deviation, but depending on the correction amount, there may be a case where the robot is out of the movement range or interference with the work or surrounding obstacles occurs. Therefore, in the actual operation of the robot, the positional deviation of each work is determined (S4 in FIG. 14), and it is determined whether or not machining is possible (FIG.
S5), if the machining is possible, the robot performs the machining operation (S6 in FIG. 14), and if the machining operation is not possible, the teaching point is corrected (S7 in FIG. 14).
【0007】このような教示点の補正作業に際してもロ
ボットを実際に動作させると、他部材にロボットが干渉
することがある。そこで、特開平3−113512号公
報には、ロボットシミュレータで作成したプログラムの
各教示点のうちワークのモデルとの距離が所定値以内の
教示点を求めて、それらの教示点の位置データに所定の
オフセット値を加算して補正した後、補正したプログラ
ムを用いて実際にロボットを動作させて教示点の修正を
行なう方法が記載されている。この方法を用いると、動
作範囲を逸脱したり、ワークと干渉したりするのを防止
することができる。When the robot is actually operated even in the work of correcting the teaching point, the robot may interfere with other members. Therefore, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-113512, among teaching points of a program created by a robot simulator, a teaching point whose distance to a model of a work is within a predetermined value is obtained, and the position data of the teaching point is predetermined. After the offset value is added and corrected, the robot is actually operated using the corrected program to correct the teaching point. By using this method, it is possible to prevent deviation from the operation range and interference with the work.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
記載された技術は、ロボットを実際に動作させることに
よってプログラムを修正するものであり、ワークとの距
離が近いと考えられる教示点についてはオフセット値を
加算することによってロボットハンドがワークと干渉す
るのを回避している。しかしながら、オフセット値を与
えることでロボットがワークに干渉するのを回避してい
るだけであり、そのプログラムでロボットの動作に支障
が生じないことを検証するのではないから、ロボットを
実際に動作させて教示点を修正する際に教示点が動作範
囲外に位置したり、ロボットが何らかの部材に干渉した
り、ロボットに許容されていない特異点を通るなどの事
態が発生する場合がある。その結果として、ロボットを
用いた生産設備の立ち上げが遅れるという問題が生じた
り、あるいは、ワークを加工する際にロボットが動作範
囲外に逸脱したり他部材に干渉したりしてロボットを途
中で停止せざるを得なくなり、稼働率が低下するといっ
た問題が生じたりしている。By the way, the technique described in the above publication corrects the program by actually operating the robot, and offsets teaching points that are considered to be close to the workpiece. By adding the values, the robot hand is prevented from interfering with the work. However, giving the offset value only prevents the robot from interfering with the work, and does not verify that the program does not interfere with the robot's operation. When the teaching point is corrected by using the robot, the teaching point may be located outside the operation range, the robot may interfere with some member, or the robot may pass a singular point that is not allowed by the robot. As a result, there is a problem that the startup of the production equipment using the robot is delayed, or when the workpiece is machined, the robot deviates from the operating range or interferes with other members and the robot is interrupted during the process. There is a problem that the operation rate will decline due to the necessity to stop.
【0009】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、作成したプログラムを検証する際
に、ロボットを実際に動作させることなく望ましい教示
点か否かを検証することができるロボット動作のシミュ
レーション方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to verify, when verifying a created program, whether or not it is a desired teaching point without actually operating the robot. It is to provide a method of simulating a robot action that can be performed.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、上
記目的を達成するために、ワークに対する所要の作業を
行なうロボットのティーチングをオフラインで行なうに
あたり、ロボットとワークと周辺機器とのモデルを表示
するグラフィックディスプレイを備えたロボットシミュ
レータ上に上記モデルを設定し、ロボットを動作させる
プログラムを作成した後に、作成したプログラムによる
ロボットの動作をロボットシミュレータ上でのシミュレ
ーションにより検証するロボット動作のシミュレーショ
ン方法において、上記モデルの上で設定した各教示点に
対して、実際のワークおよびロボットの各教示点で許容
される範囲を各教示点の位置ずれ許容領域として与え、
次に上記教示点を用いてロボットを動作させたときに、
上記位置ずれ許容領域がロボットの可動範囲に含まれか
つ位置ずれ許容領域に他部材が干渉しないかを検証する
方法を採用している。According to the invention of claim 1, in order to achieve the above object, a model of the robot, the work, and the peripheral equipment is modeled when the teaching of the robot performing a required work on the work is performed off-line. A robot motion simulation method in which the above model is set on a robot simulator equipped with a graphic display and a program for operating the robot is created, and then the robot motion by the created program is verified by simulation on the robot simulator. , For each teaching point set on the above model, give the range allowed at each teaching point of the actual work and robot as the position deviation allowable area of each teaching point,
Next, when the robot is operated using the above teaching points,
A method for verifying whether the above-mentioned positional deviation allowable region is included in the movable range of the robot and whether another member interferes with the positional deviation allowable region is adopted.
【0011】請求項2の発明では、請求項1の発明にお
いて、位置ずれ許容領域を教示点ごとに個別に設定可能
としている。請求項3の発明では、請求項1または請求
項2の発明において、ロボットの可動範囲をロボットの
各関節ごとの可動範囲として設定する。請求項4の発明
では、請求項1ないし請求項3の発明において、位置ず
れ許容領域をワークの平行移動および回転移動を含む形
で設定している。According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the misregistration allowable region can be set individually for each teaching point. In the invention of claim 3, in the invention of claim 1 or 2, the movable range of the robot is set as a movable range for each joint of the robot. According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the invention, the misregistration allowable region is set so as to include parallel movement and rotational movement of the work.
【0012】請求項5の発明では、請求項1ないし請求
項3の発明において、作成したプログラムによるロボッ
トの動作の軌跡に沿って隣接する各一対の教示点の近傍
に、それぞれ位置ずれ許容領域を設定し、隣接する各一
対の位置ずれ許容領域の境界上に教示点の位置ずれを想
定した複数個の仮想教示点を設定し、隣接する各一対の
位置ずれ許容領域に設定した各仮想教示点間を結ぶ直線
をプログラムによるロボットの動作の軌跡とみなし、こ
の直線がロボットの可動範囲に含まれかつワーク以外の
部材と干渉しないかを検証する。According to a fifth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the invention, a misregistration allowable region is provided near each of a pair of teaching points adjacent to each other along the locus of the movement of the robot by the created program. Set a plurality of virtual teaching points on the boundary of each pair of adjacent misregistration allowance areas, assuming the deviation of the teaching point, and set each virtual teaching point in each pair of adjacent misregistration allowance areas. The straight line connecting the two is regarded as the locus of the robot motion by the program, and it is verified whether this straight line is included in the movable range of the robot and does not interfere with members other than the work.
【0013】請求項6の発明では、請求項1ないし請求
項3の発明において、作成したプログラムによるロボッ
トの動作の軌跡に沿って隣接する各一対の教示点の近傍
に、それぞれ位置ずれ許容領域を設定し、隣接する各一
対の位置ずれ許容領域の境界上および位置ずれ許容領域
の内側に教示点の位置ずれを想定した複数個の仮想教示
点を設定し、隣接する各一対の位置ずれ許容領域に設定
した各仮想教示点間を結ぶ直線をプログラムによるロボ
ットの動作の軌跡とみなし、この直線がロボットの可動
範囲に含まれかつワーク以外の部材と干渉しないかを検
証する。According to a sixth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, a misregistration allowable region is provided near each pair of teaching points adjacent to each other along the locus of the robot motion by the created program. Set a plurality of virtual teaching points on the boundary between each pair of adjacent misregistration allowance areas and inside the misregistration allowance area, and set a plurality of virtual teaching points assuming misalignment of teaching points The straight line connecting the virtual teaching points set in 1 above is regarded as the locus of the robot operation by the program, and it is verified whether this straight line is included in the robot movable range and does not interfere with members other than the work.
【0014】請求項7の発明では、請求項5または請求
項6の発明において、隣接する各一対の位置ずれ許容領
域に設定した各仮想教示点間を結ぶすべての直線がロボ
ットの可動範囲に含まれかつワーク以外の部材と干渉し
ないときに、各位置ずれ許容領域を設定した教示点を実
際のロボットに与える教示点として採用する。請求項8
の発明では、請求項1ないし請求項6の発明において、
実際のロボットを操作して作成したプログラムをロボッ
トシミュレータにより検証する。According to a seventh aspect of the invention, in the fifth or sixth aspect of the invention, all the straight lines connecting the virtual teaching points set in the pair of adjacent positional deviation allowable regions are included in the robot movable range. The teaching point in which each misregistration allowable region is set is adopted as the teaching point to be given to the actual robot when it does not interfere with a member other than the work. Claim 8
In the invention of claim 1, in the inventions of claims 1 to 6,
A robot simulator verifies a program created by operating an actual robot.
【0015】請求項9の発明では、請求項1ないし請求
項6の発明において、シミュレーョン中におけるロボッ
トのモデルの位置および姿勢の時間変化をグラフィック
ディスプレイの画面上に表示する。According to a ninth aspect of the present invention, the temporal changes in the position and orientation of the robot model during simulation are displayed on the screen of the graphic display in the first to sixth aspects of the invention.
【0016】[0016]
【作用】請求項1の発明の方法によれば、モデルの上で
設定した各教示点に対して、実際のワークおよびロボッ
トの各教示点で許容されなければならない領域を各教示
点の位置ずれ許容領域として与え、次に上記教示点を用
いてロボットを動作させたときに、上記位置ずれ許容領
域がロボットの可動範囲に含まれかつ位置ずれ許容領域
に他部材が干渉しないかを検証するのであって、ワーク
の位置ずれやロボットの制御の際の誤差などによって生
じる位置ずれを見込んで、各教示点に位置ずれ許容領域
を設定することができるから、位置ずれ許容領域がロボ
ットの可動範囲に含まれ、かつ位置ずれ許容領域に他部
材の干渉がないことを検証すれば、教示点がロボットの
可動範囲外に逸脱して作業が停止したり、教示点が他部
材と干渉して停止するなどの障害が生じないことを保証
したプログラムをロボットに与えることができる。つま
り、ロボットの動作中に可動範囲外に逸脱したり、他部
材と干渉したりすることによって停止するのを防止する
ことができ、結果的にロボットの稼働率の低下を防止す
ることができる。また、実際にロボットを動作させてロ
ボットの可動範囲や他部材との干渉を検証する場合に比
較すると、ロボットシミュレータのみによって検証する
ことができることで、プログラムの検証作業が簡素化さ
れ、仕様設計からロボットでの実際の作業に至るまでの
時間が短縮され、結果的に生産ラインの立ち上がりに要
する時間を従来よりも短縮できることになる。According to the method of the first aspect of the present invention, with respect to each teaching point set on the model, the area which must be allowed at each teaching point of the actual work and robot is displaced from each teaching point. It is given as an allowable area, and when the robot is subsequently operated using the teaching point, it is verified whether the positional deviation allowable area is included in the robot movable range and whether another member interferes with the positional deviation allowable area. Therefore, the position deviation allowable area can be set to each teaching point in anticipation of the position deviation caused by the work position deviation or the error in controlling the robot. If it is included and it is verified that there is no interference with other members in the misregistration allowable area, the teaching point deviates from the robot's movable range and work stops, or the teaching point interferes with other members and stops. A program that guarantees that a failure of Runado does not occur can give to the robot. That is, it is possible to prevent the robot from stopping due to deviation from the movable range or interference with other members during the operation of the robot, and as a result, it is possible to prevent the operating rate of the robot from decreasing. Compared with the case of actually operating the robot to verify the robot's movable range and interference with other members, the verification can be performed only by the robot simulator, which simplifies the program verification work and reduces the The time required for the actual work by the robot is shortened, and as a result, the time required to start up the production line can be shortened as compared with the conventional case.
【0017】請求項2の発明の方法によれば、位置ずれ
許容領域を教示点ごとに個別に設定可能としているの
で、ワークの場所ごとの変形のしやすさなどを考慮し
て、各場所ごとに位置ずれの程度を設定してプログラム
に対する過不足のない検証が可能になる。請求項3の発
明の方法によれば、ロボットの可動範囲をロボットの各
関節ごとの可動範囲として設定しているから、ロボット
の各関節ごとに可動範囲内か否かを検証することがで
き、また可動範囲内であっても急激な姿勢の変化が生じ
ていないかも検証することができ、プログラムを一層き
め細かく検証することができる。According to the method of the second aspect of the present invention, since the positional deviation permissible region can be set individually for each teaching point, the workability of each location is taken into consideration, and so on. By setting the degree of misalignment in, it becomes possible to verify whether the program is sufficient. According to the method of the invention of claim 3, since the movable range of the robot is set as the movable range of each joint of the robot, it is possible to verify whether each joint of the robot is within the movable range or not. Further, it is possible to verify whether or not a sudden change in posture has occurred even within the movable range, and it is possible to verify the program more finely.
【0018】請求項4の発明の方法によれば、位置ずれ
許容領域をワークの平行移動および回転移動を含む形で
設定しているから、各教示点の位置がワークやロボット
の平行移動によってずれる場合のほか、ワークにねじれ
変形が生じていてロボットハンドに把持させる工具の向
きを変える必要があるような位置ずれに対してもプログ
ラムを検証することができ、プログラムを一層厳しい条
件で検証することができる。According to the method of the fourth aspect of the present invention, since the positional deviation permissible region is set so as to include the parallel movement and the rotational movement of the work, the position of each teaching point is displaced by the parallel movement of the work or the robot. In addition to the above cases, the program can be verified even when the work is twisted and deformed, and it is necessary to change the direction of the tool gripped by the robot hand. You can
【0019】請求項5の発明の方法によれば、各教示点
の近傍にそれぞれ設定した位置ずれ許容領域の境界上に
教示点の位置ずれを想定した複数個の仮想教示点を設定
し、ロボットの動作の軌跡に沿って隣接する一対の位置
ずれ許容領域に設定した仮想教示点間を結ぶ直線が、ロ
ボットの可動範囲に含まれかつワーク以外の部材と干渉
しないかを検証するから、教示点だけではなくロボット
の動作の軌跡についても可動範囲内かつ他部材と干渉し
ないかを検証することができる。According to the method of the fifth aspect of the present invention, a plurality of virtual teaching points are set on the boundary of the misregistration allowance regions which are set near the respective teaching points and the virtual deviation of the teaching points is assumed, and the robot is set. It is verified whether the straight line connecting the virtual teaching points set in a pair of misregistration allowable areas that are adjacent to each other along the locus of the motion of the robot is included in the robot movable range and does not interfere with members other than the work. It is possible to verify not only the movement trajectory of the robot but also within the movable range and whether it interferes with other members.
【0020】請求項6の発明の方法によれば、各教示点
の近傍にそれぞれ設定した位置ずれ許容領域の境界上お
よび位置ずれ許容領域の内側に教示点の位置ずれを想定
した複数個の仮想教示点を設定し、ロボットの動作の軌
跡に沿って隣接する一対の位置ずれ許容領域に設定した
仮想教示点間を結ぶ直線が、ロボットの可動範囲に含ま
れかつワーク以外の部材と干渉しないかを検証するか
ら、請求項5の発明と同様の作用に加えて、さらにきめ
細かくロボットの動作の軌跡について可動範囲かつ他部
材と干渉しないかを検証することができる。According to the method of the sixth aspect of the present invention, a plurality of virtual hypotheses are set on the boundary of the misregistration allowance area and inside the misregistration allowance area, which are set near the respective teaching points. Is the straight line connecting the virtual teaching points set in the pair of adjacent misregistration areas along the trajectory of the robot movement set with the teaching points included in the robot movable range and not interfering with members other than the workpiece? Therefore, in addition to the same operation as that of the fifth aspect of the invention, it is possible to more finely verify whether or not the locus of the motion of the robot is in the movable range and does not interfere with other members.
【0021】請求項7の発明の方法によれば、各位置ず
れ許容領域に設定した仮想教示点を結ぶすべての直線が
ロボットの可動範囲に含まれかつ他部材と干渉しないと
きに、各位置ずれ許容領域を設定した教示点を実際のロ
ボットに与える教示点として採用するから、ロボットの
移動軌跡まで検証した上での教示点をロボットに与える
ことができる。また、作成されたプログラムにより指定
された教示点を、実際にロボットを動作させることなく
ロボットシミュレータの上で修正することができ、しか
も、修正後には教示点およびロボットの動作の軌跡につ
いてロボットの可動範囲内でありかつ他部材と干渉しな
いことが保証されるから、修正後のプログラムをロボッ
トに与えるだけでロボットを動作させることが可能にな
る。According to the method of the seventh aspect of the present invention, when all the straight lines connecting the virtual teaching points set in the respective positional deviation permissible areas are included in the movable range of the robot and do not interfere with other members, the positional deviations are caused. Since the teaching point in which the allowable area is set is adopted as the teaching point to be given to the actual robot, it is possible to give the teaching point to the robot after verifying the movement locus of the robot. In addition, the teaching point specified by the created program can be corrected on the robot simulator without actually operating the robot. Since it is guaranteed that it is within the range and does not interfere with other members, the robot can be operated only by giving the modified program to the robot.
【0022】請求項8の発明の方法によれば、実際のロ
ボットを操作して作成したプログラムをロボットシミュ
レータにより検証するのであって、シミュレーションを
行なう対象となるプログラムを容易に作成することがで
きる。請求項9の発明の方法によれば、シミュレーョン
中におけるロボットのモデルの位置および姿勢の時間変
化をグラフィックディスプレイの画面上に表示するか
ら、プログラムによるロボットの動作を目視することに
よって検証することができ、別途の処理によってロボッ
トの動作を検証する場合に比較すると、ロボットシミュ
レータの処理の負担が少なくなり、検証作業が短時間で
行なえることになる。According to the method of the eighth aspect of the present invention, since the program created by operating the actual robot is verified by the robot simulator, the program to be simulated can be easily created. According to the method of the invention of claim 9, since the time change of the position and orientation of the robot model during simulation is displayed on the screen of the graphic display, it is possible to verify by visually observing the operation of the robot by the program. As compared with the case where the robot operation is verified by a separate process, the processing load of the robot simulator is reduced, and the verification work can be performed in a short time.
【0023】[0023]
【実施例】本実施例では、図3および図4に示すよう
に、FRPの成形品であるバスタブをワークAとし、ワ
ークAの外周縁のバリ取りおよび開口を形成する作業を
ロボット10を用いて行なう例を示す。ロボット10は
ロボットハンドに加工用の工具としてウォータジェット
11を把持する。また、ウォータジェット11には、図
3、図4に示すように、変位センサ12が着脱自在に装
着される。つまり、変位センサ12による計測時以外に
は変位センサ12はロボット10から取り外され、ウォ
ータジェット11による加工作業中に変位センサ12が
作業の妨げにならないようにしてある。変位センサ12
としては、光ビームをワークに照射し照射位置の視線方
向に基づく三角測量によりワークまでの距離を求める光
学式のものや、進退自在な接触針を備えワークに接触針
の先端が接触したときの接触針の進退量に基づいてワー
クまでの距離を求める触針式のものなどを用いることが
できる。ここでは、ワークに対して非接触、非破壊での
変位測定が可能な光学式のものを用いる。また、ロボッ
ト10としては多関節ロボットを図示しているが、他の
形式のロボット10でもよい。EXAMPLE In this example, as shown in FIGS. 3 and 4, the bathtub, which is a molded product of FRP, is used as the work A, and the robot 10 is used for deburring the outer peripheral edge of the work A and forming an opening. Here is an example. The robot 10 holds the water jet 11 as a processing tool in the robot hand. A displacement sensor 12 is detachably attached to the water jet 11 as shown in FIGS. That is, the displacement sensor 12 is removed from the robot 10 except when the displacement sensor 12 is measuring, so that the displacement sensor 12 does not hinder the work during the machining work by the water jet 11. Displacement sensor 12
As an optical type that irradiates the work with a light beam and obtains the distance to the work by triangulation based on the line-of-sight direction of the irradiation position, or with a contact needle that can move back and forth, when the tip of the contact needle touches the work It is possible to use a stylus type that determines the distance to the workpiece based on the amount of advance / retreat of the contact needle. Here, an optical type that allows non-contact and non-destructive displacement measurement with respect to the work is used. Further, although the articulated robot is shown as the robot 10, the robot 10 of another type may be used.
【0024】ロボット10はコンピュータ装置である主
制御装置13により制御され、主制御装置13では、図
2に示すロボットシミュレータ20により作成されたプ
ログラムに従ってロボット10を制御する。ロボットシ
ミュレータ20と主制御装置13との間でのプログラム
の受渡しは、ロボットシミュレータ20で作成したプロ
グラムを磁気ディスク(フロッピーディスク)に格納
し、この磁気ディスクを主制御装置13に装填すること
によりプログラムを主制御装置13で使用できるように
するのが一般的であるが、データ通信によりロボットシ
ミュレータ20から主制御装置13に対してプログラム
を転送してもよい。The robot 10 is controlled by a main controller 13 which is a computer device, and the main controller 13 controls the robot 10 according to a program created by a robot simulator 20 shown in FIG. The program is transferred between the robot simulator 20 and the main controller 13 by storing the program created by the robot simulator 20 in a magnetic disk (floppy disk) and loading the magnetic disk in the main controller 13. Is generally made available to the main controller 13, but the program may be transferred from the robot simulator 20 to the main controller 13 by data communication.
【0025】ロボットシミュレータ20は、比較的大型
のグラフィックディスプレイ21を備え、入力装置とし
てキーボード23およびマウス24を備えている。さら
に、ロボットシミュレータ20には、主制御装置13へ
のプログラムの受渡しのために、磁気ディスクドライブ
22ないしは通信装置(図示せず)が設けられている。
磁気ディスクドライブ22ないし通信装置は、ロボット
10やワークAに関する情報をCADデータからロボッ
トシミュレータ20に持ち込む際にも用いられる。The robot simulator 20 has a relatively large graphic display 21 and a keyboard 23 and a mouse 24 as input devices. Further, the robot simulator 20 is provided with a magnetic disk drive 22 or a communication device (not shown) for delivering the program to the main controller 13.
The magnetic disk drive 22 or the communication device is also used when bringing in information about the robot 10 and the work A from the CAD data to the robot simulator 20.
【0026】上述した変位センサ12によるワークAの
計測は、通常はロボットシミュレータ20からロボット
10に対してプログラムが与えられた後であって、ワー
クAを実際に加工する前に行なわれる。つまり、変位セ
ンサ12で実際のワークAを計測することによって主制
御装置ロボット10は与えられたプログラム1との偏差
を求め、ロボット10の動作の軌跡をワークAに合わせ
て修正するのである。また、ロボットシミュレータ20
によりプログラムを作成する際のCADデータによるワ
ークAのモデルA′に加えて、変位センサ12での実測
値によってモデルA′を与えることによってワークAの
位置ずれや変形がどの程度生じるかを知ることができ
る。この実測値はロボット10を動作させることによっ
て得られるから、ロボット10の位置決めの誤差も含む
ことになり、後述する位置ずれ許容領域の設定に利用す
ることができる。変位センサ12での実測値をロボット
シミュレータ20で用いる場合には、実測値を主制御装
置13で磁気ディスクに書き込み、その磁気ディスクを
ロボットシミュレータ20に装填するか、主制御装置1
3からのデータ通信によってロボットシミュレータ20
に転送する。The above-mentioned measurement of the work A by the displacement sensor 12 is usually performed after the program is given from the robot simulator 20 to the robot 10 and before the work A is actually machined. That is, the main controller robot 10 obtains the deviation from the given program 1 by measuring the actual work A with the displacement sensor 12, and corrects the trajectory of the operation of the robot 10 in accordance with the work A. In addition, the robot simulator 20
In addition to the model A ′ of the work A based on the CAD data when the program is created, the model A ′ is given by the actual value measured by the displacement sensor 12 so as to know how much the work A is displaced or deformed. You can Since this measured value is obtained by operating the robot 10, it also includes an error in the positioning of the robot 10, and can be used for setting a misregistration allowable region described later. When the measured value of the displacement sensor 12 is used in the robot simulator 20, the measured value is written on the magnetic disk by the main controller 13 and the magnetic disk is loaded into the robot simulator 20 or the main controller 1 is used.
Robot simulator 20 by data communication from 3
Transfer to.
【0027】次に、本実施例の処理手順について説明す
る。本実施例では、基本的に、ロボットシミュレータ2
0の上でロボット10を動作させるためのプログラムを
作成(すなわち、オフラインのティーチング)する第1
過程と、ロボットシミュレータ20の上でプログラムに
よるロボット10の動作範囲が実際のロボット10の可
動範囲内か否か、またロボット10が他の部材に干渉し
ないか否かの検証を行なう第2過程と、検証後のプログ
ラムを実際のロボット10に与えてワークAに対する作
業を行なう第3過程とからなる。Next, the processing procedure of this embodiment will be described. In the present embodiment, basically, the robot simulator 2
First to create a program for operating the robot 10 on 0 (that is, offline teaching)
And a second step of verifying whether the operating range of the robot 10 is within the actual movable range of the robot 10 by the program on the robot simulator 20 and whether the robot 10 does not interfere with other members. , And a third process of giving the verified program to the actual robot 10 to perform work on the work A.
【0028】まず、ロボットシミュレータ20の上での
プログラミングを行なう第1過程について説明する。第
1過程では、生産ライン上の基準位置に変形や歪みのな
いワークAが存在し、ロボット10も誤差なく動作する
という理想化したデータを用いる。つまり、ロボットシ
ミュレータ20は、CADデータなどによって、ワーク
Aの形状に関する情報およびロボット10の形状や動作
特性、周辺機器のレイアウトなどを得て、ロボット1
0、ワークA、周辺機器についての基準のモデル1
0′,A′(周辺機器のモデルは図示していない)を作
成し、グラフィックディスプレイ21の画面にモデル1
0′,A′を表示する。また、ロボット10のモデル1
0′に対して、キーボード23やマウス24を用いて教
示点の位置および作業内容を指示する。たとえば、バリ
取りを行なう直線の始点と終点とを教示点としたり、角
穴を形成するのであれば4隅の位置などを教示点として
示すのである。この作業が終了すれば、ロボットシミュ
レータ20ではロボット10の教示点、動作の軌跡、作
業内容を含むプログラムを自動的に作成する。つまり、
ここまでの処理は従来より知られているオフラインのテ
ィーチングでの一般的作業である(図1のS1)。First, the first process of programming on the robot simulator 20 will be described. In the first process, idealized data is used in which the work A having no deformation or distortion exists at the reference position on the production line, and the robot 10 also operates without error. That is, the robot simulator 20 obtains information on the shape of the work A, the shape and operation characteristics of the robot 10, the layout of peripheral devices, and the like from the CAD data, and the like.
0, work A, reference model 1 for peripherals
0 ', A' (models of peripheral devices are not shown) are created, and the model 1 is displayed on the screen of the graphic display 21.
0 ', A'is displayed. Also, the model 1 of the robot 10
For 0 ', the position of the teaching point and the work content are instructed using the keyboard 23 and the mouse 24. For example, the starting point and the ending point of a straight line for deburring are used as teaching points, or the positions of the four corners are used as teaching points if square holes are formed. When this work is completed, the robot simulator 20 automatically creates a program including the teaching point of the robot 10, the locus of motion, and the work content. That is,
The processing up to this point is a general work in the conventionally known offline teaching (S1 in FIG. 1).
【0029】ここにおいて、ロボットシミュレータ20
によりシミュレートするプログラムは、必ずしもロボッ
トシミュレータ20の上で作成する必要はなく、オンラ
インでのティーチングの場合と同様に、ロボットを実際
に操作することによって作成してもよい。この場合、ロ
ボット動作プログラムファイルを設けておき、作成した
プログラムに含まれる、各教示点におけるロボットの各
軸の回転角度、直線補間を行なう場合のデータ、入出力
の設定などを格納しておく。Here, the robot simulator 20
The program to be simulated by does not necessarily have to be created on the robot simulator 20, and may be created by actually operating the robot as in the case of online teaching. In this case, a robot operation program file is provided, and the rotation angle of each axis of the robot at each teaching point, the data for performing linear interpolation, the input / output settings, etc. included in the created program are stored.
【0030】次に、作成されたプログラムによってロボ
ット10を動作させたときに、ロボット10の可動範囲
を逸脱したり、ロボット10が他部材と干渉したりする
ことがないかをロボットシミュレータ20の上で検証す
る。つまり、CADデータのような理想的なデータに基
づいて作成されたプログラムは、ロボット10の理想的
な教示点や理想的な動作の軌跡を示すが、ワークAはF
RPの成形品であるから局所的な変形や反りが生じてい
ることが多く、実際のワークAに加工を施すには、上述
のように、変位センサ12での実測の結果に基づいてロ
ボット10の位置を補正することが必要になる。しかし
ながら、補正した位置はロボット10の可動範囲である
保証はなく、また他部材に干渉しないという保証もな
い。そこで、本実施例では補正した位置がロボット10
の可動範囲内であって他部材に干渉しない位置であるか
どうかを、あらかじめ検証した上でロボット10に与え
るのである。Next, when the robot 10 is operated by the created program, the robot simulator 20 is checked to see if it deviates from the movable range of the robot 10 or the robot 10 interferes with other members. Verify with. That is, a program created based on ideal data such as CAD data shows an ideal teaching point of the robot 10 and an ideal locus of motion, but the work A is F
Since it is a molded product of RP, local deformation and warpage are often generated, and therefore, in order to process the actual work A, as described above, the robot 10 is based on the result of actual measurement by the displacement sensor 12. It is necessary to correct the position of. However, there is no guarantee that the corrected position is within the movable range of the robot 10, and there is no guarantee that it will not interfere with other members. Therefore, in this embodiment, the corrected position is the robot 10
It is given to the robot 10 after verifying in advance whether or not the position is within the movable range and does not interfere with other members.
【0031】この検証作業にあたっては、まず、図5に
示すように、ワークAのモデルA′における各教示点P
i(i=1,2,……,5)の周囲に教示点Piの範囲
として許容されなければならない領域としての位置ずれ
許容領域Di(i=1,2,……,5)を設定する(図
1のS2)。位置ずれ許容領域Diは各教示点Piを中
心とする同じ半径の球として設定される。In this verification work, first, as shown in FIG. 5, each teaching point P in the model A'of the work A is shown.
A misregistration allowable area Di (i = 1, 2, ..., 5) is set around i (i = 1, 2, ..., 5) as an area that must be allowed as the range of the teaching point Pi. (S2 in FIG. 1). The misregistration allowable area Di is set as a sphere having the same radius with each teaching point Pi as the center.
【0032】位置ずれ許容領域Diの半径は、ワークA
の変形、生産ライン上でのワークAの位置決めの誤差、
ロボット10の位置決めの誤差などを考慮して、経験的
に設定される。ただし、上述のように変位センサ12に
よりワークAを実測し、複数個のワークAの実測値に基
づいて決定することも可能である。位置ずれ許容領域D
iの設定に際しては、決定した位置ずれ量をキーボード
23を用いてロボットシミュレータ20に入力するので
あり、この操作によってグラフィックディスプレイ21
の画面上の各教示点Piの周囲に位置ずれ許容領域Di
が表示される。ここにおいて画面上では3次元表示を行
なう。The radius of the positional deviation permissible region Di is the work A
Deformation, positioning error of work A on the production line,
It is set empirically in consideration of a positioning error of the robot 10. However, it is also possible to actually measure the work A by the displacement sensor 12 as described above and to make a determination based on the actually measured values of the plurality of works A. Misalignment allowance area D
When setting i, the determined positional deviation amount is input to the robot simulator 20 using the keyboard 23, and by this operation, the graphic display 21
Misregistration allowable area Di around each teaching point Pi on the screen
Is displayed. Here, three-dimensional display is performed on the screen.
【0033】上述のように位置ずれ許容領域Diを設定
した後、図6のように、ロボット10に規定されている
3次元直交座標系の各座標軸の方向の直線であって各教
示点Piを通る各直線と、各位置ずれ許容領域Diの境
界との交点に仮想教示点Qを設定する。つまり、1つの
教示点Piに対して6個の仮想教示点Qが設定されるこ
とになる。仮想教示点Qを設定する教示点Piがオフラ
インのティーチングによる教示点でない場合は、オンラ
インのティーチングによる教示点として上述したロボッ
ト動作プログラムファイルから教示点のデータを読み出
し、仮想教示点Qを設定する。After setting the positional deviation permissible area Di as described above, as shown in FIG. 6, each teaching point Pi is a straight line in the direction of each coordinate axis of the three-dimensional rectangular coordinate system defined by the robot 10. The virtual teaching point Q is set at the intersection of each passing straight line and the boundary of each misregistration allowable area Di. That is, six virtual teaching points Q are set for one teaching point Pi. If the teaching point Pi for setting the virtual teaching point Q is not the teaching point for the offline teaching, the teaching point data is read from the above-mentioned robot operation program file as the teaching point for the online teaching, and the virtual teaching point Q is set.
【0034】各位置ずれ許容領域Diの半径は同じでも
よいが、ワークAの各部分ごとに位置ずれの生じる量に
差があるときには、図7に示すように、各教示点Piご
との位置ずれ許容領域Diの半径を適宜設定することが
可能になっている。各教示点Piごとに位置ずれ許容領
域Diの半径を異なる値に設定するか、一律に等しい半
径を設定するかは、キーボード23ないしマウス24で
選択できるようにしてある。The radii of the misregistration allowable areas Di may be the same, but when there is a difference in the amount of misregistration that occurs in each part of the work A, as shown in FIG. The radius of the allowable area Di can be set appropriately. The keyboard 23 or the mouse 24 can be used to select whether the radius of the misregistration allowable area Di is set to a different value or is set uniformly for each teaching point Pi.
【0035】また、ワークAにはねじれが生じることも
あり、この場合には工具としてのウォータジェット12
の向き(姿勢)を調節することが必要になる。そこで、
ロボット10がウォータジェット12の向きについても
制御可能なものである場合には、図8に示すように、ウ
ォータジェット12の向きの制御範囲を考慮して、各仮
想教示点Qごとに3次元の各方向が設定されることにな
る。つまり、各仮想教示点Qは、教示点Piとの距離に
よって平行移動による誤差分を考慮することになり、3
次元の各方向によって回転移動による誤差分を考慮する
ことになる。Further, the work A may be twisted, and in this case, the water jet 12 as a tool is used.
It is necessary to adjust the direction (posture) of the. Therefore,
When the robot 10 can control the direction of the water jet 12 as well, as shown in FIG. 8, a three-dimensional shape is set for each virtual teaching point Q in consideration of the control range of the direction of the water jet 12. Each direction will be set. That is, each virtual teaching point Q takes into consideration an error due to parallel movement depending on the distance from the teaching point Pi.
The error due to the rotational movement is taken into consideration depending on each direction of the dimension.
【0036】以上のような位置ずれ許容領域Diおよび
仮想教示点Qの設定後に、ロボットシミュレータ20の
上でロボット10の動作のシミュレーションを行なう
(S3)。動作のシミュレーションに際しては、まず、
図9に示すように、ウォータジェット12が各教示点P
iと各仮想教示点Qとにそれぞれ到達したときのロボッ
ト10の各関節の回転角を求める。このとき、ロボット
10の各関節が回転しうる可動範囲を逸脱していない
か、他部材(ワークAの他の箇所や周辺機器)との干渉
はないかをグラフィックディスプレイ21の画面上で確
認する。また、上述のようにウォータジェット12の向
きが制御可能な場合には、位置ずれ許容領域Diの境界
の上に設定した仮想教示点Qでのウォータジェット12
の向きが教示点Piでのウォータジェット12の向きに
対して所定角度より大きく変化していないか否かを確認
する。ロボット10の各関節の可動範囲を逸脱したり、
他部材と干渉したり、あるいはウォータジェット12の
向きが大幅に変化している場合には、プログラムが適切
ではないと判断する。After setting the misregistration allowable area Di and the virtual teaching point Q as described above, the operation of the robot 10 is simulated on the robot simulator 20 (S3). When simulating the operation, first,
As shown in FIG. 9, the water jet 12 is set at each teaching point P.
The rotation angle of each joint of the robot 10 when i and each virtual teaching point Q are reached are obtained. At this time, it is confirmed on the screen of the graphic display 21 whether or not each joint of the robot 10 has deviated from the movable range in which it can rotate, and whether or not it interferes with other members (other parts of the work A and peripheral devices). . When the direction of the water jet 12 can be controlled as described above, the water jet 12 at the virtual teaching point Q set on the boundary of the misregistration allowable region Di.
It is confirmed whether or not the direction of is not larger than the predetermined angle with respect to the direction of the water jet 12 at the teaching point Pi. It deviates from the movable range of each joint of the robot 10,
If it interferes with other members or if the direction of the water jet 12 has changed significantly, it is determined that the program is not appropriate.
【0037】教示点Piに関する上記した検証の処理を
まとめると、図10のようになる。すなわち、まず教示
点Piの周囲に設定した位置ずれ許容領域Diの範囲
で、ワークAのモデルA′との干渉がないか否かを判定
する(S1)。干渉がなければロボット10の動作可能
範囲(各関節の回転角が規定範囲)であるか否かを判定
する(S2)。さらに、動作可能範囲であれば、ロボッ
ト10の各関節の回転角の変化が所定範囲内か否かを判
定する(S3)。このようにして3段階の判定条件をす
べて満たしたときに、その挟持点Piが採用されるので
ある(S4)。一方、いずれかの判定条件が満たされな
いときには、干渉があればその教示点をグラフィックデ
ィスプレイ21に表示し(S5)、動作範囲外になれば
その関節と値とを表示し(S7)に表示し、関節の回転
角に急激な変化(所定値以上の変化)があればその関節
と教示点とを表示する(S9)。このように判定条件が
満たされないときには、さらに、教示点Piの修正も行
なう(S6、S8,S10)。つまり、干渉があれば干
渉しない方向に教示点Piを修正し(S6)、ロボット
10の動作範囲外であればその関節に着目し(S8)、
また関節の回転角が急激に変化したときには変化した関
節に着目することによって(S10)、教示点を修正す
る。The above-mentioned verification processing relating to the teaching point Pi can be summarized as shown in FIG. That is, first, it is determined whether or not there is interference with the model A ′ of the work A within the range of the positional deviation permissible region Di set around the teaching point Pi (S1). If there is no interference, it is determined whether or not it is within the operable range of the robot 10 (the rotation angle of each joint is within the specified range) (S2). Further, if it is within the operable range, it is determined whether the change in the rotation angle of each joint of the robot 10 is within the predetermined range (S3). In this way, when all the three judgment conditions are satisfied, the nipping point Pi is adopted (S4). On the other hand, if any of the determination conditions is not satisfied, the teaching point is displayed on the graphic display 21 if there is interference (S5), and if it is out of the operating range, the joint and the value are displayed on (S7). If there is a sudden change in the rotation angle of the joint (change over a predetermined value), the joint and the teaching point are displayed (S9). When the determination condition is not satisfied in this way, the teaching point Pi is also corrected (S6, S8, S10). That is, if there is interference, the teaching point Pi is corrected so that it does not interfere (S6), and if it is outside the movement range of the robot 10, the joint is focused (S8),
When the rotation angle of the joint changes rapidly, the taught point is corrected by focusing on the changed joint (S10).
【0038】ところで、位置ずれ許容領域Diの半径が
比較的小さい場合には、図11のように、多数の仮想教
示点Qを位置ずれ許容領域Diの境界上に設定し、ロボ
ット10の動作の軌跡に沿って隣接する一対の教示点P
iについて設定した位置ずれ許容領域Diの上のすべて
の仮想教示点Qを相互に結ぶ直線を設定する。これらの
直線の集合はロボット10がとりうる動作の軌跡の集合
になるから、直線の集合によってロボット10が移動す
ると予想される動作軌跡領域E12,E14を示すことにな
る。そこで、各直線に沿ってロボット10の動作のシミ
ュレーションを行ない、ロボット10の可動範囲で移動
可能であるか、また他部材との干渉がないかを検証す
る。つまり、教示点Piの検証のみではなく、ロボット
10の移動軌跡についてもプログラムの適否を検証す
る。ここでも、教示点Piの検証と同様に、ロボット1
0の可動範囲を逸脱していたり、他部材との干渉があれ
ば教示点Piを補正する。By the way, when the radius of the positional deviation permissible region Di is relatively small, a large number of virtual teaching points Q are set on the boundary of the positional deviation permissible region Di as shown in FIG. A pair of teaching points P adjacent to each other along the locus
A straight line connecting all the virtual teaching points Q on the misregistration allowable area Di set for i is set. Since the set of these straight lines is a set of loci of motions that the robot 10 can take, it represents the motion locus regions E 12 and E 14 where the robot 10 is expected to move by the set of straight lines. Therefore, a simulation of the operation of the robot 10 is performed along each straight line, and it is verified whether or not the robot 10 can move within the movable range and whether or not it interferes with other members. That is, the suitability of the program is verified not only for the teaching point Pi but also for the movement trajectory of the robot 10. Here, as in the verification of the teaching point Pi, the robot 1
If it deviates from the movable range of 0 or if it interferes with other members, the teaching point Pi is corrected.
【0039】また、位置ずれ許容領域Diの半径が比較
的大きい場合には、図12に示すように、各位置ずれ許
容領域Diの内部に教示点Piを中心とする少なくとも
1個の球面C1 〜C3 を設定し、位置ずれ許容領域Di
の境界および上記球面C1 〜C3 に多数の仮想教示点Q
を設定する。その後、図11に示した例と同様に、隣接
する位置ずれ許容領域Diの仮想教示点Q同士を結ぶ直
線を設定することにより、動作軌跡領域E12,E14を設
定し、各直線の上でロボット10を移動させた場合のロ
ボット10の可動範囲との関係および他部材との干渉を
検証する。このような処理によって、各教示点Piとロ
ボット10の動作の軌跡とについて、ロボット10の可
動範囲および他部材との干渉を検証することができる。
また、図12に示した方法を採用することによって、位
置ずれ許容領域Diが比較的大きく設定されている場合
でもロボット10の軌跡として予想される範囲について
プログラムを万遍なく検証することができる。Further, when the radius of the misregistration allowable area Di is relatively large, as shown in FIG. 12, at least one spherical surface C 1 centered on the teaching point Pi is provided inside each misregistration allowable area Di. ~ C 3 is set, and the positional deviation allowable area Di is set.
On the boundary of the sphere and on the spherical surfaces C 1 to C 3
Set. After that, similarly to the example shown in FIG. 11, by setting a straight line connecting the virtual teaching points Q of the adjacent positional deviation permissible regions Di, the motion locus regions E 12 and E 14 are set, and the motion locus regions E 12 and E 14 are set. The relationship with the movable range of the robot 10 and the interference with other members when the robot 10 is moved with are verified. By such processing, it is possible to verify the movable range of the robot 10 and the interference with other members for each teaching point Pi and the trajectory of the operation of the robot 10.
Further, by adopting the method shown in FIG. 12, even if the positional deviation permissible region Di is set to be relatively large, the program can be uniformly verified for the range expected as the trajectory of the robot 10.
【0040】上述したように、ロボット10のモデル1
0′のシミュレーション中の動作は、ロボットシミュレ
ータ20のグラフィックディスプレイ21の画面上に表
示し、目視によってプログラムを検証できるようにす
る。また、グラフィックディスプレイ21をカラー表示
可能なものとする場合には、教示点Piを修正した際に
修正前と修正後との教示点Piの色を変えることによっ
て教示点Piの変更の視認を容易にする。As described above, the model 1 of the robot 10
The motion of 0'during the simulation is displayed on the screen of the graphic display 21 of the robot simulator 20 so that the program can be visually verified. Further, in the case where the graphic display 21 can be displayed in color, when the teaching point Pi is modified, the color of the teaching point Pi before and after the modification is changed to facilitate visual recognition of the change of the teaching point Pi. To
【0041】上述のようなプログラムの検証作業によっ
て問題がなければ、図13に示すように、動作軌跡領域
E12,E14をシミュレーションにより検証されたシミュ
レーション範囲F12,F14として採用する。また、シミ
ュレーション範囲F12,F14を決定したときの教示点P
iを実際のロボット10に与える教示点として採用し、
隣接する教示点Piを結ぶ直線をロボット10の動作軌
跡T12,T14として採用する。また、プログラムの検証
作業におけるいずれかの段階で問題が生じれば、その教
示点Piでは加工ができないものとして(S4)、教示
点Piを修正して(S8)上記検証作業を繰り返す。If there is no problem in the verification work of the program as described above, as shown in FIG. 13, the motion locus regions E 12 , E 14 are adopted as the simulation ranges F 12 , F 14 verified by the simulation. In addition, the teaching point P when the simulation ranges F 12 and F 14 are determined
i is adopted as a teaching point to be given to the actual robot 10,
The straight lines connecting the adjacent teaching points Pi are adopted as the movement trajectories T 12 , T 14 of the robot 10. Further, if a problem occurs at any stage in the verification work of the program, it is determined that the teaching point Pi cannot be processed (S4), the teaching point Pi is corrected (S8), and the verification work is repeated.
【0042】適切な教示点Piが設定された後には、実
際のロボット10にプログラムを与え(S5)、実際の
各ワークAの位置を変位センサ12で測定することによ
り、ワークAの位置に応じてプログラムで指示された教
示点を補正し(S6)、ロボット10による加工作業を
行なうのである(S7)。ここで、実際のワークAに応
じた補正を行なっても、補正が許容される範囲について
はロボットシミュレータ20によるシミュレーションで
問題のないことが保証されているから、ロボット10が
可動範囲を逸脱したり、他部材と干渉したりして停止す
ることがないのである。After the appropriate teaching point Pi is set, a program is given to the actual robot 10 (S5), and the actual position of each work A is measured by the displacement sensor 12 to determine the position of the work A. Then, the teaching point designated by the program is corrected (S6), and the machining operation by the robot 10 is performed (S7). Here, even if the correction is performed according to the actual work A, it is guaranteed that there is no problem in the simulation by the robot simulator 20 in the range in which the correction is allowed. Therefore, the robot 10 may deviate from the movable range. It does not stop due to interference with other members.
【0043】[0043]
【発明の効果】請求項1の発明は、モデルの上で設定し
た各教示点に対して、実際のワークおよびロボットの各
教示点で許容されなければならない領域を各教示点の位
置ずれ許容領域として与え、次に上記教示点を用いてロ
ボットを動作させたときに、上記位置ずれ許容領域がロ
ボットの可動範囲に含まれかつ位置ずれ許容領域に他部
材が干渉しないかを検証するので、ワークの位置ずれや
ロボットの制御の際の誤差などによって生じる位置ずれ
を見込んで、各教示点に位置ずれ許容領域を設定するこ
とができ、位置ずれ許容領域がロボットの可動範囲に含
まれ、かつ位置ずれ許容領域に他部材の干渉がないこと
を検証すれば、教示点がロボットの可動範囲外に逸脱し
て作業が停止したり、教示点が他部材と干渉して停止す
るなどの障害が生じないことを保証したプログラムをロ
ボットに与えることができるという利点を有する。つま
り、ロボットの動作中に可動範囲外に逸脱したり、他部
材と干渉したりすることによって停止するのを防止する
ことができ、結果的にロボットの稼働率の低下を防止す
ることができるという効果がある。また、実際にロボッ
トを動作させてロボットの可動範囲や他部材との干渉を
検証する場合に比較すると、ロボットシミュレータのみ
によって検証することができることで、プログラムの検
証作業が簡素化され、仕様設計からロボットでの実際の
作業に至るまでの時間が短縮され、結果的に生産ライン
の立ち上がりに要する時間を従来よりも短縮できるとい
う利点がある。According to the first aspect of the present invention, with respect to each teaching point set on the model, an area which must be allowed at each teaching point of the actual work and robot is a position shift allowable area of each teaching point. Then, when the robot is operated by using the teaching point, it is verified whether the above-mentioned positional deviation allowable region is included in the robot movable range and whether another member interferes with the positional deviation allowable region. The position deviation allowable area can be set for each teaching point in anticipation of the position deviation caused by the position deviation of the robot or the error in controlling the robot, and the position deviation allowable area is included in the robot movable range and If it is verified that there is no interference with other members in the shift allowable area, there will be obstacles such as the teaching point deviating from the robot's movable range and the work being stopped, or the teaching point interfering with other members and stopping. It has the advantage that it is possible to provide the program to the robot that ensures no. In other words, it is possible to prevent the robot from stopping due to deviation from the movable range or interference with other members during the operation of the robot, and as a result, it is possible to prevent a decrease in the operating rate of the robot. effective. Compared with the case of actually operating the robot to verify the robot's movable range and interference with other members, the verification can be performed only by the robot simulator, which simplifies the program verification work and reduces the There is an advantage that the time required for actual work by the robot can be shortened, and as a result, the time required to start up the production line can be shortened as compared with the conventional case.
【0044】請求項2の発明は、位置ずれ許容領域を教
示点ごとに個別に設定可能としているので、ワークの場
所ごとの変形のしやすさなどを考慮して、各場所ごとに
位置ずれの程度を設定してプログラムに対する過不足の
ない検証が可能になるという利点がある。請求項3の発
明は、ロボットの可動範囲をロボットの各関節ごとの可
動範囲として設定しているから、ロボットの各関節ごと
に可動範囲内か否かを検証することができ、また可動範
囲内であっても急激な姿勢の変化が生じていないかも検
証することができ、プログラムを一層きめ細かく検証す
ることができるという利点がある。According to the second aspect of the present invention, since the position shift allowable area can be set individually for each teaching point, the position shift of each position is taken into consideration in consideration of easiness of deformation for each place of the work. There is an advantage that it is possible to verify the program without excess or deficiency by setting the degree. According to the invention of claim 3, since the movable range of the robot is set as the movable range of each joint of the robot, it is possible to verify whether each joint of the robot is within the movable range or not. However, it is possible to verify whether or not a sudden change in posture has occurred, and there is an advantage that the program can be verified more finely.
【0045】請求項4の発明は、位置ずれ許容領域をワ
ークの平行移動および回転移動を含む形で設定している
から、各教示点の位置がワークやロボットの平行移動に
よってずれる場合のほか、ワークにねじれ変形が生じて
いてロボットハンドに把持させる工具の向きを変える必
要があるような位置ずれに対してもプログラムを検証す
ることができ、プログラムを一層厳しい条件で検証する
ことができるという効果を奏する。According to the fourth aspect of the present invention, since the positional deviation permissible area is set to include the parallel movement and the rotational movement of the work, the position of each teaching point is displaced due to the parallel movement of the work or the robot. The effect that the program can be verified even if the work is twisted and the position shift that requires changing the direction of the tool gripped by the robot hand can be verified, and the program can be verified under more severe conditions. Play.
【0046】請求項5の発明は、各教示点の近傍にそれ
ぞれ設定した位置ずれ許容領域の境界上に教示点の位置
ずれを想定した複数個の仮想教示点を設定し、ロボット
の動作の軌跡に沿って隣接する一対の位置ずれ許容領域
に設定した仮想教示点間を結ぶ直線が、ロボットの可動
範囲に含まれかつワーク以外の部材と干渉しないかを検
証するから、教示点だけではなくロボットの動作の軌跡
についても可動範囲内かつ他部材と干渉しないかを検証
することができるという利点がある。According to a fifth aspect of the present invention, a plurality of virtual teaching points are set on the boundaries of the misregistration allowance regions which are set near the respective teaching points, and a plurality of virtual teaching points are set assuming the displacement of the teaching points. It is verified whether the straight line connecting the virtual teaching points set in a pair of misregistration allowable areas adjacent to each other along the robot is included in the robot movable range and does not interfere with members other than the work. It is also possible to verify whether or not the locus of the movement of (1) is within the movable range and does not interfere with other members.
【0047】請求項6の発明は、各教示点の近傍にそれ
ぞれ設定した位置ずれ許容領域の境界上および位置ずれ
許容領域の内側に教示点の位置ずれを想定した複数個の
仮想教示点を設定し、ロボットの動作の軌跡に沿って隣
接する一対の位置ずれ許容領域に設定した仮想教示点間
を結ぶ直線が、ロボットの可動範囲に含まれかつワーク
以外の部材と干渉しないかを検証するから、請求項5の
発明と同様の作用に加えて、さらにきめ細かくロボット
の動作の軌跡について可動範囲かつ他部材と干渉しない
かを検証することができるという利点がある。According to a sixth aspect of the present invention, a plurality of virtual teaching points are set on the boundary of the misregistration allowance areas set in the vicinity of each teaching point and inside the misregistration allowance area assuming the deviation of the teaching points. However, it is verified whether the straight line connecting the virtual teaching points set in the pair of misregistration allowable areas that are adjacent to each other along the locus of the robot motion is included in the robot movable range and does not interfere with members other than the work. In addition to the same operation as the fifth aspect of the invention, there is an advantage that it is possible to finely verify whether or not the locus of the motion of the robot is in the movable range and does not interfere with other members.
【0048】請求項7の発明は、各位置ずれ許容領域に
設定した仮想教示点を結ぶすべての直線がロボットの可
動範囲に含まれかつ他部材と干渉しないときに、各位置
ずれ許容領域を設定した教示点を実際のロボットに与え
る教示点として採用するから、ロボットの移動軌跡まで
検証した上での教示点をロボットに与えることができる
という効果を奏する。また、作成されたプログラムによ
り指定された教示点を、実際にロボットを動作させるこ
となくロボットシミュレータの上で修正することがで
き、しかも、修正後には教示点およびロボットの動作の
軌跡についてロボットの可動範囲内でありかつ他部材と
干渉しないことが保証されるから、修正後のプログラム
をロボットに与えるだけでロボットを動作させることが
可能になるという利点がある。According to a seventh aspect of the present invention, each positional deviation allowable area is set when all the straight lines connecting the virtual teaching points set in each positional deviation allowable area are included in the robot movable range and do not interfere with other members. Since the teaching point is adopted as the teaching point to be given to the actual robot, the teaching point can be given to the robot after the movement locus of the robot is verified. In addition, the teaching point specified by the created program can be corrected on the robot simulator without actually operating the robot. Since it is guaranteed that it is within the range and does not interfere with other members, there is an advantage that the robot can be operated only by giving the corrected program to the robot.
【0049】請求項8の発明は、実際のロボットを操作
して作成したプログラムをロボットシミュレータにより
検証するのであって、シミュレーションを行なう対象と
なるプログラムを容易に作成することができるという利
点がある。請求項9の発明は、シミュレーョン中におけ
るロボットのモデルの位置および姿勢の時間変化をグラ
フィックディスプレイの画面上に表示するから、プログ
ラムによるロボットの動作を目視することによって検証
することができ、別途の処理によってロボットの動作を
検証する場合に比較すると、ロボットシミュレータの処
理の負担が少なくなり、検証作業が短時間で行なえると
いう利点がある。The invention of claim 8 verifies a program created by operating an actual robot by a robot simulator, and has an advantage that a program to be simulated can be easily created. According to the invention of claim 9, since the time change of the position and posture of the robot model during simulation is displayed on the screen of the graphic display, it is possible to verify by visually observing the operation of the robot by the program, and a separate processing Compared with the case of verifying the operation of the robot by, there is an advantage that the processing load of the robot simulator is reduced and the verification work can be performed in a short time.
【図1】本発明の実施例の処理手順を示す動作説明図で
ある。FIG. 1 is an operation explanatory diagram showing a processing procedure according to an embodiment of the present invention.
【図2】実施例に用いるロボットシミュレータの正面図
である。FIG. 2 is a front view of the robot simulator used in the embodiment.
【図3】実施例に用いるロボットに変位センサを取り付
けた状態の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a displacement sensor is attached to the robot used in the embodiment.
【図4】実施例に用いるロボットにウォータジェットを
取り付けた状態の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a water jet is attached to the robot used in the embodiment.
【図5】実施例での位置ずれ許容領域を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a misregistration allowable region in the embodiment.
【図6】実施例での可動教示点を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing movable teaching points in the embodiment.
【図7】実施例での位置ずれ許容領域の他の設定例を示
す図である。FIG. 7 is a diagram showing another example of setting the positional deviation permissible region in the embodiment.
【図8】実施例での仮想教示点の他の設定例を示す図で
ある。FIG. 8 is a diagram showing another example of setting virtual teaching points in the embodiment.
【図9】実施例での可動教示点を用いたプログラムの検
証の概念を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a concept of program verification using a movable teaching point in the embodiment.
【図10】実施例における教示点に関する検証の手順を
示す動作説明図である。FIG. 10 is an operation explanatory diagram showing a procedure of verification regarding a teaching point in the embodiment.
【図11】(a)は実施例でのロボットの動作の軌跡を
検証する概念を示す図、(b)は同図(a)の例での仮
想教示点の設定例を示す図である。11A is a diagram showing a concept for verifying a locus of movement of a robot in the embodiment, and FIG. 11B is a diagram showing an example of setting virtual teaching points in the example of FIG. 11A.
【図12】(a)は実施例でのロボットの動作の軌跡を
検証する他例の概念を示す図、(b)は同図(a)の例
での仮想教示点の設定例を示す図である。12A is a diagram showing the concept of another example for verifying the trajectory of the robot motion in the embodiment, and FIG. 12B is a diagram showing an example of setting virtual teaching points in the example of FIG. Is.
【図13】実施例でのロボットの動作軌跡およびシミュ
レーション範囲の概念を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a concept of a motion trajectory of a robot and a simulation range in the example.
【図14】従来例における処理手順を示す動作説明図で
ある。FIG. 14 is an operation explanatory diagram showing a processing procedure in a conventional example.
10 ロボット 10′ ロボットのモデル 11 ウォータジェット 12 変位センサ 13 主制御装置 20 ロボットシミュレータ 21 グラフィックディスプレイ 22 磁気ディスクドライブ 23 キーボード 24 マウス A ワーク A′ ワークのモデル D1 〜D5 位置ずれ許容領域 E12,E14 動作軌跡領域 F12,F14 シミュレーション範囲 P1 〜P5 教示点 Q 仮想教示点 T12,T14 動作軌跡10 robot 10 'robot model 11 water jet 12 displacement sensor 13 main controller 20 robot simulator 21 graphic display 22 magnetic disk drive 23 keyboard 24 mouse A work A'work model D 1 to D 5 misalignment allowance area E 12 , E 14 movement locus area F 12 , F 14 simulation range P 1 to P 5 teaching point Q virtual teaching point T 12 , T 14 movement locus
Claims (9)
ットのティーチングをオフラインで行なうにあたり、ロ
ボットとワークと周辺機器とのモデルを表示するグラフ
ィックディスプレイを備えたロボットシミュレータ上に
上記モデルを設定し、ロボットを動作させるプログラム
を作成した後に、作成したプログラムによるロボットの
動作をロボットシミュレータ上でのシミュレーションに
より検証するロボット動作のシミュレーション方法にお
いて、上記モデルの上で設定した各教示点に対して、実
際のワークおよびロボットの各教示点で許容される範囲
を各教示点の位置ずれ許容領域として与え、次に上記教
示点を用いてロボットを動作させたときに、上記位置ず
れ許容領域がロボットの可動範囲に含まれかつ位置ずれ
許容領域に他部材が干渉しないかを検証することを特徴
とするロボット動作のシミュレーション方法。1. When performing teaching of a robot for performing a required work on a work offline, the model is set on a robot simulator equipped with a graphic display for displaying a model of the robot, the work, and peripheral devices, and the robot is set up. After creating a program to operate, verify the robot operation by the created program by simulation on a robot simulator.In the robot operation simulation method, for each teaching point set on the above model, the actual work and The range allowed for each teaching point of the robot is given as the position deviation allowable area of each teaching point, and when the robot is operated using the above teaching points, the position deviation allowable area is included in the robot movable range. And other members are A method for simulating a robot motion, which is characterized by verifying whether or not interference occurs.
設定可能とされていることを特徴とする請求項1記載の
ロボット動作のシミュレーション方法。2. The method for simulating a robot operation according to claim 1, wherein the misregistration allowable area can be set individually for each teaching point.
ごとの可動範囲として設定されることを特徴とする請求
項1または請求項2記載のロボット動作のシミュレーシ
ョン方法。3. The method according to claim 1, wherein the movable range of the robot is set as a movable range for each joint of the robot.
よび回転移動を含む形で設定されていることを特徴とす
る請求項1ないし請求項3記載のロボット動作のシミュ
レーション方法。4. The method for simulating a robot operation according to claim 1, wherein the misregistration allowable area is set so as to include parallel movement and rotational movement of the work.
作の軌跡に沿って隣接する各一対の教示点の近傍に、そ
れぞれ位置ずれ許容領域を設定し、隣接する各一対の位
置ずれ許容領域の境界上に教示点の位置ずれを想定した
複数個の仮想教示点を設定し、隣接する各一対の位置ず
れ許容領域に設定した各仮想教示点間を結ぶ直線をプロ
グラムによるロボットの動作の軌跡とみなし、この直線
がロボットの可動範囲に含まれかつワーク以外の部材と
干渉しないかを検証することを特徴とする請求項1ない
し請求項3記載のロボット動作のシミュレーション方
法。5. A misregistration allowable area is set in the vicinity of each pair of teaching points adjacent to each other along a locus of movement of the robot by the created program, and the misregistration allowable area is set on the boundary of each pair of adjacent misregistration areas. A plurality of virtual teaching points are set assuming the positional deviation of the teaching points, and the straight line connecting the virtual teaching points set in the pair of adjacent positional deviation allowable areas is regarded as the locus of the robot operation by the program. The robot operation simulation method according to claim 1, wherein it is verified whether or not the straight line is included in the movable range of the robot and does not interfere with a member other than the work.
作の軌跡に沿って隣接する各一対の教示点の近傍に、そ
れぞれ位置ずれ許容領域を設定し、隣接する各一対の位
置ずれ許容領域の境界上および位置ずれ許容領域の内側
に教示点の位置ずれを想定した複数個の仮想教示点を設
定し、隣接する各一対の位置ずれ許容領域に設定した各
仮想教示点間を結ぶ直線をプログラムによるロボットの
動作の軌跡とみなし、この直線がロボットの可動範囲に
含まれかつワーク以外の部材と干渉しないかを検証する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3記載のロボッ
ト動作のシミュレーション方法。6. A misregistration allowable area is set in the vicinity of each pair of teaching points adjacent to each other along the locus of the movement of the robot by the created program, and on the boundary of each pair of adjacent misregistration allowable areas. A plurality of virtual teaching points that assume the displacement of teaching points are set inside the misregistration allowance area, and a straight line connecting each virtual teaching point set in each pair of adjacent misregistration allowance areas is programmed. The robot motion simulation method according to claim 1, further comprising: verifying that the straight line is included in a movable range of the robot and does not interfere with a member other than the work, by considering it as a motion locus.
定した各仮想教示点間を結ぶすべての直線がロボットの
可動範囲に含まれかつ他部材と干渉しないときに、各位
置ずれ許容領域を設定した教示点を実際のロボットに与
える教示点として採用することを特徴とする請求項5ま
たは請求項6記載のロボット動作のシミュレーション方
法。7. The misalignment allowance area is defined when all the straight lines connecting the virtual teaching points set in the pair of adjacent misalignment allowance areas are included in the robot movable range and do not interfere with other members. 7. The method for simulating robot operation according to claim 5, wherein the set teaching point is adopted as a teaching point to be given to an actual robot.
グラムをロボットシミュレータにより検証することを特
徴とする請求項1ないし請求項6記載のロボット動作の
シミュレーション方法。8. The method of simulating a robot operation according to claim 1, wherein a program created by operating an actual robot is verified by a robot simulator.
デルの位置および姿勢の時間変化をグラフィックディス
プレイの画面上に表示することを特徴とする請求項1な
いし請求項6記載のロボット動作のシミュレーション方
法。9. The method of simulating a robot operation according to claim 1, wherein the time change of the position and orientation of the model of the robot during the simulation is displayed on the screen of a graphic display.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12854095A JPH08328632A (en) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | Method for simulating robot operation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12854095A JPH08328632A (en) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | Method for simulating robot operation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08328632A true JPH08328632A (en) | 1996-12-13 |
Family
ID=14987289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12854095A Pending JPH08328632A (en) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | Method for simulating robot operation |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH08328632A (en) |
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- 1995-05-26 JP JP12854095A patent/JPH08328632A/en active Pending
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---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011016 |