JPH11296218A - ロボットのオフライン教示方法 - Google Patents

ロボットのオフライン教示方法

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JPH11296218A
JPH11296218A JP9711898A JP9711898A JPH11296218A JP H11296218 A JPH11296218 A JP H11296218A JP 9711898 A JP9711898 A JP 9711898A JP 9711898 A JP9711898 A JP 9711898A JP H11296218 A JPH11296218 A JP H11296218A
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JP
Japan
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robot
work
dimensional model
dimensions
teaching
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JP9711898A
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Masayuki Ichinohe
誠之 一戸
Muneyuki Sakagami
志之 坂上
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】CADの3次元モデルを基にしたロボットのオ
フライン教示方法において、ワーク寸法のばらつきに応
じたロボット動作データを生成することにより、ワーク
寸法のばらつきを許容し、製造コストを抑えること。 【解決手段】ワークの3次元モデルを寸法可変に作成す
る寸法可変3次元モデル作成部71、実際のワークの位
置、姿勢、寸法を計測する計測部5、計測結果に基づき
3次元モデルを修正する計測に基づく3次元モデル修正
部72、修正された3次元モデルを基に、ロボット動作
をオフラインで教示するオフライン教示部73を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CADの3次元モ
デルを基にした、ロボット動作のオフラインでの教示方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ロボットに作業を教示する場合、
実際のワーク、ロボット、周辺機器を使い、ロボットを
動作させて位置、姿勢を教示してきた。しかし、この方
法では稼働可能なロボットを長時間休止させる。人がロ
ボットと共存するため危険である。という問題があっ
た。そこで、コンピュータ上にワークやロボットのモデ
ルを構築し、そのモデルを使って教示を行う方式が開発
されてきており、基本的な技術思想は特開昭64−57
79号公報、特開昭59−229619号公報等に開示
されている。
【0003】また、実際のワーク上の代表点の位置デー
タを計測し、計測した結果に基づいてCADシステム上
のモデルの位置、姿勢を修正し、これに基づいてロボッ
トのオフライン教示を行う方法についても特開平4−3
0605号公報に開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のような
従来の方式では、以下のような課題があった。
【0005】(1)ワーク上の代表点の計測結果を基に
ワーク上の作業対象点の位置を計算するため、ワーク上
の代表点と作業対象点の相対位置精度を確保しなければ
ならず、機械加工により製造する等ワークを高精度に製
造する必要があり、ワークの製造費が高くなる。
【0006】(2)溶接等作業対象が複数の部品の交わ
りで作られる場合、それぞれの部品の3次元モデルの位
置、姿勢を修正しても、作業対象の位置、姿勢、寸法は
正確に修正されることにならず、作業の過不足が生じて
品質不良が発生する。
【0007】本発明の目的は、前記のような課題を解決
するためになされたものであって、その目的とするとこ
ろは、以下の点にある。
【0008】(1)ワークの寸法を計測し、その寸法に
基づいて3次元モデルを修正し、その3次元モデルを基
にオフライン教示を行うことにより、ワークの寸法にば
らつきがあってもそれに応じたロボット動作データを生
成することが可能となる。これによって、ワークの寸法
ばらつきを許容し、製造コストを抑えること。
【0009】(2)作業対象部位とそれが接する部品と
の関連をデータとして保存し、各部品の3次元モデルが
修正された場合に、これらの関連を基に作業対象部位の
位置、姿勢、寸法を修正することにより、作業対象を正
確に修正し、作業の過不足を生じさせないようにするこ
と。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、オフライン教示で使用するワーク、ロボ
ット、周辺機器の3次元モデルを寸法可変に作成する手
段、実際のワーク、ロボット、周辺機器の位置、姿勢、
寸法を計測する手段、計測した結果に基づき3次元モデ
ルの位置、姿勢、寸法を修正する手段、修正された3次
元モデルを基に、ロボット動作をオフラインで教示する
手段を備える。
【0011】また、計測した結果が許容寸法範囲を超え
たかどうかを判定する手段、許容寸法範囲を越えた場合
には警告を表示する手段を備える。
【0012】さらに、作業対象部位とそれが接する部品
との関連付けを作業者がCADシステムに教える手段、
その関連をデータとして保存する手段、各部品の3次元
モデルが修正された場合に、これらの関連を基に作業対
象部位の位置、姿勢、寸法を修正する手段、これら修正
されたワーク、ロボット、周辺機器の各部品及び作業対
象部位を基にロボット動作をオフラインで教示する手段
を備える。
【0013】さらに、計測対象は狭いが高精度での計測
が可能な計測手段、その計測結果に基づいてロボット動
作データを修正する手段を備える。
【0014】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例の一つを図面
に基づいて説明する。本発明のシステムの構成を図1に
示す。本発明の装置は、7つの部分、すなわちワーク
1、ロボット本体2、ロボット制御装置3、周辺機器
4、計測部5、画像処理装置6、CADシステム7から
成る。
【0015】次に、本発明の処理の流れを図2に従って
説明する。まず、CADシステム7上でワーク、ロボッ
ト、周辺機器の寸法可変な3次元モデルを、寸法可変3
次元モデル作成部71で作成する。寸法可変な3次元モ
デルの一つの例を図3に示す。これは、図1に示すワー
ク1を構成する部品の一つで、L形鋼である。この3次
元モデルを作る際に、長さl、幅b、高さh、板厚t
1,t2という寸法を変数で定義しておき、変数の数値
を変えると3次元モデルの寸法が変わるように3次元モ
デルを作成する。この機能は現在の汎用3次元CADシ
ステムで実現されている機能である。この時、寸法の変
数の初期値は、設計値とする。
【0016】また、寸法可変な3次元モデルのもう一つ
の例を図4に示す。これは楕円柱が二つ組合わさった鞍
形と呼ばれるものである。設計値では、楕円柱ではなく
円柱であるが、実際のワークでは製作のばらつきあるい
は重力により楕円柱となっている。そこで、3次元モデ
ルでは長径a、短径b、長径c、短径d、長さl1、l
2、高さhという寸法を変数で定義しておき、実際のワ
ークに合わせて、円柱ではなく楕円柱として修正できる
ようにしておく。ここで図2に戻って、以上で示された
寸法可変な3次元モデルを設計3次元モデルデータ10
2として保存する。
【0017】次に、実際のワーク、ロボット、周辺機器
を計測部5で計測する。計測部の詳細を図5に示す。2
軸の首振り機構51の上に、カメラ52が載った構造で
ある。これを2台備えることにより、三角測量の原理で
カメラに対する対象物の3次元空間内での位置、すなわ
ちカメラ座標系上でのワークの位置を計測する。図3に
示すワークをカメラで見た画像の例を図6に示す。カメ
ラ1の画像53には、ワークの一つのエッジの画像54
が写る。これを画像処理装置6で画像処理することによ
って、線55を抽出する。同様にカメラ2の画像56か
ら線55を抽出する。これらから、このエッジのカメラ
座標系上での位置と方向ベクトルが計算できる。同様に
してワーク上の他のエッジの位置と方向ベクトルを計算
し、これらを組み合わせてワークの寸法l、b、h、t
1、t2を計算する。また、図7に示すように、ワーク
11のカメラ座標系57上での位置ベクトル58、姿勢
を計算する。ここで図2に戻って、以上で示されたワー
クの寸法、カメラ座標系上の位置、姿勢を計測データ1
01として保存する。
【0018】次に、計測データ101に基づいて、計測
に基づく3次元モデル修正部72で、設計3次元モデル
データ102の寸法の変数を修正すると、汎用CADシ
ステムの機能により3次元モデルの形状が修正される。
その様子を図8に示す。破線が設計3次元モデル10
2、実線が製造3次元モデル103である。これを、製
造3次元モデルデータ103として保存する。
【0019】次に、製造3次元モデルデータ103を基
に、オフライン教示部73でロボット動作データ104
を作成する。オフライン教示部内の処理の流れを図9に
示す。製造用3次元モデル103の中の部品1…11、
部品2…12の位置、姿勢、寸法から溶接線1…13の
位置、姿勢、寸法を計算し、この溶接線上に溶接トーチ
21を、軸回り角22、前後角23、狙い角24を初期
値に設定して配置し、周囲の部品との干渉チェック73
1を行う。干渉する場合には、軸回り角、前後角、狙い
角の順に初期値を中心に振る。これによってトーチ単体
で干渉しなくなると、次にロボット2、周辺機器4を含
めた干渉チェック732を行う。
【0020】これでロボットが干渉しない場合には、こ
の溶接線を溶接する際のロボットの位置と姿勢が決まっ
たことになる。後は、あらかじめ実験により求めた溶接
条件テーブル107の中で、板厚やトーチの向きが一致
する行を検索して溶接条件の決定733を行い、ロボッ
ト動作データ104を作成する。
【0021】以上により、実際のワーク、ロボット、周
辺機器に応じたロボット動作データが作成されることに
なる。
【0022】本発明の実施例のもう一つの例を図10に
基づいて説明する。これは図2の例にいくつかの項目を
追加したものである。
【0023】CADシステム7上でワーク、ロボット、
周辺機器の寸法可変な3次元モデルを作成するところま
では前の例と同じである。この時さらに、作業対象と部
品の関連データ作成部74で作業対象と部品の関連デー
タ105を作成する。作業対象とは例えば溶接線であ
る。図11に示すように、溶接線1…13は部品2…1
2のエッジ及び部品1…11の面と接している。このよ
うに、全ての溶接線は二つの部品のエッジあるいは面と
接しているので、どの部品と接しているかという情報を
図12に示すようなツリー構造で表し、これを作業対象
と部品の関連データ105として保存する。
【0024】ここで図10に戻って、次に、前の例と同
じように計測部で計測データを作成する。
【0025】次に、計測に基づく3次元モデル修正を行
う前に、計測の結果得られたワークの寸法が、設計時に
定められた許容寸法範囲を超えていないかどうかを許容
寸法範囲超過判定部75で判定する。もし、許容寸法範
囲を超えている場合には、その旨の警告表示を警告表示
部76により行う。許容寸法範囲を超えていない場合に
は、計測に基づく3次元モデルの修正を行い、製造3次
元モデルデータ103を作成する。さらに、製造3次元
モデルデータ103と作業対象と部品の関連データ10
5を基に作業対象部位の位置、姿勢、寸法を修正して製
造作業対象部位データ106を作成する。
【0026】そして、製造3次元モデルデータ103と
製造作業対象部位データ106からオフライン教示部7
3によりロボット動作データ104を作成する。
【0027】本発明の実施例のもう一つの例を図13に
基づいて説明する。前の例の計測部は、システム全体を
計測できるが、そのために計測精度を上げるのが困難で
ある。そこで、ロボット2の手先に、計測対象は狭いが
高精度での計測が可能な計測部8を設け、画像処理装置
9で画像処理を行うことにより、ロボット手先に対する
溶接線の位置ズレを求める。実際に溶接する際には、計
測部5でワークの概略の位置、姿勢、寸法を計測し、そ
れに基づいてオフラインでロボット動作データを作成し
た後、そのロボット動作データに従ってロボットが動作
しながら、計測部8で計測したズレ量をロボット制御装
置3にフィードバックしてロボット動作データを修正す
ることで、実際のワークに高精度で追従するロボットシ
ステムを実現する。
【0028】
【発明の効果】以上により、本発明によれば次のような
効果を得ることができる。
【0029】(1)ワークの寸法を計測し、その寸法に
基づいて3次元モデルを修正し、その3次元モデルを基
にオフライン教示を行うことにより、ワークの寸法にば
らつきがあってもそれに応じたロボット動作データを生
成することが可能となる。これによって、ワークの寸法
ばらつきを許容し、製造コストを抑えることができる。
【0030】(2)計測した結果が許容寸法範囲を超え
た場合には警告を表示することにより、不良品が作られ
るのを防ぐことができる。
【0031】(3)作業対象部位とそれが接する部品と
の関連をデータとして保存し、各部品の3次元モデルが
修正された場合に、これらの関連を基に作業対象部位の
位置、姿勢、寸法を修正することにより、作業対象を正
確に修正し、作業の過不足を生じさせないようにするこ
とができる。
【0032】(4)計測対象は狭いが高精度での計測が
可能な計測手段を備え、その計測結果に基づいてロボッ
ト動作データを修正することにより、実際のワークに高
精度で追従するロボットシステムを実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例であるロボットのオフライン教
示システムの構成を示す構成図。
【図2】図1のロボットのオフライン教示方法の処理の
流れを示すフローチャート。
【図3】本発明の寸法可変な3次元モデルのL形鋼の例
を示す斜視図。
【図4】本発明の寸法可変な3次元モデルの鞍形の例を
示す斜視図。
【図5】本発明の計測部の詳細を示す斜視図。
【図6】本発明のカメラ画像の例を示す図。
【図7】本発明のカメラ座標系でのワーク位置を示す
図。
【図8】本発明の計測に基づく3次元モデルの修正の様
子を示す斜視図。
【図9】本発明のオフライン教示部内の処理の流れを示
す工程図。
【図10】本発明のロボットのオフライン教示方法の処
理の流れを示すフローチャート。
【図11】本発明の溶接線と部品の関係を示す斜視図。
【図12】本発明の溶接線と部品の関係を表すツリー構
造を示す図。
【図13】本発明の計測対象は狭いが高精度での計測が
可能な計測部を設けた例を示す配置斜視図。
【符号の説明】
1…ワーク、2…ロボット本体、3…ロボット制御装
置、4…周辺機器、5…計測部、6…画像処理装置、7
…CADシステム、 8…計測部、9…画像処理装置、
11…部品1、 12…部品2、13…溶接線1、2
1…溶接トーチ、 22…軸回り角、23…前後角、
24…狙い角、51…2軸首振り機構、52…カメラ、
53…カメラ1画像、54…エッジ画像、 55…
抽出線、 56…カメラ2画像、57…カメラ座標系、
58…ワーク位置ベクトル、71…寸法可変3次元モ
デル作成部、72…計測に基づく3次元モデル修正部、
73…オフライン教示部、101…計測データ、 10
2…設計3次元モデルデータ、103…製造3次元モデ
ルデータ、 104…ロボット動作データ、107
…溶接条件テーブル、 731…溶接トーチ干渉チ
ェック、732…ロボット干渉チェック、 733…溶
接条件決定。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】CADの3次元モデルを基にしたロボット
    動作のオフラインでの教示において、オフライン教示で
    使用するワーク、ロボット、周辺機器の3次元モデルを
    寸法可変に作成しておき、実際のワーク、ロボット、周
    辺機器の位置、姿勢、寸法を計測して、計測した結果に
    基づき位置、姿勢、寸法を修正した3次元モデルを基
    に、ロボット動作をオフラインで教示することを特徴と
    するロボットのオフライン教示方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載のオフライン教示方法におい
    て、計測した結果が許容寸法範囲を超えた場合には、警
    告を表示することを特徴とするロボットのオフライン教
    示方法。
  3. 【請求項3】請求項1記載のオフライン教示方法におい
    て、あらかじめ、作業対象部位とそれが接する部品との
    関連をデータとして保存し、各部品の3次元モデルが修
    正された場合に、これらの関連を基に作業対象部位の位
    置、姿勢、寸法を修正し、これら修正されたワーク、ロ
    ボット、周辺機器の各部品及び作業対象部位を基にロボ
    ット動作をオフラインで教示することを特徴とするロボ
    ットのオフライン教示方法。
  4. 【請求項4】請求項1記載のオフライン教示方法で使用
    される計測手段よりも、計測対象は狭いが高精度での計
    測が可能な計測手段を備え、その計測結果に基づいてロ
    ボット動作データを修正することを特徴とするロボット
    システム。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010032339A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Kawasaki Heavy Ind Ltd 位置測定方法及び位置測定装置
JP2017035739A (ja) * 2015-08-06 2017-02-16 キヤノン株式会社 仮想環境作成方法、ロボット装置の制御方法、およびロボットシステム
JP2019185581A (ja) * 2018-04-16 2019-10-24 ファナック株式会社 制御装置及び制御システム
JPWO2019163977A1 (ja) * 2018-02-26 2021-01-07 株式会社日立製作所 溶接動作計測システム
WO2022270578A1 (ja) * 2021-06-23 2022-12-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 オフライン教示装置およびオフライン教示方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010032339A (ja) * 2008-07-29 2010-02-12 Kawasaki Heavy Ind Ltd 位置測定方法及び位置測定装置
JP2017035739A (ja) * 2015-08-06 2017-02-16 キヤノン株式会社 仮想環境作成方法、ロボット装置の制御方法、およびロボットシステム
JPWO2019163977A1 (ja) * 2018-02-26 2021-01-07 株式会社日立製作所 溶接動作計測システム
JP2019185581A (ja) * 2018-04-16 2019-10-24 ファナック株式会社 制御装置及び制御システム
US11249458B2 (en) 2018-04-16 2022-02-15 Fanuc Corporation Controller and control system
WO2022270578A1 (ja) * 2021-06-23 2022-12-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 オフライン教示装置およびオフライン教示方法

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