JPH1133955A - ロボットティーチング用二次元シミュレーション方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特殊な形状のワーク等により、ロボットとワ
ークの接触部分を明確に二次元図に表せない問題を解消
して、良好なロボットティーチング用二次元シミュレー
ション方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 実在のロボットにティーチングデータを
実行させて動作確認をする前に、コンピュータ上に表示
された擬似ロボットを動かして、ティーチングデータの
動作確認をするに際し、同一座標系で表されたロボット
１とワーク３の三次元図を任意の平面で切断し、その切
断面７をあらかじめ定めた座標へ投影してそれぞれ二次
元図９を作成し、ロボット１とワーク３の相対距離とテ
ィーチングデータを表示してロボットティーチング・シ
ミュレーションを行う方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットティーチ
ング用二次元シミュレーション方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ロボットの動作を指示する教示プログラ
ムをコンピュータ上で作成し、この教示プログラムをい
きなり実在のロボットで実行して動作確認することはか
なり危険である。そのため従来では、コンピュータ上で
擬似ロボットを前記の教示プログラムに従って動作させ
てデバッグした後に、実在のロボットで実行して動作確
認している。これを一般にティーチングシミュレーショ
ンと言われている。

【０００３】従来のロボットティーチング用二次元シミ
ュレーション方法は、図６に示すように、投影図（第１
角法）による場合のロボット１とワーク３の相対位置関
係を二次元化した図を用いて実行されている。

【０００４】前記の投影図（第１角法）は、投影位置Ａ
から見たロボット１のロボットハンド２に把持されたワ
ーク３の状態を投影面８に投影して作成された二次元図
１４のことである。

【０００５】なお、４はロボット１の軸の中心線、５は
ロボットハンド２が接続されている軸の中心軸、１５は
二次元図１４の中心線である。具体的には、ワーク３を
ロボット１の作業位置の範囲に設置して、ある投影位置
から見たロボットハンド２およびワーク３の状態をカメ
ラ等により撮像して、その撮像した情報をコンピュータ
に取り込み、ある角度から見たロボット１の作業状態を
ＣＲＴ上に表示して、ティーチング・シミュレーション
を行うものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の二次元シミュレーション方法では、図７に示
すような特殊な形状のワーク３ａの場合には、二次元図
１４においてワーク３ａとロボットハンド２の接触部分
がワーク３ａにより隠れてしまい、ワーク３ａとロボッ
トハンド２の接触部分を明確に表せない。この場合は、
ティーチングシミュレーションを明確に指示できない問
題がある。

【０００７】本発明は、特殊な形状のワークであっても
ティーチングシミュレーションを明確に指示できる二次
元シミュレーション方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のロボットティー
チング二次元シミュレーション方法は、擬似ロボットで
ティーチングデータの動作確認をするに際し、ロボット
とワークの三次元図を任意の断面である切断面を用いる
ことにより、ロボットとワークの相対距離を測定してシ
ミュレーションを行うものである。

【０００９】この本発明によると、特殊な形状のワーク
であってもティーチングシミュレーションを明確に指示
できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のロボットティーチング二
次元シミュレーション方法は、実在のロボットにティー
チングデータを実行させて動作確認をする前に、コンピ
ュータ上に表示された擬似ロボットを動かして、ティー
チングデータの動作確認をする二次元シミュレーション
方法であって、ワークおよびロボットの三次元図の任意
の断面をあらかじめ定めた座標へ投影してロボットとワ
ークの同一座標系で表された二次元図を作成し、前記ロ
ボットと前記ワークとの相対距離を測定する測定軸の位
置を決定して、この決定した部分における前記ロボット
と前記ワークとの相対距離を計算し表示して、前記ワー
クに対して前記ロボットが目的とする状態になっている
かを判定し、前記の相対距離またはティーチングデータ
について必要があれば修正を実行することを特徴とす
る。

【００１１】本発明のこの構成によると、ワークおよび
ロボットの三次元図の任意の断面の二次元図を用いるこ
とにより、ロボットとワークとの接触している部分を詳
細に確認できる。

【００１２】具体的には、ワークに対してロボットが目
的とする状態になっていない場合には、ロボットの二次
元図を修正して前記ロボットと前記ワークとの目的の測
定軸における相対距離を計算し表示する。

【００１３】また具体的には、ワークに対してロボット
が目的とする状態になっていない場合に、ワークの二次
元図を修正して前記ロボットと前記ワークとの目的の測
定軸における相対距離のみを計算し表示する。

【００１４】以下、本発明のロボットティーチング用二
次元シミュレーション方法を具体的な実施の形態に基づ
いて説明する。 （実施の形態）所定位置に置かれたワークをロボットで
把持するためのティーチングデータのシミュレーション
するコンピュータは、図４に示すように、コンピュータ
本体１７とディスプレイ装置１８と入力装置１９から構
成されている。このコンピュータ本体１７は、ディスプ
レイ装置１８と入力装置１９とにそれぞれ接続されてい
る。

【００１５】入力装置１９は、ロボットとワークの外観
寸法データ、ワークの設置位置の立体的なデータおよび
ティーチングデータを入力するものである。ディスプレ
イ１８装置は、ロボットとワークの任意の断面である切
断面を表示するものである。

【００１６】コンピュータ本体１７は、図３に示すよう
に、フローチャートに従い処理を行う。ステップＳ１で
は、ティーチングシミュレーションするロボットとワー
ク等の三次元図をコンピュータ本体１７に画像として取
り込む。具体的には、ロボットとワークの外観寸法デー
タおよびワークの設置位置の立体的なデータおよびティ
ーチングデータを入力装置１９によりコンピュータ本体
１７に入力する。

【００１７】ステップＳ２では、ロボットとワークの断
面である切断面を入力装置１９の指示により選択する。
この切断面は、図１に示すように、ロボット１がワーク
３を把持している状態を確認するための断面図である。

【００１８】図３に示すように、ステップＳ３では、ス
テップＳ１で取り込まれた三次元図をステップＳ２で選
択した切断面である二次元図に変換する。ロボットとワ
ークの二次元図は、図１に示すように作成する。

【００１９】ロボット１のロボットハンド２がワーク３
を把持した状態を任意の断面である切断面７で切断する
ことにより、ロボットハンド２とワーク３を投影面８に
投影して二次元図９を作成する。

【００２０】具体的には、ロボット１、ロボットハンド
２、ワーク３の詳細な外観寸法データおよびワーク３の
設置位置の立体的なデータを入力装置１９によりコンピ
ュータ本体１７に入力して、コンピュータ上に擬似的な
ロボットおよびワークを作成する。このロボットおよび
ワークの任意の断面を切断面７として二次元図９を作成
する。

【００２１】この切断面７は、ロボットハンド２が接続
されている軸の中心線５とロボットハンド２の横部分の
垂直方向の中心線６を含む平面に平行な平面である。な
お、４はロボットの１軸の中心線である。

【００２２】ロボットハンド２とワーク３の任意の断面
である切断面７の二次元図９は、入力装置によって作業
者が見やすい大きさに拡大／縮小することが可能であ
り、ディスプレイ装置に表示される。

【００２３】図３に示すように、ステップＳ４では、垂
直方向および水平方向の相対距離の測定軸の位置を入力
装置１９からの指示により決定される。この測定軸は、
図２に示すように、ロボット１とワーク３との相対距離
を指定するものである。

【００２４】ロボットハンド２とワーク３との所望位置
に垂直方向および水平方向の相対距離の測定軸１０、１
１を移動させて、ロボットハンド２とワーク３との水平
方向の相対距離１２および垂直方向の相対距離１３を確
認することができる。なお、この２つの測定軸は垂直に
交わっている。

【００２５】図３に示すように、ステップＳ５では、ス
テップＳ４で決定した測定軸の位置におけるロボットハ
ンド２とワーク３との相対距離を計算し表示する。ロボ
ットハンド２とワーク３との相対距離は、垂直方向の相
対距離の測定軸１０および水平方向の相対距離の測定軸
１１を移動させる毎に相対距離を計算し表示される。

【００２６】ステップＳ６では、ステップＳ１１におい
てワークの二次元図を移動させたかどうか自動的に判定
する。ワークの二次元図を移動させた場合は、ステップ
Ｓ７を跳ばしてステップＳ８へ進む。

【００２７】ステップＳ７では、ロボットのティーチン
グ位置を計算し表示する。ステップＳ８では、前記のス
テップＳ７にて表示されたティーチング位置において、
入力装置１９からＯＫと入力された場合はステップＳ９
へ進み、ＮＯと入力された場合はステップＳ１１へ進
む。

【００２８】ステップＳ１１では、ロボットがワークを
正規に把持する位置にロボットまたはワークの二次元図
を入力装置１９により移動させた後、ステップＳ３へ戻
り、ロボットがワークを正規に把持するかどうかを再び
シミュレーションする。

【００２９】ステップＳ９では、切断面を変更して表示
するかどうかを入力装置１９からの指示により判断す
る。切断面を変更して表示する場合はステップＳ２へ戻
り、変更した切断面においてロボットがワークを正規に
把持しているかを確認する。また、切断面を変更しない
場合は、ロボットティーチング終了となる。

【００３０】例えば、ロボットハンド２がワーク３を把
持する状態が適切でない場合は、入力装置１９により、
前記の把持する状態が適切となるように二次元図のロボ
ットハンド２またはワーク３を移動させて、相対距離ま
たはティーチングデータを修正することができる。

【００３１】なお、二次元図のロボットハンド２を移動
させると、ティーチングデータとロボットハンド２とワ
ーク３との相対距離が同時に計算され表示される。ワー
ク３の設置位置を変えると、ロボットハンド２との相対
距離のみが再計算され表示される。ワーク３の設置位置
を変えた場合はロボット１のティーチングデータは計算
されない。

【００３２】以上のことより、図５（ａ）に示すような
特殊な形状のワーク３ａによってロボットハンド２とワ
ーク３ａの接触部分を明確に二次元図に表せない場合で
も、ロボットハンド２およびワーク３の三次元図の任意
の断面Ａ−Ａ´である切断面７を用いることにより、図
５（ｂ）に示すように、ロボットハンド２とワーク３と
の接触している部分１６を詳細に確認することができ
る。また、前記の切断面７を変えて、ロボットハンド２
とワーク３との接触している部分１６を切断面７毎に確
認することもできる。

【００３３】さらに、表示されたロボットとワークとの
相対距離およびティーチングデータを確認しながら、ロ
ボットティーチングを最適な状態に即座に修正すること
ができる。

【００３４】また、実施の形態において、ロボットとワ
ークとの相対距離について修正する場合、ディスプレイ
装置のワークの二次元図を入力装置により移動させて、
ロボットとワークとの相対距離を計算し表示して、ワー
ク３の設置位置を変えてシミュレーションすることがで
きる。

【００３５】また、実施の形態において、ロボットのテ
ィーチングデータについて修正する場合、ディスプレイ
装置のロボットの二次元図を入力装置により移動させ
て、ロボットとワークとの相対距離およびを計算し表示
して、即座にティーチングデータを変更することができ
る。

【００３６】なお、実施の形態では、ティーチングデー
タの内容は、ロボットがワークを把持する動作の例で説
明したが、ロボットがワークに対して溶接する場合、ロ
ボットがワークに別部品を取り付ける場合等、その他の
動作の場合も同様にワークの形状にとらわれずシミュレ
ーションできる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明のロボットティーチ
ング用二次元シミュレーション方法によれば、特殊な形
状のワークによってロボットハンドとワークの接触部分
を明確に二次元図に表せない場合でも、ロボットハンド
およびワークの三次元図の任意の断面である切断面を用
いてティーチングシミュレーションを行うことにより、
ワークのどの部分がロボットのハンド部分に接触してい
るのかを詳細に確認することができ、前記の切断面を変
えることによって、切断面毎にロボットとワークとの接
触している部分を詳細に確認することもできる。

【００３８】ロボットがワークを把持しようとする状況
または把持している状況を実在のロボットとワークで実
施するよりも、より詳細な情報を事前に知ることがで
き、また、前記の切断面を変えることにより、実在のロ
ボットで行うときに見えない部分も明確に表示すること
ができる。

【００３９】表示されたロボットとワークとの相対距離
およびティーチングデータを確認しながら、ロボットテ
ィーチングを最適な状態に即座に修正することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における二次元図を作成す
る例を示す図

【図２】同実施の形態におけるロボットとワークの相対
距離測定の状態の例を示す図

【図３】同実施の形態における二次元シミュレーション
のフローチャート図

【図４】同実施の形態におけるコンピュータの構成図

【図５】同実施の形態における特殊な形状のワークを把
持するロボットハンドの切断面の例を示す図

【図６】従来の投影図（第１角法）によりロボットとワ
ークの二次元化する例を示す図

【図７】特殊な形状のワークを把持するロボットハンド
の例を示す外観斜視図

【符号の説明】

１ ロボット ２ ロボットハンド ３ ワーク ３ａ 特殊な形状のワーク ４ ロボット１の軸の中心線 ５ ロボットハンドが接続されている軸の中心軸 ６ ロボットハンドの横部分の中心線 ７ 切断面 ８ 投影面 ９ 投影後の二次元図 １０ 垂直方向の相対距離の測定軸 １１ 水平方向の相対距離の測定軸 １２ ロボットハンドとワークとの水平方向の相対距
離 １３ ロボットハンドとワークとの垂直方向の相対距
離 １４ 投影後の二次元図 １５ 二次元図の中心線 １６ 接触部分 １７ コンピュータ本体 １８ ディスプレイ装置 １９ 入力装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実在のロボットにティーチングデータを
   実行させて動作確認をする前に、コンピュータ上に表示
   された擬似ロボットを動かして、ティーチングデータの
   動作確認をする二次元シミュレーション方法であって、 ワークおよびロボットの三次元図の任意の断面をあらか
   じめ定めた座標へ投影してロボットとワークの同一座標
   系で表された二次元図を作成し、 前記ロボットと前記ワークとの相対距離を測定する測定
   軸の位置を決定し、 この決定した部分における前記ロボットと前記ワークと
   の相対距離を計算し表示し、 前記ワークに対して前記ロボットが目的とする状態にな
   っているかを判定し、 前記の相対距離またはティーチングデータについて必要
   があれば修正を実行するロボットティーチング用二次元
   シミュレーション方法。
2. 【請求項２】 ワークに対してロボットが目的とする状
   態になっていない場合に、ロボットの二次元図を修正し
   て前記ロボットと前記ワークとの目的の測定軸における
   相対距離を計算し表示する請求項１記載のロボットティ
   ーチング用二次元シミュレーション方法。
3. 【請求項３】 ワークに対してロボットが目的とする状
   態になっていない場合に、ワークの二次元図を修正して
   前記ロボットと前記ワークとの目的の測定軸における相
   対距離のみを計算し表示する請求項１記載のロボットテ
   ィーチング用二次元シミュレーション方法。