KR20150044812A

KR20150044812A - 티칭 시스템 및 티칭 방법

Info

Publication number: KR20150044812A
Application number: KR20140138259A
Authority: KR
Inventors: 고이치 구와하라
Original assignee: 가부시키가이샤 야스카와덴키
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2015-04-27
Also published as: EP2862678A3; EP2862678A2; US20150112482A1; JP5975010B2; JP2015077661A; US9311608B2; CN104552298A

Abstract

티칭 시스템은 화상 생성부, 투영부, 작업선 생성부, 연산부 및 잡 생성부를 구비한다. 화상 생성부는 로봇 및 이 로봇에 의해 가공될 피가공면을 갖는 워크를 포함하는 가상 화상을 생성한다. 투영부는 가상 화상 상에서 선택된 피가공면 상의 소망의 한 점의 수직 방향에 직교하는 투영면을 생성하고, 이 투영면 상에 피가공면을 투영한다. 작업선 생성부는, 투영면을 거쳐서 접수한 설정 내용에 근거하여 로봇의 작업선을 생성한다. 연산부는 목표점의 각 점에 있어서의 로봇의 위치 및 자세를 포함하는 교시값을 연산한다. 잡 생성부는 교시값에 근거하여 실제 구성의 로봇을 동작시키는 잡 프로그램을 생성한다.

Description

티칭 시스템 및 티칭 방법{TEACHING SYSTEM AND TEACHING METHOD}

본원에 개시된 실시형태는 티칭 시스템(teaching system) 및 티칭 방법에 관한 것이다.

종래, 3차원 컴퓨터 이용 설계(Computer Aided Design; CAD) 데이터 등에 근거하여 표시 장치 상에 로봇 시스템의 3차원 모델 화상을 그래픽으로 표시하고, 이러한 3차원 모델 화상을 조작함으로써 로봇 시스템의 동작에 대한 시뮬레이션 연산을 실행하면서 교시 데이터를 작성하는 다양한 유형의 티칭 시스템이 제안되어 있다.

이러한 티칭 시스템은 오퍼레이터가 로봇을 실제로 동작시키는 일없이 교시 데이터를 작성할 수 있게 한다.

예를 들면, 일본 공개 특허 제 2011-005612 호 공보에 개시된 "도장 로봇의 교시 방법 및 도장 방법"은 자동차의 보디 등을 도장하는 도장 로봇에 관한 교시 데이터를 오프라인으로 작성하는 방법이다.

일본 공개 특허 제 2011-005612 호 공보

그렇지만, 종래 기술에는, 도장 용도에 관한 티칭을 용이하게 하는 점에서 개선의 여지가 있다.

구체적으로는, 자동차의 보디 등을 도장하기 위해서, 도장 로봇에 대한 티칭은, 도장면에 복수개의 목표점을 설정하고, 이러한 목표점을 연결하여 얻어진 궤적을 도장 로봇에 부착된 도장 건이 따르게 함으로써 실행된다.

그러나, 종래 기술에 있어서, 자동차의 보디와 같이 도장면이 넓은 영역을 가지는 경우에도, 오퍼레이터 등이 목표점을 차례로 설정할 필요가 있다. 이것은 프로세스를 복잡하게 한다. 또한, 도장면은 곡면이나 요철면을 포함할 수 가 있다. 이것은 표시 장치에 표시된 3차원 모델에 대하여, 오퍼레이터가 육안으로 적절하게 목표점을 설정하는 것을 곤란하게 한다.

전술한 문제점은, 도장 용도에만 생기지 않고, 블라스트 가공이나 연마 가공, 패딩(padding) 가공과 같은 면 가공을 포함하는 가공 용도 전반에 공통되는 것이다.

실시형태의 일 태양은, 상기의 문제점에 비추어, 면 가공에 대한 티칭을 용이하게 실행할 수 있는 티칭 시스템 및 티칭 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시형태의 일 태양에 따른 티칭 시스템은 화상 생성부, 투영부, 작업선 생성부, 연산부 및 잡 생성부를 구비한다. 상기 화상 생성부는 로봇 및 이 로봇에 의해 가공될 피가공면을 갖는 워크(work)를 포함하는 가상 화상을 생성한다. 상기 투영부는 상기 가상 화상 상에서 선택된 상기 피가공면 상의 소망의 한 점의 수직 방향에 직교하는 투영면을 생성하고, 이 투영면 상에 상기 피가공면을 투영한다. 상기 작업선 생성부는, 상기 투영면을 거쳐서 접수한 설정 내용에 근거하여, 상기 로봇의 목표점의 그룹으로서 기능하는 작업선을 생성한다. 상기 연산부는 상기 목표점의 각 점에 있어서의 상기 로봇의 위치 및 자세를 포함하는 교시값을 연산한다. 상기 잡 생성부는 상기 연산부에 의해 연산된 상기 교시값에 근거하여 실제 구성의 상기 로봇을 동작시키는 잡 프로그램을 생성한다.

실시형태의 일 태양은 면 가공에 대한 티칭을 용이하게 할 수 있게 한다.

본 발명의 보다 완전한 인식이나 그것에 따른 많은 이점은 첨부 도면과 함께 고려할 때 이하의 상세한 설명을 참조하여 용이하게 얻어지고 잘 이해될 것이다.
도 1은 실시형태에 따른 티칭 시스템을 포함하는 로봇 시스템의 전체 구성을 도시하는 모식도,
도 2는 실시형태에 따른 티칭 시스템의 구성을 도시하는 블록도,
도 3a 및 도 3b는 각각 투영면을 설명하는 제 1 및 제 2 설명도,
도 4는 표시부에 표시되는 가상 화상의 일례를 도시하는 모식도,
도 5a 및 도 5b는 각각 도장면을 결정하는 조작을 설명하는 제 1 및 제 2 설명도,
도 6a 내지 도 6h는 각각 작업선을 생성하는 조작을 설명하는 제 1 내지 제 8 설명도,
도 7은 변형예에 따른 투영면을 설명하는 설명도.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본원에 개시되는 티칭 시스템 및 티칭 방법의 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 도시하는 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

이하에서는, 디스플레이 등의 표시부에 대하여, 로봇의 3차원 모델의 그래픽 화상을 표시하는 티칭 시스템을 설명한다. 또한, 3차원 모델의 그래픽 화상에 대해서는, 이하 "가상 화상"으로 기재할 수도 있다.

이하에서는, 도장 로봇을 포함하는 도장 로봇 시스템을 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 도장 로봇 시스템에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 블라스트 가공, 연마 가공 및 패딩 가공과 같은 면 가공을 수행할 수 있는 가공 로봇을 포함하는 가공 로봇 시스템에도 적용 가능하다. 이하에서는, 도장 로봇에 대해서는 "로봇"으로 기재하고, 도장 로봇 시스템에 대해서는 "로봇 시스템"으로 기재한다.

도 1은 실시형태에 따른 티칭 시스템(10)을 포함하는 로봇 시스템(1)의 전체 구성을 도시하는 모식도이다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 로봇 시스템(1)은 티칭 시스템(10), 로봇 제어 장치(20) 및 로봇(30)을 구비한다. 또한, 티칭 시스템(10)은 티칭 제어 장치(11), 표시부(12), 조작부(13) 및 잡 정보 데이터베이스(DB)(14)를 구비한다.

티칭 제어 장치(11)는 티칭 시스템(10) 전체를 제어하는 컨트롤러이며, 예를 들어 연산 처리부나 메모리를 포함한다. 또한, 티칭 제어 장치(11)는 표시부(12)와 같은 티칭 시스템(10)의 각종 장치와 정보 전달 가능한 방식으로 접속된다.

티칭 제어 장치(11)는 오퍼레이터에 의해 조작부(13)를 통해 수행된 조작에 근거하여 그 동작을 시뮬레이션 연산한 로봇(30)을 포함하는 가상 화상을 표시부(12)에 대하여 출력한다. 가상 화상은 로봇(30)에 의해 가공될 피가공면을 갖는 워크(W)를 더 포함한다. 본 실시형태에서는, 피가공면은 워크(W)의 피도장면이고, 워크(W)는 자동차의 도어 패널이다.

티칭 제어 장치(11)는 오퍼레이터에 의해 조작부(13)를 통해 수행된 조작에 근거하여 가상 화상으로부터 로봇(30)을 동작시키는 잡 프로그램을 생성하고, 이 잡 프로그램을 잡 정보 DB(14)에 등록한다.

표시부(12)는 소위 디스플레이 등의 표시 디바이스이다. 조작부(13)는 마우스 등의 입력 디바이스이다. 조작부(13)는 반드시 하드웨어 부품으로서 제공될 필요는 없고, 터치 패널 디스플레이에 표시된 터치 키(touch key) 등의 소프트웨어 부품일 수도 있다.

잡 정보 DB(14)에는 로봇(30)을 동작시키는 잡 프로그램이나 이 잡 프로그램에 포함된 "교시점"과 같이 티칭에 관한 정보가 등록되어 있다.

"교시점(teaching point)"은 로봇(30)을 재생 동작시키기 위해 로봇(30)의 각 관절이 경유하게 되는 목표 위치를 나타내는 정보이다. 예를 들면, "교시점"은 로봇(30)의 각 축을 구동시키는 서보모터에 마련된 각 인코더(encoder)의 펄스값으로서 기억된다. 로봇(30)은 복수의 교시점에 관한 정보에 근거하여 동작하기 때문에, 잡 정보 DB(14)에는 로봇(30)의 각 움직임(잡)과 관련지어서 복수의 교시점이 기억되어 있다.

환언하면, 로봇(30)의 잡 프로그램은 예를 들어 복수의 교시점 및 교시점 사이의 보간 동작 명령이나 엔드 이펙터(end effector)에의 동작 명령의 조합 정보를 포함한다. 잡 정보 DB(14)에는, 로봇(30)의 각 잡 프로그램에 대한 교시점의 정보가 기억되어 있다. 예를 들면, 로봇(30)을 재생 동작시키기 위해서, 잡 프로그램에 근거하여 로봇(30)이 동작된다.

잡 정보 DB(14)는 실제의 로봇(30)의 동작을 제어하는 컨트롤러로서 기능하는 로봇 제어 장치(20)와 정보 전달 가능한 방식으로 접속된다. 로봇 제어 장치(20)는 잡 정보 DB(14)에 등록된 잡 프로그램에 근거하여 로봇(30)의 각종 동작을 제어한다.

도 1에서는, 잡 정보 DB(14)[티칭 시스템(10)]가 로봇 제어 장치(20)와 접속되어 있다. 그렇지만, 티칭 시스템(10)에 의해 생성된 잡 프로그램이 로봇 제어 장치(20) 내의 소정의 기억부(도시되지 않음)에 보존될 수 있다면, 잡 정보 DB(14)[티칭 시스템(10)]는 로봇 제어 장치(20)와 반드시 접속되어 있을 필요는 없다.

예를 들면, 티칭 시스템(10)에 의해 생성된 잡 프로그램을 범용 직결 버스(Universal Serial Bus; USB) 메모리 등의 매체에 복사하고, 이러한 매체를 로봇 제어 장치(20)에 접속함으로써, 잡 프로그램은 소정의 조작에 의해 로봇 제어 장치(20) 내의 소정의 기억부(도시되지 않음)에 보존될 수도 있다.

도 1에서는, 설명을 용이하게 하기 위해서, 잡 정보 DB(14)가 티칭 제어 장치(11)와 별개로 되어 있지만, 잡 정보 DB(14)는 티칭 제어 장치(11) 내부의 기억부에 보존될 수도 있다.

로봇(30)은 기대부(31), 제 1 아암(32), 제 2 아암(33), 플랜지부(34) 및 엔드 이펙터(35)를 구비한다. 기대부(31)는 바닥면 등에 고정되고, 제 1 아암(32)의 기단부를 축(S) 주위로 회전 가능하게 지지한다[도 1에 있어서의 축(S) 주위의 화살표 참조]. 또한, 기대부(31)는 제 1 아암(32)의 기단부를 축(L) 주위로 회전 가능하게 지지한다[도 1에 있어서의 축(L) 주위의 화살표 참조].

제 1 아암(32)의 기단부는 기대부(31)에 전술한 바와 같이 지지되고, 제 1 아암(32)의 선단부는 제 2 아암(33)의 기단부를 축(U) 주위로 회전 가능하게 지지한다[도 1에 있어서의 축(U) 주위의 화살표 참조].

제 2 아암(33)의 기단부는 제 1 아암(32)에 전술한 바와 같이 지지되고, 제 2 아암(33)의 선단부는 플랜지부(34)의 기단부를 축(B) 주위로 회전 가능하게 지지한다[도 1에 있어서의 축(B) 주위의 화살표 참조]. 또한, 제 2 아암(33)은 축(R) 주위로 회전 가능하게 마련되어 있다[도 1에 있어서의 축(R) 주위의 화살표 참조].

플랜지부(34)의 기단부는 제 2 아암(33)에 전술한 바와 같이 지지되고, 플랜지부(34)의 선단부는 엔드 이펙터(35)의 기단부를 축(T) 주위로 회전 가능하게 지지한다[도 1에 있어서의 축(T) 주위의 화살표 참조].

본 실시형태에 따른 엔드 이펙터(35)는 도장 건(coating gun)이며, 그 기단부는 플랜지부(34)에 전술한 바와 같이 지지되어 있다.

로봇(30)의 각 관절에는, 서보모터와 같은 구동원이 탑재되어 있다. 구동원은 로봇 제어 장치(20)로부터 전달된 동작 지시에 근거하여 로봇(30)의 각 관절을 구동한다.

실시형태에 따른 티칭 시스템(10)의 블록 구성에 대해서, 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 실시형태에 따른 티칭 시스템(10)의 구성의 블록도이다. 또한, 도 2는 티칭 시스템(10)의 설명에 필요한 구성요소만을 도시하고 있으며, 일반적인 구성요소를 도시하지 않고 있다.

이하에서는, 도 2를 참조하여 주로 티칭 제어 장치(11)의 내부 구성에 대해서 설명한다. 이하에서는, 도 1을 참조하여 이미 설명된 표시부(12), 조작부(13) 및 잡 정보 DB(14)에 대해서는 간략하게 설명할 수도 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 티칭 제어 장치(11)는 제어부(111) 및 기억부(112)를 구비한다. 제어부(111)는 화상 생성부(111a), 표시 제어부(111b), 조작 접수부(111c), 투영부(111d), 작업선 생성부(111e), 교시값 연산부(111f) 및 잡 생성부(111g)를 더 구비한다. 교시값 연산부(111f)는 연산부의 일례이다. 기억부(112)는 모델 정보(112a) 및 교시점 정보(112b)를 기억한다.

화상 생성부(111a)는 모델 정보(112a)에 근거하여 로봇(30) 및 워크(W)를 포함하는 가상 화상을 생성한다. 청구범위에 있어서의 가상 화상을 생성하기 위한 수단은 화상 생성부(111a)에 대응한다. 모델 정보(112a)는 로봇(30)이나 워크(W)의 종별마다 미리 정의된 묘화 정보(drawing information)를 포함하는 정보이다.

화상 생성부(111a)는 생성된 가상 화상을 표시 제어부(111b)에 대하여 출력한다. 표시 제어부(111b)는 화상 생성부(111a)로부터 수취한 가상 화상을 표시부(12)에 표시시킨다.

조작 접수부(111c)는 오퍼레이터에 의해 조작부(13)를 통해 입력되는 입력 조작을 접수한다. 이러한 입력 조작이 로봇(30)의 목표점의 그룹인 작업선의 생성에 관한 것이면, 조작 접수부(111c)는 접수한 입력 조작을 투영부(111d)나 작업선 생성부(111e)에 통지한다.

여기에 말하는 작업선의 생성에 관한 입력 조작의 예로서는, 가상 화상 상에서 워크(W)의 도장면을 결정하고, 이러한 도장면 상의 소망의 한 점을 선택하는 조작이나, 작업선의 생성을 위한 각종 설정 내용을 입력하는 조작을 들 수 있다. 이들 조작의 구체적인 내용에 대해서는, 도 5a 및 그 이후의 도면을 참조하여 후술한다.

입력 조작이 잡 생성을 지시하는 조작이면, 조작 접수부(111c)는 접수한 입력 조작을 잡 생성부(111g)에 통지한다. 잡 생성을 지시하는 입력 조작은 예를 들어 표시부(12)에 표시된 "잡 생성" 버튼과 같은 조작 부품을 클릭하는 조작이다.

투영부(111d)는, 조작 접수부(111c)로부터, 가상 화상 상에서 워크(W)의 도장면을 결정하고, 이러한 도장면 상의 소망의 한 점을 선택하는 조작이 접수되었다는 통지를 받았을 경우에, 이러한 한 점의 수직 방향에 직교하는 투영면을 생성하고, 이러한 투영면에 도장면을 투영한다. 청구범위에 있어서의 피가공면을 투영하기 위한 수단은 투영부(111d)에 대응한다.

투영부(111d)는 투영면을 화상 생성부(111a)에 출력한다. 화상 생성부(111a)는 투영면을 포함하는 가상 화상을 재생성하고, 이 가상 화상을 표시 제어부(111b)를 거쳐서 표시부(12)에 표시한다.

투영면에 대해서 설명한다. 도 3a 및 도 3b는 각각 투영면(PP)을 설명하는 제 1 및 제 2 설명도이다. 본 예에서는, 도 3a 및 도 3b에 도시하는 형상을 갖는 워크(W)의 일부는 가상 화상 상에서 도장면(P)이 되도록 결정된다.

도 3a 및 도 3b에 도시하는 바와 같이, 투영면(PP)은 가상 화상 상에서 선택[이하, "피킹(picking)"으로서 지칭될 수도 있음)된 도장면(P) 상의 소망의 한 점인 점(P1)의 수직 방향에 직교하는 가상적인 면으로서 생성된다. 투영면(PP)은, 도장면(P)을 점(P1)의 수직 방향에서 본 경우에, 적어도 도장면(P) 전체를 덮는 대략 장방형 형상으로 생성된다.

즉, 투영부(111d)는, 오퍼레이터에 의해 가상 화상 상에서 도장면(P) 상의 소망의 점(P1)이 피킹되었을 경우에, 이러한 점(P1)의 수직 방향을 시점(視點) 방향으로 하여 투영면(PP)을 생성한다. 다음에, 투영부(111d)는 이러한 투영면(PP)에 대하여 도장면(P)을 2차원적으로 투영한다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 임의로 피킹된 점(P1)의 수직 방향의 시점에서 생성된 투영면(PP)에 대하여 도장면(P)을 2차원적으로 투영한다. 이것에 의해, 소망의 시점에서 도장면(P)의 형상을 단순화하여 그 형상을 오퍼레이터가 용이하게 파악할 수 있게 한다.

오퍼레이터는, 투영면(PP)에 투영된 도장면(P)을 보면서, 즉 투영면(PP)을 거치면서, 로봇(30)의 목표점의 그룹인 작업선을 생성하는데 사용되는 각종 설정 내용을 입력하는 조작을 실행한다. 이것에 의해, 오퍼레이터가 육안으로 적절하게 목표점을 설정할 수 있게 된다.

도 2를 다시 참조하여, 작업선 생성부(111e)에 대해서 설명한다. 작업선 생성부(111e)는 오퍼레이터로부터 투영면(PP)을 거쳐서 접수한 설정 내용에 근거하여 작업선을 생성한다. 청구범위에 있어서의 작업선을 생성하기 위한 수단은 작업선 생성부(111e)에 대응한다.

구체적으로는, 작업선 생성부(111e)는, 조작 접수부(111c)로부터 작업선을 생성하기 위한 각종 설정 내용을 입력하는 조작이 접수되었다는 통지를 받았을 경우에, 그 설정 내용에 근거하여 로봇(30)의 목표점의 각 점을 추출하여, 목표점의 그룹으로서 기능하는 작업선을 생성한다.

작업선 생성부(111e)는 생성한 작업선을 화상 생성부(111a)에 출력한다. 화상 생성부(111a)는 작업선을 포함하는 가상 화상을 재생성하고, 이 가상 화상을 표시 제어부(111b)를 거쳐서 표시부(12)에 표시한다.

교시값 연산부(111f)는 작업선 생성부(111e)에 의해 생성된 작업선에 근거하여 상기 목표점의 각 점에 있어서의 로봇(30)의 위치 및 자세를 포함하는 교시값을 연산한다. 청구범위에 있어서의 교시값을 연산하기 위한 수단은 교시값 연산부(111f)에 대응한다.

교시값 연산부(111f)는 연산한 상기 목표점의 각 점에 대응하는 교시값을 교시점 정보(112b)에 등록한다.

교시값 연산부(111f)는 예를 들어 역 키네메틱스 연산(inverse kinematics calculation)에 의해 로봇(30)에 포함된 각 관절축에 대한 교시값을 연산한다. 역 키네메틱스 연산은, 3차원 좌표계에 있어서의 상기 목표점의 각 점의 좌표값을 로봇(30)의 선단부에 배치된 엔드 이펙터(35)의 위치로 하고, 각 점에 있어서의 작업선의 벡터 방향과 직교하는 방향을 엔드 이펙터(35)의 자세로 하여, 도장 작업에 적합한 방식으로 각 점마다 실행된다.

하기에서는, 도 4 내지 도 6h를 참조하여, 조작 접수부(111c)로부터 교시값 연산부(111f)까지 실행되는 일련의 처리에 대해서 상세하게 설명한다.

도 4를 참조하여, 화상 생성부(111a)에 의해 생성되고, 표시 제어부(111b)를 거쳐서 표시부(12)에 표시되는 가상 화상의 일례에 대해서 설명하여 둔다.

도 4는 표시부(12)에 표시되는 가상 화상의 일례를 도시하는 모식도이다. 또한, 도 4 및 그 이후의 도면에 도시하는 로봇 및 워크는 표시부(12)에 표시되는 가상 화상 상의 화상이지만, 도면부호 "30" 및 "W"는 전술한 것과 유사하게 로봇 및 워크에 각각 부여된다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 로봇(30) 및 워크(W)를 포함하는 가상 화상은 표시부(12)의 표시 영역 중 하나인 표시 윈도우(120) 상에 표시된다.

구체적으로는, 가상 화상은 표시 윈도우(120) 상의 가상 화상 영역(121)에 표시된다. 또한, 표시 윈도우(120)는 버튼(122)이나 다이알로그 박스(dialog box)(123)를 포함하는 그래픽 사용자 인터페이스(Graphical User Interface; GUI) 위젯(widget)을 갖는다.

가상 화상 영역(121)의 좌측 하부에는 직교 좌표계가 표시되어 있고, 가상 화상 내의 기준 좌표계로서 기능한다. 이러한 직교 좌표계는 전술한 3차원 좌표계에 해당되고, 수평 방향이나 수직 방향의 기준이 된다. 구체적으로는, 기준 좌표계의 X축 및 Y축에 의해 규정되는 X-Y 평면과 평행한 방향이 수평 방향에 해당되고, 기준 좌표계의 Z축과 평행한 방향이 수직 방향에 해당된다.

오퍼레이터는, GUI 위젯이나 가상 화상 상의 조작 가능 부품[예를 들면, 워크(W)의 도장면(P)]을 조작함으로써, 티칭 시스템(10)에 대한 지시 조작을 실행한다.

오퍼레이터에 의해 실행된 지시 조작에 근거하여, 티칭 시스템(10)은, 표시부(12) 상의 가상 화상에서의 로봇(30)의 각 관절을 구동시키거나, 표시에서 가상 화상을 바라보는 방향을 결정하는 것에 의한 시점의 변경이나 표시의 확대/축소를 실행할 수 있다.

또한, 티칭 시스템(10)은 가상 화상 내의 특정점에 엔드 이펙터(35)(본 실시형태에서는 도장 건)의 선단이 도달하는 경우에 로봇(30)의 각 관절 위치를 역 키네메틱스 연산에 의해 유도한다. 그에 따라, 티칭 시스템(10)은 엔드 이펙터(35)의 선단이 특정점에 도달한 상태의 로봇(30)의 가상 화상을 생성 및 표시할 수도 있다.

더욱이, 티칭 시스템(10)은 오퍼레이터에 의해 실행된 지시 조작에 근거하여 잡 정보 DB(14)에 등록된 교시점이나 잡 프로그램을 판독할 수 있다. 그에 따라, 티칭 시스템(10)은 엔드 이펙터(35)의 선단이 특정한 교시점에 도달한 상태의 로봇(30)의 가상 화상을 표시하거나, 잡 프로그램에 의해 실행된 로봇(30)의 일련의 동작을 표시부(12) 상에서 재현할 수도 있다.

로봇의 오프라인 티칭 시스템에 있어서의 이러한 기능은 공지되어 있으므로, 본 실시형태에 따른 부분 이외의 상세한 설명은 생략한다.

"잡 생성" 버튼은 예를 들어 다이알로그 박스(123)의 버튼(123a)에 마련될 수도 있다.

다음에, 오퍼레이터에 의해 실행되는 가상 화상 상에서 워크(W)의 도장면(P)을 결정하는 조작에 대해서 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한다. 도 5a 및 도 5b는 각각 도장면(P)을 결정하는 조작을 설명하는 제 1 및 제 2 설명도이다.

도 5a에 도시하는 바와 같이, 도장면(P)을 결정하기 위해, 다이알로그 박스(123)에는, 도장면(P)을 결정하는데 사용되는 조작 부품의 그룹이 표시된다. 오퍼레이터가 조작 부품 중 하나인 "면 피킹" 체크 박스를 온(ON)으로 했을 경우, 워크(W) 상에 도장될 각 면을 선택하는 것이 가능해진다.

이 때, 복수개의 면이 선택될 수 있다. 예를 들면, 조작부(13)가 키보드를 포함하는 경우에는, 오퍼레이터는 소정의 키를 누르면서, 도 5a에 도시하는 바와 같이, 면(P'1 및 P'2)을 커서(cursor)(C)로 계속해서 클릭한다[도 5a에 있어서의 화살표(501) 참조]. 그에 따라, 이들 면(P'1 및 P'2)이 모두 선택된다.

도장될 면이 선택된 후에, 오퍼레이터가 조작 부품 중 하나인 "결합" 버튼을 누른다. 그에 따라, 면들은 결합되어 하나의 도장면으로서 간주된다.

결합된 면에 있어서의 불필요한 부분은 제거될 수 있다. 예를 들면, 도 5b에 도시하는 바와 같이, 오퍼레이터가 조작 부품 중 하나인 트리밍(trimming)의 "장방형" 체크 박스를 온으로 하면, 장방형의 트리밍 툴(T1)을 표시하는 것이 가능해진다.

예를 들면 조작부(13)를 이용하여 가상 화상 상에서 장방형의 대각을 지정하여 이러한 트리밍 툴(T1)에서의 불필요한 부분을 둘러싸는 것에 의해, 그 부분[예를 들면, 도 5b에 있어서의 불필요 부분(E1 및 E2)]을 제거할 수 있다. 도시하지 않고 있지만, "자유" 체크 박스를 온으로 했을 경우에는, 커서(C)로 임의로 둘러싼 영역을 제거할 수 있다.

불필요한 부분이 제거된 후에, 오퍼레이터는 "OK" 버튼을 누르는 것에 의해, 도장될 도장면(P)을 결정한다. 이러한 간단한 조작으로 도장면(P)을 결정함으로써, 오퍼레이터가 면 가공에 대한 티칭을 용이하게 실행할 수 있게 한다.

다음에, 도장면(P) 상의 소망의 점(P1)을 피킹하는 조작이나, 작업선을 생성하는데 사용되는 각종 설정값을 입력하는 조작에 대해서, 도 6a 내지 도 6h를 참조하여 설명한다. 도 6a 내지 도 6h는 각각 작업선을 생성하는 조작을 설명하는 제 1 내지 제 8 설명도이다.

도 6a에 도시하는 바와 같이, 도장면(P)이 결정된 후에, 다이알로그 박스(123)에는 작업선을 생성하는데 사용되는 조작 부품의 그룹이 표시된다. 오퍼레이터가 조작 부품 중 하나인 "투영 방향 지정" 체크 박스를 온으로 했을 경우, 도장면(P) 상의 소망의 점(P1)을 피킹하는 것이 가능해진다.

점(P1)이 피킹된 후에, 전술한 바와 같이 투영부(111d)는 이러한 점(P1)의 수직 방향에 직교하는 투영면(PP)을 생성하고, 이러한 투영면(PP)에 도장면(P)을 투영한다. 오퍼레이터가 투영면(PP)을 보는 것을 용이하게 하기 위해, 점(P1)의 수직 방향이 예를 들어 디스플레이의 평면 방향과 실질적으로 직교하도록 가상 화상의 시점을 자동적으로 변경하면서, 투영면(PP)을 표시하는 것이 바람직하다.

다이알로그 박스(123) 상에서, "방향"이나 "절단 개시 위치"를 표시하는 라디오 버튼(radio button)을 선택하거나, "도장 피치"를 지정하는 지정값 등을 입력하거나 한 후에, 오퍼레이터는 "투영면 표시" 버튼을 누른다. 그에 따라, 이들 설정 내용에 근거하는 작업선(WC)이 투영면(PP)에 투영된 도장면(P) 상에 표시된다.

다이알로그 박스(123)에 있어서는, 오퍼레이터는 "방향" 내의 라디오 버튼을 이용하여 도장의 방향을 수직 또는 수평 방향으로 설정할 수 있다. 또한, 오퍼레이터는 "절단 개시 위치" 내의 라디오 버튼을 이용하여 도장을 개시할 도장면(P) 상의 위치를 결정할 수 있다.

"도장 설정"에서는, 오퍼레이터는, 도장면(P)을 도장함에 있어서, 그 도장 피치를 수치로 지정할 것인지, 또는 도장 건의 왕복 동작의 회수에 의해 지정할 것인지를 선택할 수 있다. 더욱이, 오퍼레이터는 도장 피치의 값을 입력하거나, 왕복 동작의 회수(분할수)를 입력할 수 있다.

"옵션(option) 설정"에서는, 오퍼레이터는 도장 개시 위치를 도장면(P)의 단부로부터 어느 정도 오프셋(offset)시킬지, 및 도장 종료 위치를 도장면(P)의 단부로부터 어느 정도 오프셋시킬지를 결정할 수 있다.

도 6a는 "방향"이 "수직"으로 설정되고, "절단 개시 위치"가 "좌상(左上)"으로 설정되고, "도장 피치"가 "60.0"㎜로 설정될 경우의 표시의 예를 도시한다.

이것에 의해, 실제로 생성되게 되는 작업선(WC)을 오퍼레이터에게 파악하기 용이한 방식으로 표시할 수 있으므로, 면 가공에 대한 티칭을 용이하게 실행할 수 있다.

도 6b에 도시하는 바와 같이, 투영부(111d)는, 예를 들어 다이알로그 박스(123)의 조작 부품 "회전각 지정"에 있어서의 설정 내용에 근거하여, 점(P1)의 수직 방향을 중심으로 투영면(PP)을 회전시킬 수 있다[도 6b에 있어서의 화살표(601) 참조].

도 6b에 도시하는 바와 같이, 투영면(PP)에 대하여, 도장면(P), 로봇(30) 및 워크(W)와 같은 투영면(PP) 이외의 부분을 상대적으로 회전시키는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 작업선(WC)의 방향을 변경하는 일없이 동일 방향에서 오퍼레이터에게 작업선(WC)을 표시할 수 있으므로, 오퍼레이터가 작업선(WC)을 용이하게 파악할 수 있게 한다. 즉, 면 가공에 대한 티칭을 용이하게 실행할 수 있게 한다.

이러한 회전에 있어서, 투영면(PP)의 방향 및 크기는 순차적으로 재계산되어, 화상 생성부(111a) 및 표시 제어부(111b)에 의해 표시부(12)에 재표시된다.

작업선(WC)의 생성에 있어서, 작업선 생성부(111e)는, 예를 들어 다이알로그 박스(123)의 조작 부품에 있어서의 설정 내용에 근거하여, 투영면(PP) 또는 실제의 도장면(P) 중 어느 것에 작업선(WC)을 생성할지를 선택 가능하다.

도 6c에 도시하는 바와 같이, 예를 들면, 오퍼레이터가 다이알로그 박스(123)의 "투영면 상에 교시점 생성" 체크 박스를 오프(OFF)로 하는 것으로 한다[도 6c에 있어서의 폐곡선(602)에 의해 둘러싸인 부분 참조].

이러한 경우, 도 6d에 도시하는 바와 같이, 작업선 생성부(111e)는, 워크(W)의 실제의 도장면(P) 상에 목표점의 그룹이 배치되도록 작업선(WC)을 생성한다.

도 6e는 이러한 실제의 도장면(P) 상에 목표점의 그룹이 배치될 경우의, 가상 화상 상의 묘화 이미지(drawing image)의 일례를 도시한다. 작업선(WC) 상의 화살표의 위치는 각 목표점의 위치를 나타내고, 그 방향은 엔드 이펙터(35)에 대응하는 도장 건의 방향을 나타낸다. 화살표에 부여된 번호는 도장 건의 이동 순서를 나타낸다.

한편, 도 6f에 도시하는 바와 같이, 오퍼레이터가 다이알로그 박스(123)의 "투영면 상에 교시점 생성" 체크 박스를 온으로 하는 것으로 한다[도 6f에 있어서의 폐곡선(603)에 의해 둘러싸인 부분 참조]. 또한, 오퍼레이터가 지정값 "d"㎜를 설정한다[도 6f에 있어서의 폐곡선(604)에 의해 둘러싸인 부분 참조].

이러한 경우, 도 6g에 도시하는 바와 같이, 작업선 생성부(111e)는, 워크(W)의 실제의 도장면(P) 상이 아니라, 투영면(PP) 상에 목표점의 그룹이 배치되도록 작업선(WC)을 생성한다. 이 때, 투영면(PP)은 점(P1)으로부터 수직 방향으로 거리 "d"를 둔 위치에 생성된다.

도 6h는 이러한 투영면(PP) 상에 목표점의 그룹이 배치될 경우의, 가상 화상 상의 묘화 이미지의 일례를 도시한다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 투영면(PP) 또는 실제의 도장면(P) 중 어느 것에 작업선(WC)을 생성할지를 선택할 수 있다. 이것에 의해, 실제의 도장면(P)의 형상 등에 따른 적절한 티칭을 용이하게 실행하는 것이 가능해진다.

예를 들면, 실제의 도장면(P)의 형상이 비교적 변화가 작고, 실질적으로 균일한 도장에 적합한 경우, 오퍼레이터는 투영면(PP) 상에 작업선(WC)을 생성하는 패턴을 선택할 수도 있다. 반대로, 실제의 도장면(P)의 형상이 변화가 크고, 실질적으로 균일한 도장에 적합하지 않은 경우, 오퍼레이터는 실제의 도장면(P) 상에 작업선(WC)을 생성하는 패턴을 선택할 수도 있다.

환원하면, 오퍼레이터는 도장면(P)의 형상 등에 근거하여 요구되는 도장 품질에 따른 티칭을 간단한 조작으로 용이하게 실행하는 것이 가능해진다.

도 2를 다시 참조하여, 티칭 제어 장치(11)의 잡 생성부(111g)에 대해서 설명한다. 잡 생성부(111g)는, 조작 접수부(111c)로부터 잡 생성을 지시하는 입력 조작을 받았을 경우에, 교시점 정보(112b)에 근거하여 실제의 로봇(30)을 동작시키는 잡 프로그램을 생성하고, 잡 정보 DB(14)에 등록한다. 청구범위에 있어서의 잡 프로그램을 생성하기 위한 수단은 잡 생성부(111g)에 대응한다.

기억부(112)는 하드디스크 드라이브나 비휘발성 메모리와 같은 기억 디바이스이며, 모델 정보(112a) 및 교시점 정보(112b)를 기억한다. 모델 정보(112a) 및 교시점 정보(112b)의 내용에 대해서는 이미 설명되었기 때문에, 그 기재를 생략한다.

도 2를 참조한 설명에서는, 티칭 제어 장치(11)는 예를 들어 미리 등록된 모델 정보(112a)에 근거하여 로봇(30)을 포함하는 가상 화상을 생성한다. 대안적으로, 티칭 제어 장치(11)는 이 티칭 제어 장치(11)와 상호 통신 가능하게 접속된 상위 장치로부터 화상 생성에 필요한 정보를 순차적으로 취득할 수도 있다.

전술한 바와 같이, 실시형태에 따른 티칭 시스템은 화상 생성부, 투영부, 작업선 생성부, 연산부 및 잡 생성부를 구비한다.

상기 화상 생성부는 로봇 및 이 로봇에 의해 가공될 피가공면을 갖는 워크를 포함하는 가상 화상을 생성한다. 상기 투영부는 상기 가상 화상 상에서 선택된 상기 피가공면의 소망의 한 점의 수직 방향에 직교하는 투영면을 생성하고, 이 투영면 상에 상기 피가공면을 투영한다.

상기 작업선 생성부는 상기 투영면을 거쳐서 접수한 설정 내용에 근거하여, 상기 로봇의 목표점의 그룹으로서 기능하는 작업선을 생성한다. 상기 연산부는 상기 목표점의 각 점에 있어서의 상기 로봇의 위치 및 자세를 포함하는 교시값을 연산한다. 상기 잡 생성부는 상기 연산부에 의해 연산된 상기 교시값에 근거하여 실제 구성의 상기 로봇을 동작시키는 잡 프로그램을 생성한다.

따라서, 실시형태에 따른 티칭 시스템은 면 가공에 대한 티칭을 용이하게 실행할 수 있게 한다.

전술한 실시형태에서, 투영부는 예를 들어 도장면 상의 소망의 한 점의 수직 방향에 직교하는 하나의 투영면을 생성한다. 대안적으로, 복수개의 소망의 점이 선택되었을 경우에, 투영부는 각각의 소망의 점에 대한 투영면을 복수개 생성할 수도 있다.

전술한 변형예는 도 7에 명확하게 도시되어 있다. 도 7은 변형예에 따른 투영면(PP1 내지 PP3)을 설명하는 설명도이다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 워크(W)의 도장면에 대하여, 복수개의 소망의 점(P1 내지 P3)이 선택될 수 있고, 이들 점(P1 내지 P3)에 대해 투영면(PP1 내지 PP3)이 각각 생성될 수도 있다.

이것에 의해, 오퍼레이터가 워크(W)의 도장면의 형상을 다방향으로 동시에 용이하게 파악할 수 있으므로, 면 가공에 대한 티칭을 용이하게 실행할 수 있다. 또한, 오퍼레이터가 다방향의 도장면에 대한 티칭을 병렬로 실행하는 것이 가능해지므로, 티칭에 필요한 작업 공수를 저감할 수 있다.

상술한 실시형태에서는, 로봇이 6축의 단팔 로봇이지만, 축 및 아암의 수를 한정하는 것은 아니다.

상술한 실시형태에서는, 오퍼레이터가 주로 조작부로서 마우스를 이용하고, 이러한 마우스에 의해 입력 조작 및 다른 조작을 실행하고 있지만, 이러한 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 표시부가 소위 멀티-터치(multi-touch)로 불리는 터치 패널일 수 있고, 입력 조작이 이러한 터치 패널에 실행되는 멀티-터치 조작을 포함할 수도 있다.

10 : 티칭 시스템 11 : 티칭 제어 장치
30 : 로봇 111 : 제어부
111a : 화상 생성부 111b : 표시 제어부
111c : 조작 접수부 111d : 투영부
111e : 작업선 생성부 111f : 교시값 연산부(연산부)
111g : 잡 생성부 W : 워크

Claims

로봇 및 상기 로봇에 의해 가공될 피가공면을 갖는 워크를 포함하는 가상 화상을 생성하는 화상 생성부와,
상기 가상 화상 상에서 선택된 상기 피가공면 상의 소망의 한 점의 수직 방향에 직교하는 투영면을 생성하고 상기 투영면 상에 상기 피가공면을 투영하는 투영부와,
상기 투영면을 거쳐서 접수한 설정 내용에 근거하여, 상기 로봇의 목표점의 그룹으로서 기능하는 작업선을 생성하는 작업선 생성부와,
상기 목표점의 각 점에 있어서의 상기 로봇의 위치 및 자세를 포함하는 교시값을 연산하는 연산부와,
상기 연산부에 의해 연산된 상기 교시값에 근거하여 실제 구성의 상기 로봇을 동작시키는 잡 프로그램을 생성하는 잡 생성부를 포함하는
티칭 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 화상 생성부는 상기 투영면과 상기 작업선 중 적어도 하나를 포함하는 상기 가상 화상을 생성 가능한
티칭 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 작업선 생성부는, 상기 설정 내용에 근거하여, 상기 투영면 또는 상기 피가공면 중 어느 것에 상기 작업선을 생성할지를 선택 가능한
티칭 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 투영부는, 상기 피가공면을 상기 수직 방향에서 본 경우에, 적어도 상기 피가공면 전체를 덮는 실질적인 장방형을 상기 투영면으로서 생성하는
티칭 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 투영부는, 상기 설정 내용에 근거하여, 상기 피가공면으로부터 상기 투영면까지의 거리를 지정 가능한
티칭 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 투영부는, 상기 설정 내용에 근거하여, 상기 수직 방향을 회전축으로 하여 상기 투영면을 회전 가능한
티칭 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 투영부는, 복수개의 소망의 점이 선택되었을 경우에, 각각의 소망의 점에 대한 상기 투영면을 복수개 생성 가능한
티칭 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 로봇은 도장 용도이며, 상기 피가공면은 도장면인
티칭 시스템.
로봇 및 상기 로봇에 의해 가공될 피가공면을 갖는 워크를 포함하는 가상 화상을 생성하는 단계와,
상기 가상 화상 상에서 선택된 상기 피가공면 상의 소망의 한 점의 수직 방향에 직교하는 투영면을 생성하고 상기 투영면 상에 상기 피가공면을 투영하는 단계와,
상기 투영면을 거쳐서 접수한 설정 내용에 근거하여, 상기 로봇의 목표점의 그룹으로 기능하는 작업선을 생성하는 단계와,
상기 목표점의 각 점에 있어서의 상기 로봇의 위치 및 자세를 포함하는 교시값을 연산하는 단계와,
연산된 상기 교시값에 근거하여 실제 구성의 상기 로봇을 동작시키는 잡 프로그램을 생성하는 단계를 포함하는
티칭 방법.