專利名稱：用于生成機(jī)器人程序的裝置、程序、記錄介質(zhì)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于生成機(jī)器人的工件搬運(yùn)作業(yè)程序的機(jī)器人編程裝置。本發(fā)
背景技術(shù)：
工業(yè)機(jī)器人(以下簡(jiǎn)稱為機(jī)器人)，在生產(chǎn)系統(tǒng)中被用于工件的焊接/加工、 部件/機(jī)器類的組裝、向加工機(jī)械(機(jī)床)的工件裝卸、工序間的工件搬運(yùn)等 各種作業(yè)，因此促進(jìn)了生產(chǎn)系統(tǒng)的高度的自動(dòng)化。當(dāng)進(jìn)行這些作業(yè)時(shí)，機(jī)器人
在手腕前端安裝對(duì)應(yīng)于作業(yè)內(nèi)容的工具(tool)(即末端執(zhí)行器(end effector))， 按照特定的作業(yè)程序(即任務(wù)程序)來(lái)進(jìn)行動(dòng)作。
生產(chǎn)系統(tǒng)中機(jī)器人執(zhí)行的各種作業(yè)中，已知在作業(yè)區(qū)域內(nèi)的預(yù)定位置準(zhǔn)備 固定保持工件的工件夾具(有時(shí)簡(jiǎn)稱為夾具)，安裝有積4成手(即把持用工具) 的機(jī)器人將機(jī)械手中把持的工件向工件夾具進(jìn)行安裝或拆卸動(dòng)作，同時(shí)，在指 定位置間進(jìn)行搬運(yùn)的作業(yè)。例如，在焊接機(jī)器人系統(tǒng)中已知以下結(jié)構(gòu)搬運(yùn)用 機(jī)器人從托盤(pallet)將多個(gè)工件(車身板件等)搬運(yùn)至工件夾具，將這些 工件組合地固定在工件夾具上的狀態(tài)下，焊接用機(jī)器人在這些工件上執(zhí)行焊 接。另外，在部件/機(jī)器類的組裝作業(yè)中已知如下結(jié)構(gòu)機(jī)器人將一個(gè)部件安 裝固定在工件夾具上，該機(jī)器人將其他部件向該部件進(jìn)行組裝，以螺栓結(jié)合。 另夕卜，還已知以下結(jié)構(gòu)向加工機(jī)械的工件裝卸作業(yè)時(shí)，搬運(yùn);f幾器人將從托盤 取出的原材料工件安裝在裝備于加工機(jī)械上的工件夾具(例如卡盤(chuck)) 上，或著將已加工的工件從加工機(jī)械的工件夾具上拆卸，置于其他托盤上。
在上述機(jī)器人的工件搬運(yùn)系統(tǒng)中，工件夾具為了可以牢固地穩(wěn)定保持作業(yè) 對(duì)象工件，需要具備與工件的形狀相符合的形狀以及構(gòu)造的保持部(一般是抵 接面以及夾持部件)。同樣地，安裝于機(jī)器人上的機(jī)械手，為了可以牢固地穩(wěn) 定把持作業(yè)對(duì)象工件，需要具備與工件的形狀相符合的形狀和構(gòu)造的手指(或
與工件直接接觸的指尖)。在作業(yè)對(duì)象工件的種類較多時(shí)，有時(shí)也使用可以更 換或增加手指的機(jī)械手。
另外，當(dāng)根據(jù)工件形狀來(lái)設(shè)計(jì)工件夾具和機(jī)械手(或手指)時(shí)，要點(diǎn)在于 使其可以防止工件夾具與機(jī)械手(或手指)的相互干涉。 一般，工件夾具，作 為可以牢固地穩(wěn)定保持工件的保持部，具備與工件表面抵接的多個(gè)抵接面、和 將工件按壓在這些抵接面上來(lái)固定的多個(gè)夾持部件。機(jī)器人要求使機(jī)械手中把 持的工件與工件夾具的多個(gè)抵接面同時(shí)接觸地安裝在工件夾具上，但在此狀態(tài)
下通過(guò)夾鉗(clamp)固定工件的期間、以及釋放工件使機(jī)械手后退動(dòng)作的期 間，需要防止工件夾具(尤其是夾鉗)與機(jī)械手(或手指)的相互干涉。
為了將工件恰當(dāng)?shù)匕惭b在工件夾具上，需要將根據(jù)機(jī)械手把持工件時(shí)的動(dòng) 作而決定的機(jī)器人的工件把持姿勢(shì)適當(dāng)化。同樣地，以機(jī)械手把持在工件夾具 上保持的工件時(shí)的機(jī)器人姿勢(shì)會(huì)對(duì)此后的機(jī)器人作業(yè)產(chǎn)生影響。這樣，工件的 形狀和工件夾具以及機(jī)械手的形狀及構(gòu)造(例如抵接面以及夾鉗的個(gè)數(shù)和配 置、手指的個(gè)數(shù)和配置等)互相有密切的關(guān)系，另外，對(duì)于針對(duì)工件夾具的機(jī) 械手的接近/遠(yuǎn)離動(dòng)作和工件的安裝/拆卸動(dòng)作等機(jī)器人動(dòng)作，還表示有意義的 關(guān)聯(lián)性。
工件夾具的設(shè)計(jì)對(duì)于針對(duì)工件夾具上保持的工件的加工工序也表示有意 義的關(guān)聯(lián)性。例如，在對(duì)工件夾具上保持的工件進(jìn)行點(diǎn)焊或弧焊時(shí)，難以使工 件的焊接位置與抵接面抵接或者以?shī)A鉗固定。在對(duì)加工機(jī)械的工件裝卸作業(yè) 中，也難以用工件夾具(卡盤)保持工件的加工面。
一般在生產(chǎn)系統(tǒng)中，要求以同一設(shè)備生產(chǎn)多種產(chǎn)品。當(dāng)順應(yīng)這種要求，將 與預(yù)先設(shè)想的工件不同形狀的新工件引入生產(chǎn)系統(tǒng)時(shí)，關(guān)于機(jī)器人的工件搬運(yùn) 作業(yè)，也需要根據(jù)新工件的形狀，重新設(shè)計(jì)工件夾具和機(jī)器人機(jī)械手(或手指)。 此時(shí)，要求考慮針對(duì)新工件的一連串作業(yè)工序，綜合地研究工件夾具上保持的 工件的位置和姿勢(shì)(與工件上的夾鉗或卡盤位置相關(guān))、機(jī)械手把持工件時(shí)的 機(jī)械手的位置和姿勢(shì)(與工件上的指尖位置相關(guān))、針對(duì)工件夾具的機(jī)器人的 工件安裝以及拆卸動(dòng)作的路徑等，來(lái)生成機(jī)器人的新工件的搬運(yùn)作業(yè)程序。這 樣，以往每次將新工件引入生產(chǎn)系統(tǒng)中，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行工件夾具以及機(jī)器人機(jī)械 手(或手指)的設(shè)計(jì)、以及指定機(jī)器人的工件搬運(yùn)動(dòng)作的纟般運(yùn)作業(yè)程序的生成。
考慮作業(yè)對(duì)象的工件的形狀和針對(duì)工件的一連串作業(yè)工序、設(shè)計(jì)工件夾具 以及機(jī)器人機(jī)械手(或手指)、生成機(jī)器人的工件搬運(yùn)作業(yè)程序，這一般由具 有各種生產(chǎn)系統(tǒng)的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)的熟練操作員來(lái)進(jìn)行。這種熟練操作員的技術(shù)，是 指根據(jù)工件的相同與否、作業(yè)工序的相同與否，來(lái)實(shí)施適當(dāng)?shù)奶幹玫募夹g(shù)，難 以普遍化來(lái)傳承。因此，操作員的培養(yǎng)需要時(shí)間，存在培養(yǎng)熟練操作員較慢的 不足，阻礙了機(jī)器人的生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化的推進(jìn)。
員負(fù)擔(dān)的技術(shù)，已知根據(jù)工件的形狀數(shù)據(jù)自動(dòng)生成作業(yè)程序的離線編程(Off Line Programming)技術(shù)。例如，特開平6 - 59720號(hào)公報(bào)(JP-A-6-59720)公 開了使安裝有清理毛刺工具的機(jī)器人進(jìn)行清理毛刺作業(yè)的清理毛刺機(jī)器人程 序的生成方法。在該程序生成方法中，首先從在CAD系統(tǒng)存儲(chǔ)的產(chǎn)品的圖形 數(shù)據(jù)中，選擇成為清理毛刺對(duì)象的圖形數(shù)據(jù)，輸入到微處理器中。微處理器根 據(jù)構(gòu)成圖形的直線和圓弧等要素?cái)?shù)據(jù)，計(jì)算每個(gè)示教點(diǎn)的工具姿勢(shì)并存儲(chǔ)這些 工具姿勢(shì)，自動(dòng)生成機(jī)器人的示教程序。
另外，特開平10- 187223號(hào)公報(bào)(JP-A-10-187223)公開了，使用多個(gè) 焊接機(jī)器人焊接復(fù)雜形狀的工件時(shí)的、利用了 CAD/CAM系統(tǒng)的焊接程序的 自動(dòng)生成系統(tǒng)。在該程序生成系統(tǒng)中，根據(jù)CAD/CAM系統(tǒng)中登錄的CAD數(shù) 據(jù)的工件形狀信息而生成工件模型，根據(jù)該CAD數(shù)據(jù)的焊接線信息生成焊接 模型，通過(guò)以確定焊接機(jī)器人的動(dòng)作范圍的區(qū)域分割線來(lái)分割工件模型，生成 單元模型(cell model )。在此，針對(duì)每個(gè)基本焊接線檢查是否存在工件與焊接 機(jī)器人的干涉，在存在干涉的情況下，生成縮短至不產(chǎn)生干涉的范圍的焊接線。 并且，在以區(qū)域分割線分割的每個(gè)區(qū)域中，決定焊接線的焊接方向、焊接順序、 焊接路徑。而且，利用CAD數(shù)據(jù)的形狀特性，選擇預(yù)先被數(shù)據(jù)庫(kù)化的、稱作 動(dòng)作模式(action pattern)的動(dòng)作順序，由此提供焊接所需的數(shù)據(jù)，生成一連 串的動(dòng)作程序。
如前所述，為了生成使安裝有機(jī)械手的機(jī)器人執(zhí)行包含針對(duì)工件夾具的工 件的安裝和拆卸中的至少 一種動(dòng)作在內(nèi)的工件搬運(yùn)作業(yè)的搬運(yùn)作業(yè)程序，需要 考慮作業(yè)對(duì)象工件的形狀和針對(duì)工件的一連串作業(yè)工序，來(lái)設(shè)計(jì)工件夾具和機(jī) 器人機(jī)械手(或手指)，并且綜合地研究在工件夾具上保持的工件的位置和姿勢(shì)、機(jī)械手把持工件時(shí)的機(jī)械手的位置和姿勢(shì)、針對(duì)工件夾具的機(jī)器人的工件
安裝和拆卸動(dòng)作的路徑等。在這一點(diǎn)上，所述專利文獻(xiàn)1和2中記載的編程技 術(shù)，應(yīng)用于如清理毛刺和焊接那樣的、根據(jù)工件的形狀數(shù)據(jù)比較容易確定機(jī)器 人對(duì)工件實(shí)施作業(yè)的部位的情況。因此，為了規(guī)定機(jī)器人的動(dòng)作而需要工件夾
具上保持的工件的位置和姿勢(shì)、機(jī)械手把持工件時(shí)的機(jī)械手的位置和姿勢(shì)等不 便于根據(jù)工件的形狀數(shù)據(jù)而確定的位置和姿勢(shì)的數(shù)據(jù)的工件搬運(yùn)作業(yè)程序，難
以通過(guò)專利文獻(xiàn)1和2中記載的編程:技術(shù)而自動(dòng)生成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于生成搬運(yùn)作業(yè)程序的機(jī)器人編程裝置，所
裝和拆卸中的至少一種動(dòng)作在內(nèi)的工件搬運(yùn)作業(yè)，該機(jī)器人編程裝置，可以不 需要操作員的熟練地，以較少的工時(shí)容易且準(zhǔn)確地生成針對(duì)新工件的最佳搬運(yùn) 作業(yè)程序。
本發(fā)明的另 一 目的在于提供一種用于生成搬運(yùn)作業(yè)程序的程序以及記錄 有該程序的計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)，所述搬運(yùn)作業(yè)程序使安裝有機(jī)械手的機(jī) 器人執(zhí)行包含針對(duì)工件夾具的工件的安裝和拆卸中的至少一種動(dòng)作在內(nèi)的工 件搬運(yùn)作業(yè)，所述程序使計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作，以便不需要操作員的熟練，以較少 的工時(shí)容易且準(zhǔn)確地生成針對(duì)新工件的最佳搬運(yùn)作業(yè)程序。
本發(fā)明的另一目的在于提供用于生成搬運(yùn)作業(yè)程序的機(jī)器人編程方法，所
裝和拆卸中的至少一種動(dòng)作在內(nèi)的工件搬運(yùn)作業(yè)，該機(jī)器人編程方法使用計(jì)算
機(jī)，可以不需要操作員的熟練地，以較少的工時(shí)容易且準(zhǔn)確地生成針對(duì)新工件
的最佳搬運(yùn)作業(yè)程序。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種用于生成搬運(yùn)作業(yè)程序的機(jī)器人編程
件的安裝和拆卸中的至少一種動(dòng)作在內(nèi)的工件搬運(yùn)作業(yè)，該機(jī)器人編程裝置具
備工件特征取得部，從工件的3維形狀數(shù)據(jù)中取得表示該工件的幾何學(xué)特征 的工件特征信息；夾具位置取得部，取得在夾具上安裝了工件時(shí)的、該工件與 該工件夾具的相對(duì)位置信息；機(jī)械手位置取得部，取得在以機(jī)械手把持工件時(shí)
的、該工件與該機(jī)械手的相對(duì)位置信息；存儲(chǔ)部，將所述工件特征取得部所取 得的工件特征信息、所述夾具位置取得部所取得的所述工件與所述工件夾具的
所述相對(duì)位置信息、所述機(jī)械手位置取得部所取得的所述工件與所述機(jī)械手的 所述相對(duì)位置信息作為一組既得數(shù)據(jù)而相互關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)與多種工件相關(guān)的多組 既得數(shù)據(jù)；既得數(shù)據(jù)檢索部，使用從新工件的3維形狀數(shù)據(jù)中獲得的新工件特 征信息，從所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的所述多組既得數(shù)據(jù)中，檢索包含與該新工件 特征信息的一致度最高的所述工件特征信息的最佳既得數(shù)據(jù)；以及程序生成 部，使用所述既得數(shù)據(jù)檢索部所檢索出的所述最佳既得數(shù)據(jù)，生成針對(duì)所述新 工件的所述搬運(yùn)作業(yè)程序。
上述機(jī)器人編程裝置還可以具備動(dòng)作模式取得部，取得指定針對(duì)工件夾具 的工件的安裝和拆卸中的至少一種動(dòng)作的動(dòng)作模式指令值。在這種情況下，存 儲(chǔ)部將動(dòng)作模式取得部所取得的動(dòng)作模式指令值和工件特征信息、工件與工件 夾具的相對(duì)位置信息、以及工件與機(jī)械手的相對(duì)位置信息一起，作為一組既得 數(shù)據(jù)而相互關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)。
上述機(jī)器人編程裝置也可以進(jìn)一步具備指尖形狀取得部，取得機(jī)械手的指 尖的3維形狀數(shù)據(jù)。在這種情況下，存儲(chǔ)部將指尖形狀取得部所取得的機(jī)械手 的指尖的3維形狀lt據(jù)和工件特征信息、工件與工件夾具的相對(duì)位置信息、以 及工件與機(jī)械手的相對(duì)位置信息一起，作為一組既得數(shù)據(jù)而相互關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)。
上述機(jī)器人編程裝置也可以進(jìn)一步具備機(jī)械手圖紙取得部，取得機(jī)械手的 圖紙數(shù)據(jù)。在這種情況下，存儲(chǔ)部將機(jī)械手圖紙取得部所取得的機(jī)械手的圖紙 數(shù)據(jù)和工件特征信息、工件與工件夾具的相對(duì)位置信息、工件與機(jī)械手的相對(duì) 位置信息一起，作為一組既得數(shù)據(jù)而相互關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)。
上述機(jī)器人編程裝置也可以進(jìn)一步具備夾具圖紙取得部，取得工件夾具的 圖紙數(shù)據(jù)。在這種情況下，存儲(chǔ)部將夾具圖紙取得部所取得的工件夾具的圖紙 數(shù)據(jù)和工件特征信息、工件與工件夾具的相對(duì)位置信息、以及工件與機(jī)械手的 相對(duì)位置信息一起，作為 一組既得數(shù)據(jù)而相互關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)。
上述機(jī)器人編程裝置也可以進(jìn)一步具備工件形狀取得部，取得工件的3 維形狀數(shù)據(jù)。在這種情況下，存儲(chǔ)部將工件形狀取得部所取得的工件的3維形 狀數(shù)據(jù)和工件特征信息、工件與工件夾具的相對(duì)位置信息、以及工件與機(jī)械手
的相對(duì)位置信息一起，作為一組既得數(shù)據(jù)而相互關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)。另外，程序生成
部根據(jù)既得數(shù)據(jù)檢索部所檢索出的最佳既得數(shù)據(jù)中包含的工件的3維形狀數(shù) 據(jù)與新工件的3維形狀數(shù)據(jù)之間的差，修正最佳既得數(shù)據(jù)中包含的工件與工件 夾具的相對(duì)位置信息以及工件與機(jī)械手的相對(duì)位置信息，使用這些修正后的相 對(duì)位置信息，生成針對(duì)新工件的搬運(yùn)作業(yè)程序。
在上述機(jī)器人編程裝置中，工件特征取得部可以取得以時(shí)間序列表示工件 形狀的變化的工件形狀轉(zhuǎn)變信息作為工件特征信息；既得數(shù)據(jù)檢索部可以使用 以時(shí)間序列表示新工件形狀的變化的新工件形狀轉(zhuǎn)變信息作為新工件特征信 息，檢索最佳既得數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還提供一種機(jī)器人編程用程序，其為了生成使安裝有機(jī)械手的機(jī)器 人執(zhí)行包含針對(duì)工件夾具的工件安裝與拆卸中的至少 一種動(dòng)作在內(nèi)的工件搬 運(yùn)作業(yè)的搬運(yùn)作業(yè)程序，而使計(jì)算機(jī)作為以下各部進(jìn)行工作(i )工件特征 取得部，從工件的3維形狀數(shù)據(jù)中取得表示該工件的幾何學(xué)特征的工件特征信 息；(ii)夾具位置取得部，f又得在工件夾具上安裝了工件時(shí)的、該工件與該 工件夾具的相對(duì)位置信息；(iii)機(jī)械手位置取得部，取得以機(jī)械手把持工件 時(shí)的、該工件與該機(jī)械手的相對(duì)位置信息；(iv)存儲(chǔ)部，將所述工件特征取 得部所取得的所述工件特征信息、所述夾具位置取得部所取得的所述工件與所
述工件夾具的所述相對(duì)位置信息、所述機(jī)械手位置取得部所取得的所述工件與 所述機(jī)械手的所述相對(duì)位置信息作為一組既得數(shù)據(jù)而相互關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)與多種工 件相關(guān)的多組既得數(shù)據(jù)；(v )既得數(shù)據(jù)檢索部，使用從新工件的3維形狀數(shù) 據(jù)中得到的新工件特征信息，從所述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的所述多組既得數(shù)據(jù)中，檢 索包含與該新工件特征信息的 一致度最高的所述工件特征信息的最佳既得數(shù) 據(jù)；以及(vi)程序生成部，使用所述既得數(shù)據(jù)檢索部檢索出的所述最佳既得 數(shù)據(jù)，生成針對(duì)所述新工件的所述搬運(yùn)作業(yè)程序。
本發(fā)明還提供一種記錄有機(jī)器人編程用程序的計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)， 其中，所述機(jī)器人編程用程序，為了生成使安裝有機(jī)械手的機(jī)器人執(zhí)行包含針 對(duì)工件夾具的工件的安裝與拆卸中的至少一種動(dòng)作在內(nèi)的工件搬運(yùn)作業(yè)的程 序，而使計(jì)算機(jī)作為以下各部進(jìn)行工作(i )工件特征取得部，從工件的3 維形狀數(shù)據(jù)中取得表示該工件的幾何學(xué)特征的工件特征信息；(ii )夾具位置
取得部，取得在工件夾具上安裝了工件時(shí)的、該工件與該工件夾具的相對(duì)位置
信息；(iii)機(jī)械手位置取得部，取得以機(jī)械手把持工件時(shí)的、該工件與該機(jī) 械手的相對(duì)位置信息；(iv)存儲(chǔ)部，將所述工件特征取得部所取得的所述工 件特征信息、所述夾具位置取得部所取得的所述工件與所述工件夾具的所述相 對(duì)位置信息、所述機(jī)械手位置取得部所取得的所述工件與所述機(jī)械手的所述相 對(duì)位置信息作為一組既得數(shù)據(jù)而相互關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)與多種工件相關(guān)的多組既得數(shù) 據(jù)；(v)既得數(shù)據(jù)檢索部，使用從新工件的3維形狀數(shù)據(jù)中得到的新工件特 征信息，從所述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的所述多組既得數(shù)據(jù)中，檢索包含與該新工件特 征信息的一致度最高的所述工件特征信息的最佳既得數(shù)據(jù)；以及(vi)程序生 成部，使用所述既得數(shù)據(jù)檢索部檢索出的所述最佳既得數(shù)據(jù)，生成針對(duì)所述新 工件的所述搬運(yùn)作業(yè)程序。
本發(fā)明還提供一種機(jī)器人編程方法，用于使用計(jì)算機(jī)來(lái)生成使安裝有機(jī)械
內(nèi)的工件搬運(yùn)作業(yè)的搬運(yùn)作業(yè)程序，其特征在于，具備以下步驟計(jì)算機(jī)的工 件特征取得部從工件的3維形狀數(shù)據(jù)中取得表示該工件的幾何學(xué)特征的工件 特征信息；計(jì)算^L的夾具取得部取得在工件夾具上安裝了工件時(shí)的、該工件與 該工件夾具的相對(duì)位置信息；計(jì)算機(jī)的機(jī)械手位置取得部取得以機(jī)械手把持工 件時(shí)的、該工件與該機(jī)械手的相對(duì)位置信息；計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)部，將所述工件特 征取得部所取得的所述工件特征信息、與所述夾具位置取得部所取得的所述工
件與所述工件夾具的所述相對(duì)位置信息、所述機(jī)械手位置取得部所取得的所述 工件與所述機(jī)械手的所述相對(duì)位置信息作為 一組既得數(shù)據(jù)而相互關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)與 多種工件相關(guān)的多組既得數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)的既得數(shù)據(jù)檢索部，使用從新工件的3 維形狀數(shù)據(jù)中得到的新工件特征信息，從所述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的所述多組既得數(shù) 振中，檢索包含與該新工件特征信息的一致度最高的所述工件特征信息的最佳 既得數(shù)據(jù)；以及計(jì)算機(jī)的程序生成部，使用所述既得數(shù)據(jù)檢索部所檢索出的所 述最佳既得數(shù)據(jù)，生成針對(duì)所述新工件的所述搬運(yùn)作業(yè)程序。


本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)結(jié)合

以下優(yōu)選實(shí) 施方式而更加明了。
圖1是表示本發(fā)明的機(jī)器人編程裝置的基本結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖2是表示圖1的機(jī)器人編程裝置的第一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的功能框圖。 圖3是表示圖1的機(jī)器人編程裝置的第二擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的功能框圖。 圖4是表示圖1的機(jī)器人編程裝置的第三擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的功能框圖。 圖5是表示圖1的機(jī)器人編程裝置的第四擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的功能框圖。 圖6是表示圖1的機(jī)器人編程裝置的第五擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的功能框圖。 圖7是使用了安裝有本發(fā)明的第一實(shí)施方式的機(jī)器人編程裝置的機(jī)器人
的生產(chǎn)系統(tǒng)的整體概要圖。
圖8是表示圖7的生產(chǎn)系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖9是圖8的控制系統(tǒng)中的控制裝置的存儲(chǔ)器的圖。
圖IO是圖8的控制系統(tǒng)中的機(jī)器人編程裝置的硬盤裝置的圖。
圖11是將圖7的生產(chǎn)系統(tǒng)中使用的工件夾具的一例與工件一起表示的立體圖。
圖12是將圖7的生產(chǎn)系統(tǒng)中使用的機(jī)械手的一例與工件以及工件夾具一 起表示的立體圖。
圖13是表示在圖7的生產(chǎn)系統(tǒng)中機(jī)器人執(zhí)行的工件搬運(yùn)作業(yè)的步驟的流 程圖。
圖14是表示在圖7的生產(chǎn)系統(tǒng)中機(jī)器人執(zhí)行的工件搬運(yùn)作業(yè)的步驟的流 程圖。
圖15是表示在圖7的生產(chǎn)系統(tǒng)中機(jī)器人執(zhí)行的工件搬運(yùn)作業(yè)的步驟的流 程圖。
圖16是舉例表示在本發(fā)明的第 一實(shí)施方式的機(jī)器人編程方法中使用的工 件的CSG模型的圖。
圖17是以CSG模型舉例表示在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的機(jī)器人編程方法 中使用的工件形狀轉(zhuǎn)變信息的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。在附圖中，對(duì)相同或類似的 結(jié)構(gòu)要件標(biāo)記相同的參照符號(hào)。
此外，在以下的說(shuō)明中，"相對(duì)位置"、"絕對(duì)位置"、"基準(zhǔn)位置"等位置
相關(guān)用語(yǔ)，只要沒(méi)有特別地事先說(shuō)明，都是對(duì)位置和姿勢(shì)二者的總稱。
參照附圖時(shí)，圖1以功能框圖表示本發(fā)明的機(jī)器人編程裝置10的基本結(jié) 構(gòu)。機(jī)器人編程裝置IO具有下述特征結(jié)構(gòu)，用于生成搬運(yùn)作業(yè)程序，使安裝
有機(jī)械手的機(jī)器人執(zhí)行包含針對(duì)工件夾具的工件安裝以及拆除中至少一種動(dòng)
作的工件搬運(yùn)作業(yè)。即，機(jī)器人編程裝置IO具備以下各部工件特征取得部 14，從工件的3維形狀數(shù)據(jù)中取得表示工件的幾何學(xué)特征的工件特征信息12; 夾具位置取得部18,取得在工件夾具上安裝了工件時(shí)的、工件與工件夾具的 相對(duì)位置信息16;機(jī)械手位置取得部22，取得以機(jī)械手把持工件時(shí)的、工件 與機(jī)械手的相對(duì)位置信息20;存儲(chǔ)部24，將工件特征取得部14所取得的工件 特征信息12、夾具位置取得部18所取得的工件與工件夾具的相對(duì)位置信息16、 機(jī)械手位置取得部22所取得的工件與機(jī)械手的相對(duì)位置信息20作為一組既得 數(shù)據(jù)D而相互關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)與多種工件相關(guān)的多組既得數(shù)據(jù)D;既得數(shù)據(jù)檢索 部28，使用從新工件的3維形狀數(shù)據(jù)中取得的新工件特征信息26，從存儲(chǔ)部 24中存儲(chǔ)的多組既得數(shù)據(jù)D中檢索包含與新工件特征信息26的一致度最高的 工件特征信息12的最佳既得數(shù)據(jù)SD;程序生成部32，使用既得數(shù)據(jù)檢索部 28所檢索出的既得數(shù)據(jù)SD，生成針對(duì)新工件的搬運(yùn)作業(yè)程序30。
在具有上述基本結(jié)構(gòu)的機(jī)器人編程裝置10中，通過(guò)夾具位置取得部18取 得在工件夾具上保持的工件的位置以及姿勢(shì)的數(shù)據(jù)(與工件上的夾鉗或卡盤位
置信息16,存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部24中。另外，通過(guò)機(jī)械手位置取得部22取得把持 工件的機(jī)器人的機(jī)械手的位置以及姿勢(shì)的數(shù)據(jù)(與工件上的指尖位置相關(guān)的數(shù) 據(jù))，作為以機(jī)械手把持工件時(shí)的工件與機(jī)械手的相對(duì)位置信息20，存儲(chǔ)在存 儲(chǔ)部24中。在存儲(chǔ)部24中，將針對(duì)于1個(gè)工件的這些相對(duì)位置信息16、 20 與表示該工件的幾何學(xué)特征的工件特征信息12—起，作為一組既得數(shù)據(jù)D而 進(jìn)行存儲(chǔ)。從而，可以將過(guò)去所執(zhí)行的工件搬運(yùn)作業(yè)中的工件與工件夾具、以 及工件與機(jī)械手的相對(duì)的位置以及姿勢(shì)的數(shù)據(jù)和該工件的工件特征信息12相 關(guān)聯(lián)，作為既得數(shù)據(jù)D而進(jìn)行存儲(chǔ)。
在此，可以通過(guò)各種特征提取方法，從過(guò)去的搬運(yùn)作業(yè)的對(duì)象工件的圖紙 數(shù)據(jù)(例如CAD數(shù)據(jù))或圖像數(shù)據(jù)(例如CCD攝像數(shù)據(jù))等3維形狀數(shù)據(jù)
中取得工件特征信息12。另外，可以從執(zhí)行過(guò)去的工件搬運(yùn)作業(yè)時(shí)的搬運(yùn)作 業(yè)程序中取得工件與工件夾具的相對(duì)位置信息16以及工件與機(jī)械手的相對(duì)位 置信息20。并且，關(guān)于過(guò)去多次的工件搬運(yùn)作業(yè)，通過(guò)取得這些工件特征信 息12以及相對(duì)位置信息16、 20,在存儲(chǔ)部24中存儲(chǔ)多組既得數(shù)據(jù)D。此外， "取得，，這種行為，例如可以通過(guò)由各個(gè)取得部14、 18、 22從適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)介 質(zhì)自發(fā)地取得，或者由操作員根據(jù)需要而輸入到各個(gè)取得部14、 18、 22來(lái)實(shí) 現(xiàn)。關(guān)于工件特征信息12以及相對(duì)位置信息16、 20的具體的取得步驟，在后 面進(jìn)〗亍詳細(xì)纟笛述。
當(dāng)追加引入新工件時(shí)，將從該新工件的3維形狀數(shù)據(jù)(圖紙數(shù)據(jù)或圖像數(shù) 據(jù))中(例如通過(guò)各種特征提取方法)得到的新工件特征信息26 (通過(guò)檢索 部28自發(fā)的取得或操作員向檢索部28的輸入)提供給既得數(shù)據(jù)檢索部28。 因此，既得數(shù)據(jù)檢索部28根據(jù)新工件特征信息26，以工件特征信息12為關(guān) 鍵字(key word),從存儲(chǔ)部24存儲(chǔ)的多組既得數(shù)據(jù)D中檢索最佳既得數(shù)據(jù) SD。在該最佳既得數(shù)據(jù)SD中，包含相對(duì)于新工件的形狀特征的一致度最高(即 具有極其類似的形狀)的過(guò)去的工件所相關(guān)的相對(duì)位置信息16、 20。因此， 程序生成部32所生成的搬運(yùn)作業(yè)程序30使機(jī)器人對(duì)新工件執(zhí)行如下搬運(yùn)作 業(yè)該搬運(yùn)作業(yè)中，工件與工件夾具以及工件與機(jī)械手的相對(duì)的位置和姿勢(shì)的 關(guān)系與過(guò)去所執(zhí)行的類似工件的搬運(yùn)作業(yè)相同。
這樣，在通過(guò)機(jī)器人編程裝置IO生成機(jī)器人的工件搬運(yùn)作業(yè)程序時(shí)，通 過(guò)利用存儲(chǔ)部24中存儲(chǔ)的與過(guò)去的工件搬運(yùn)作業(yè)相關(guān)的既得數(shù)據(jù)D，不再需 要以往由熟練操作員進(jìn)行的、在考慮了作業(yè)對(duì)象工件的形狀和針對(duì)工件的一連 串作業(yè)工序的勤出上的、在工件夾具中保持的工件的位置和姿勢(shì)以及機(jī)械手把 持工件時(shí)的機(jī)械手的位置和姿勢(shì)的、綜合的研究。而且，工件夾具中保持的工 件的位置以及姿勢(shì)、或機(jī)械手把持工件時(shí)的機(jī)械手的位置以及姿勢(shì)等僅根據(jù)工 件的形狀數(shù)據(jù)不便于確定(即，根據(jù)工件形狀而不同)的位置以及姿勢(shì)的數(shù)據(jù)， 以工件特征信息12為關(guān)鍵字，可容易地從既得數(shù)據(jù)D中取得，而不需要操作 員的熟練。因此，在使用機(jī)器人的生產(chǎn)系統(tǒng)中追加引入新工件時(shí)，能夠以較少 的工時(shí)容易且準(zhǔn)確地生成針對(duì)新工件的最佳搬運(yùn)作業(yè)程序30,其結(jié)果，在使 用機(jī)器人而高度自動(dòng)化的生產(chǎn)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了臨機(jī)應(yīng)變的多品種對(duì)應(yīng)。
圖2以功能框圖表示圖1的機(jī)器人編程裝置10的第一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。圖2的 機(jī)器人編程裝置10還具備動(dòng)作模式取得部36，其取得動(dòng)作模式指令值34，該 指令值指定針對(duì)工件夾具的工件安裝以及拆卸中的至少一種動(dòng)作。在該結(jié)構(gòu) 中，存儲(chǔ)部24將動(dòng)作模式取得部36所取得的動(dòng)作模式指令值34和工件特征 信息12、工件與工件夾具的相對(duì)位置信息16、以及工件與機(jī)械手的相對(duì)位置 信息20 —起，作為一組既得數(shù)據(jù)D而相互關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲(chǔ)。
在圖2所示的機(jī)器人編程裝置10中，通過(guò)動(dòng)作模式取得部36取得表示針
數(shù)據(jù)、作為向機(jī)器人實(shí)際指定這種動(dòng)作的動(dòng)作模式指令值34,并存儲(chǔ)在存儲(chǔ) 部24中。在存儲(chǔ)部24中，將針對(duì)一個(gè)工件的動(dòng)作模式指令值34和所述的工 件特征信息12以及相對(duì)位置信息16、 20 —起，作為一組既得數(shù)據(jù)D來(lái)存儲(chǔ)。 從而，可以將過(guò)去所執(zhí)行的工件搬運(yùn)作業(yè)中的、表示針對(duì)工件夾具的工件安裝 以及拆卸中的至少一種動(dòng)作的數(shù)據(jù)與該工件的工件特征信息12關(guān)聯(lián)，作為既 得數(shù)據(jù)D而存儲(chǔ)。
在此，可以從執(zhí)行過(guò)去的工件搬運(yùn)作業(yè)時(shí)的搬運(yùn)作業(yè)程序中取得動(dòng)作模式 指令值34。并且，關(guān)于過(guò)去的多次工件搬運(yùn)作業(yè)，通過(guò)分別取得動(dòng)作模式指 令值34,在存儲(chǔ)部24中存儲(chǔ)多組既得數(shù)據(jù)D。此外，上述結(jié)構(gòu)中的所謂"取 得，，的行為，也通過(guò)例如由動(dòng)作模式取得部36從適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)介質(zhì)中自發(fā)地取 得，或者由操作員根據(jù)需要而輸入到動(dòng)作模式取得部36來(lái)實(shí)現(xiàn)。關(guān)于動(dòng)作模 式指令值34的具體的取得步驟，在后面進(jìn)行詳細(xì)描述。
當(dāng)追加引入新工件時(shí)，如前所述，在既得數(shù)據(jù)檢索部28檢索出的最佳既 得數(shù)據(jù)SD中，包含與相對(duì)于新工件的形狀特征的一致度最高(即具有極其類 似的形狀)的過(guò)去工件相關(guān)的動(dòng)作模式指令值34。因此，程序生成部32所生 成的搬運(yùn)作業(yè)程序30使機(jī)器人對(duì)新工件執(zhí)行如下搬運(yùn)作業(yè)所述搬運(yùn)作業(yè)中， 除工件與工件夾具、以及工件與機(jī)械手的相對(duì)的位置以及姿勢(shì)的關(guān)系之外，針
對(duì)工件夾具的工件安裝和拆卸的至少一種動(dòng)作也與過(guò)去執(zhí)行的類似工件的搬 運(yùn)作業(yè)相同。
因此，當(dāng)通過(guò)圖2所示的機(jī)器人編程裝置10生成機(jī)器人的工件搬運(yùn)作業(yè) 程序時(shí)，除不需要綜合地研究在工件夾具中保持的工件的位置及姿勢(shì)、以及機(jī)
械手把持工件時(shí)的機(jī)械手的位置及姿勢(shì)之外，也不需要綜合地研究針對(duì)工件夾
具的機(jī)器人的工件安裝動(dòng)作或工件拆卸動(dòng)作。而且，以工件特征信息12為關(guān) 鍵字，可以從既得數(shù)據(jù)D中容易地取得針對(duì)工件夾具的機(jī)器人的工件安裝動(dòng) 作或工件拆卸動(dòng)作等根據(jù)工件形狀而不同的動(dòng)作數(shù)據(jù)，而不需要操作員的熟 練。因此，在使用了機(jī)器人的生產(chǎn)系統(tǒng)中追加引入新工件時(shí)，能夠以較少的工 時(shí)更準(zhǔn)確地生成針對(duì)新工件的最佳搬運(yùn)作業(yè)程序30。
此外，機(jī)器人的針對(duì)工件夾具的工件安裝以及拆卸中的至少一種動(dòng)作，當(dāng) 考慮作業(yè)對(duì)象工件的形狀和針對(duì)工件的一連串作業(yè)工序，來(lái)生成機(jī)器人的工件 搬運(yùn)作業(yè)程序時(shí)，通常是應(yīng)該結(jié)合工件與工件夾具以及工件與機(jī)械手的相對(duì)位 置以及姿勢(shì)的關(guān)系來(lái)詳細(xì)研究的項(xiàng)目。但是，在多種多樣的生產(chǎn)系統(tǒng)中，當(dāng)進(jìn) 行工件搬運(yùn)作業(yè)時(shí)，例如有時(shí)機(jī)器人為了完成始終從正上方接近工件夾具、或 從正上方遠(yuǎn)離等極其簡(jiǎn)單的動(dòng)作而被編程。在這種情況下，當(dāng)生成新工件的搬 運(yùn)作業(yè)程序時(shí)，不需要重新指定針對(duì)工件夾具的工件安裝以及拆卸中的至少一 種動(dòng)作，因此可以省略動(dòng)作;漠式取得部36。
圖3以功能框圖表示圖1的機(jī)器人編程裝置10的第二擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。圖3的 機(jī)器人編程裝置IO還具備取得機(jī)械手的指尖的3維形狀數(shù)據(jù)38的指尖形狀取 得部40。在此結(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)部24將指尖形狀取得部40所取得的機(jī)械手的指 尖的3維形狀數(shù)據(jù)38和工件特征信息12、工件與工件夾具的相對(duì)位置信息16、 以及工件與機(jī)械手的相對(duì)位置信息20 —起作為一組既得數(shù)據(jù)D,相互關(guān)聯(lián)地 進(jìn)行存4諸。
在圖3所示的機(jī)器人編程裝置10中，通過(guò)指尖形狀取得部40取得要求具 有與工件的形狀相符合的形狀的機(jī)械手的指尖的數(shù)據(jù)、作為指尖的3維形狀數(shù) 據(jù)38,存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部24中。在存儲(chǔ)部24中，針對(duì)一個(gè)工件的指尖的3維形 狀數(shù)據(jù)38與所述工件特征信息12以及相對(duì)位置信息16、 20 —起作為一組既 得數(shù)據(jù)D而被存儲(chǔ)。因此，可以將過(guò)去所執(zhí)行的工件搬運(yùn)作業(yè)中的、符合工 件形狀的機(jī)械手的指尖的形狀數(shù)據(jù)與該工件的工件特征信息12相關(guān)聯(lián)，作為 既得數(shù)據(jù)D而存儲(chǔ)。
在此，機(jī)械手的指尖的3維形狀數(shù)據(jù)38，作為指尖的圖紙數(shù)據(jù)(例如CAD 數(shù)據(jù))或圖像數(shù)據(jù)(例如CCD攝像數(shù)據(jù))，可以通過(guò)由指尖形狀取得部40自
發(fā)地從已設(shè)的CAD系統(tǒng)或視覺(jué)(Vision)系統(tǒng)中取得，或者由操作員根據(jù)需 要而輸入到指尖形狀取得部40來(lái)取得。并且，關(guān)于過(guò)去的多次工件搬運(yùn)作業(yè)， 通過(guò)分別取得機(jī)械手的指尖的3維形狀數(shù)據(jù)38，在存儲(chǔ)部24中存儲(chǔ)多組既得 數(shù)據(jù)D。
當(dāng)追加引入新工件時(shí)，如前所述，在既得數(shù)據(jù)檢索部28所檢索出的最佳 既得數(shù)據(jù)SD中，包含相對(duì)于新工件的形狀特征的一致度最高(即具有極其類 似的形狀)的過(guò)去的工件相關(guān)的機(jī)械手的指尖的3維形狀數(shù)據(jù)38。因此，程 序生成部32所生成的搬運(yùn)作業(yè)程序30使機(jī)器人對(duì)新工件執(zhí)行如下搬運(yùn)作業(yè) 所述搬運(yùn)作業(yè)中，除工件與工件夾具以及工件與機(jī)械手的相對(duì)位置以及姿勢(shì)的 關(guān)系之外，與工件直接接觸的機(jī)械手的指尖的形狀也和過(guò)去執(zhí)行的類似工件的 搬運(yùn)作業(yè)相同。
因此，當(dāng)通過(guò)圖3所示的機(jī)器人編程裝置10來(lái)生成機(jī)器人的工件搬運(yùn)作 業(yè)程序時(shí)，除不需要綜合研究在工件夾具中保持的工件的位置及姿勢(shì)、以及以 機(jī)械手把持工件時(shí)的機(jī)械手的位置及姿勢(shì)之夕卜，也不需要綜合研究要求符合工 件形狀的機(jī)械手的指尖的形狀。而且，以工件特征信息12作為關(guān)鍵字，可以 從既得數(shù)據(jù)D中容易地取得機(jī)械手的指尖形狀等根據(jù)工件形狀而不同的數(shù)據(jù)， 而不需要操作員的熟練。因此，在使用機(jī)器人的生產(chǎn)系統(tǒng)中追加引入新工件時(shí)， 能夠以較少的工時(shí)更準(zhǔn)確地生成針對(duì)新工件的最佳拍^運(yùn)作業(yè)程序30。此外， 執(zhí)行搬運(yùn)作業(yè)程序30時(shí)，參照最佳既得數(shù)據(jù)SD中包含的機(jī)械手的指尖的3 維形狀數(shù)據(jù)38，將具有對(duì)應(yīng)的手指的機(jī)械手安裝在機(jī)器人上即可。
圖4以功能框圖表示圖1的機(jī)器人編程裝置10的第三擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。圖4的 機(jī)器人編程裝置10還具備取得機(jī)械手的圖紙數(shù)據(jù)42的機(jī)械手圖紙取得部44。 在此結(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)部24將機(jī)械手圖紙取得部44所取得的機(jī)械手的該圖紙數(shù)據(jù) 42和工件特征信息12、工件與工件夾具的相對(duì)位置信息16、以及工件與機(jī)械 手的相對(duì)位置信息20 —起，作為一組既得數(shù)據(jù)D相互關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲(chǔ)。
在圖4所示的機(jī)器人編程裝置10中，通機(jī)械手圖紙取得部44取得要求具 有符合工件形狀的形狀及構(gòu)造(手指的個(gè)數(shù)和配置等)的機(jī)械手的數(shù)據(jù)，作為 機(jī)械手的圖紙數(shù)據(jù)42，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部24中。在存儲(chǔ)部24中，針對(duì)一個(gè)工件 的機(jī)械手的圖紙數(shù)據(jù)42和所述工件特征信息12以及相對(duì)位置信息16、 20 —
起，作為一組既得數(shù)據(jù)而被存儲(chǔ)。因此，可以將過(guò)去所執(zhí)行的工件搬運(yùn)作業(yè)中
的與工件形狀符合的機(jī)械手的數(shù)據(jù)，與該工件的工件特征信息12相關(guān)聯(lián)，作 為既得數(shù)據(jù)D而存儲(chǔ)。
在此，機(jī)械手的圖紙數(shù)據(jù)42,可以通過(guò)由機(jī)械手圖紙取得部44從適當(dāng)?shù)?存儲(chǔ)介質(zhì)自發(fā)地取得，或者由操作員根據(jù)需要而輸入圖紙取得部44而取得。 并且，關(guān)于過(guò)去的多次工件搬運(yùn)作業(yè)，通過(guò)分別取得機(jī)械手的圖紙數(shù)據(jù)42, 將多組既得數(shù)據(jù)D存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部24中。
當(dāng)追加引入新工件時(shí)，如前所述，在既得數(shù)據(jù)檢索部28所檢索出的最佳 既得數(shù)據(jù)SD中，包含與相對(duì)于新工件的形狀特征的一致度最高(即具有極其 類似的形狀)的過(guò)去的工件相關(guān)的機(jī)械手的圖紙數(shù)據(jù)42。從而，程序生成部 32所生成的搬運(yùn)作業(yè)程序30使機(jī)器人對(duì)新工件執(zhí)行如下搬運(yùn)作業(yè)在所述搬 運(yùn)作業(yè)中，除工件與工件夾具以及工件與機(jī)械手的相對(duì)的位置以及姿勢(shì)的關(guān)系 以外，把持工件的機(jī)械手的形狀以及構(gòu)造，也與過(guò)去所執(zhí)行的類似工件的搬運(yùn) 作業(yè)相同。
因此，當(dāng)通過(guò)圖4所示的機(jī)器人編程裝置10生成機(jī)器人的工件搬運(yùn)作業(yè) 程序時(shí)，除不需要綜合研究在工件夾具上保持的工件的位置和姿勢(shì)以及機(jī)械手 把持工件時(shí)的機(jī)械手的位置和姿勢(shì)之外，也不需要綜合研究要求與工件形狀符
合的機(jī)械手的形狀及構(gòu)造。而且，以工件特征信息12為關(guān)鍵字，可以從既得 數(shù)據(jù)D中容易地得到機(jī)械手的形狀以及構(gòu)造等根據(jù)工件形狀而不同的數(shù)據(jù)， 而不要求操作員的熟練。從而，當(dāng)在使用了機(jī)器人的生產(chǎn)系統(tǒng)中追加引入新工 件時(shí)，能夠以較少的工時(shí)更準(zhǔn)確地生成針對(duì)新工件的最佳搬運(yùn)作業(yè)程序30。 此外，當(dāng)執(zhí)行搬運(yùn)作業(yè)程序30時(shí)，參照最佳既得數(shù)據(jù)SD中包含的機(jī)械手的 圖紙數(shù)據(jù)42,將對(duì)應(yīng)的機(jī)械手安裝在機(jī)器人上即可。
圖5以功能框圖表示圖1的機(jī)器人編程裝置10的第4擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。圖5的 機(jī)器人編程裝置10還具備取得工件夾具的圖紙數(shù)據(jù)46的夾具圖紙取得部48。 在這種結(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)部24將由夾具圖紙取得部48所取得的工件夾具的圖紙數(shù) 據(jù)46和工件特征信息12、工件與工件夾具的相對(duì)位置信息16、以及工件與機(jī) 械手的相對(duì)位置信息20 —起，作為一組既得數(shù)據(jù)D而相互關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)。
在圖5所示的機(jī)器人編程裝置10中，通過(guò)夾具圖紙取得部48取得要求具
有與工件形狀相符合的形狀及構(gòu)造(抵接面以及夾鉗的個(gè)數(shù)和配置等)的工件
夾具的數(shù)據(jù)，作為工件夾具的圖紙數(shù)據(jù)46,存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部24中。在存儲(chǔ)部24 中，針對(duì)一個(gè)工件的工件夾具的圖紙數(shù)據(jù)46和所述工件特征信息12以及相對(duì) 位置信息16、 20—起，作為一組既得數(shù)據(jù)D而存儲(chǔ)。從而，可以將過(guò)去所執(zhí) 行的工件搬運(yùn)作業(yè)中的與工件形狀相符合的工件夾具的數(shù)據(jù)、與該工件的工件 特征信息12相關(guān)聯(lián)，作為既得數(shù)據(jù)D而進(jìn)行存儲(chǔ)。
在此，工件夾具的圖紙數(shù)據(jù)46，可以通過(guò)由夾具圖紙取得部48從適當(dāng)?shù)?存儲(chǔ)介質(zhì)自發(fā)地取得，或者由操作員根據(jù)需要而輸入夾具圖紙取得部48而取 得。并且，關(guān)于過(guò)去的多次工件搬運(yùn)作業(yè)，通過(guò)分別取得工件夾具的圖紙數(shù)據(jù) 46，將多組既得數(shù)據(jù)D存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部24中。
當(dāng)追加引入新工件時(shí)，如前所述，既得數(shù)據(jù)檢索部28所檢索出的既得數(shù) 據(jù)SD中包含有與相對(duì)于新工件的形狀特征的一致度最高(即具有極其類似的 形狀)的過(guò)去的工件相關(guān)的、工件夾具的圖紙數(shù)據(jù)46。從而，程序生成部32 生成的搬運(yùn)作業(yè)程序30使機(jī)器人對(duì)新工件執(zhí)行如下搬運(yùn)作業(yè)在所述搬運(yùn)作 業(yè)中，除了工件與工件夾具以及工件與機(jī)械手的相對(duì)位置以及姿勢(shì)的關(guān)系之
業(yè)相同。
因此，當(dāng)通過(guò)圖5所示的機(jī)器人編程裝置10生成機(jī)器人的工件搬運(yùn)作業(yè)
程序時(shí)，除不需要綜合研究工件夾具上保持的工件的位置和姿勢(shì)以及機(jī)械手把 持工件時(shí)的機(jī)械手的位置和姿勢(shì)以外，也不需要綜合地研究要求與工件形狀相 符合的工件夾具的形狀及構(gòu)造。而且，以工件特征信息12為關(guān)鍵字，可以從 既得數(shù)據(jù)D中容易地獲得工件夾具的形狀及構(gòu)造等根據(jù)工件形狀而不同的數(shù) 據(jù)，而不需要操作員的熟練。因此，在使用了機(jī)器人的生產(chǎn)系統(tǒng)中追加引入新 工件時(shí)，能夠以較少的工時(shí)更準(zhǔn)確地生成針對(duì)新工件的最佳搬運(yùn)作業(yè)程序30。 此外，當(dāng)執(zhí)行4般運(yùn)作業(yè)程序30時(shí)，可以參照最佳既得數(shù)據(jù)SD中包含的工件 夾具的圖紙數(shù)據(jù)46，在機(jī)器人的作業(yè)區(qū)域中設(shè)置對(duì)應(yīng)的工件夾具。
圖6以功能框圖表示圖1的機(jī)器人編程裝置10的第5擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。圖6的 機(jī)器人編程裝置IO還具有取得工件的3維形狀數(shù)據(jù)50的工件形狀取得部52。 在該結(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)部24將由工件形狀取得部52所取得的工件的3維形狀數(shù)據(jù)
50和工件特征信息12、工件與工件夾具的相對(duì)位置信息16、以及工件與機(jī)械 手的相對(duì)位置信息20—起，作為一組既得數(shù)據(jù)D而相互關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)。并且， 程序生成部32根據(jù)既得數(shù)據(jù)檢索部28所檢索出的最佳既得數(shù)據(jù)SD中包含的 工件的3維形狀數(shù)據(jù)50與新工件的3維形狀數(shù)據(jù)54的差，對(duì)最佳既得數(shù)據(jù) SD中包含的工件與工件夾具的相對(duì)位置信息16以及工件與機(jī)械手的相對(duì)位 置信息20進(jìn)行修正，使用該修正后的相對(duì)位置信息16、 20生成針對(duì)新工件 的搬運(yùn)作業(yè)程序30。
圖6所示的機(jī)器人編程裝置10中，通過(guò)工件形狀取得部52取得工件的形 狀本身的數(shù)據(jù)作為工件的3維形狀數(shù)據(jù)50，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部24中。存儲(chǔ)部24 中，針對(duì)一個(gè)工件的工件3維形狀數(shù)據(jù)50和所述工件特征信息12以及相對(duì)位 置信息16、 20—起，作為一組既得數(shù)據(jù)D而存儲(chǔ)。因此，可以將過(guò)去所執(zhí)行 的工件搬運(yùn)作業(yè)中的工件的形狀數(shù)據(jù)與該工件的工件特征信息12相關(guān)聯(lián)，作 為既得數(shù)據(jù)D而進(jìn)行存儲(chǔ)。
在此，工件的3維形狀數(shù)據(jù)50,可以通過(guò)作為工件的圖紙數(shù)據(jù)(例如CAD 數(shù)據(jù))和圖像數(shù)據(jù)(例如CCD攝像數(shù)據(jù))從已設(shè)定的CAD系統(tǒng)或視覺(jué)系統(tǒng) 中由工件形狀取得部52自發(fā)地取得，或者由操作員根據(jù)需要而輸入到工件形 狀取得部52來(lái)取得。該3維形狀數(shù)據(jù)50可以和工件特征取得部14取得的工 件特征信息12的提取源數(shù)據(jù)相同。并且，關(guān)于過(guò)去的多次工件搬運(yùn)作業(yè)，通 過(guò)分別取得工件的3維形狀數(shù)據(jù)50,將多組既得數(shù)據(jù)D存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部24中。
當(dāng)追加引入新工件時(shí)，如前所述，在既得數(shù)據(jù)檢索部28所檢索出的最佳 既得數(shù)據(jù)SD中包含有相對(duì)于新工件的形狀特征的一致度最高(即具有極其類 似的形狀)的過(guò)去的工件的3維形狀數(shù)據(jù)50。因此，程序生成部32根據(jù)過(guò)去 的工件的3維形狀lt據(jù)50與新工件的3維形狀ft據(jù)54的差，對(duì)相對(duì)位置信息 16、 20進(jìn)行修正，使用這些相對(duì)位置信息16、 20而生成的搬運(yùn)作業(yè)程序30 使機(jī)器人執(zhí)行如下搬運(yùn)作業(yè)，所述搬運(yùn)作業(yè)與過(guò)去所執(zhí)行的類似工件的搬運(yùn)作 業(yè)相比，改變了工件與工件夾具以及工件與機(jī)械手的相對(duì)位置及姿勢(shì)的關(guān)系， 以便高精度地適合于新工件。
這樣，當(dāng)通過(guò)圖6所示的機(jī)器人編程裝置10生成機(jī)器人的工件搬運(yùn)作業(yè) 程序時(shí)，不需要為了高精度地適合于工件形狀而綜合地研究工件夾具上保持的
工件的位置和姿勢(shì)、以及機(jī)械手把持工件時(shí)的機(jī)械手的位置和姿勢(shì)。特別地，
相對(duì)于具有既得數(shù)據(jù)檢索部28所檢索出的最佳既得數(shù)據(jù)SD的工件，當(dāng)新工 件為幾何學(xué)的相似形、或者僅高度和長(zhǎng)度不同時(shí)，由于可以容易且正確地求得 過(guò)去的工件的3維形狀數(shù)據(jù)50與新工件的3維形狀數(shù)據(jù)54的差，因此，可以 不需要操作員的熟練地、生成高精度地適合于新工件的搬運(yùn)作業(yè)程序30。因 此，在使用了機(jī)器人的生產(chǎn)系統(tǒng)中追加引入新工件時(shí)，能夠以較少的工時(shí)更準(zhǔn) 確地生成針對(duì)新工件的最佳搬運(yùn)作業(yè)程序30。
接著，參照?qǐng)D7~圖17,與機(jī)器人執(zhí)行的作業(yè)例相關(guān)聯(lián)地，對(duì)本發(fā)明的優(yōu) 選實(shí)施方式的機(jī)器人編程裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
圖7是安裝了本發(fā)明的第一實(shí)施方式的機(jī)器人編程裝置60的、使用了機(jī) 器人的生產(chǎn)系統(tǒng)的整體概要圖。在機(jī)器人(即機(jī)器人機(jī)構(gòu)部)62的手腕前端 安裝有機(jī)械手64。在托盤(pallet) Pl上放置有多個(gè)工件Wl,在托盤P2上放 置有與工件W1種類不同的多個(gè)工件W2。機(jī)器人62被置于移動(dòng)軸66上，沿 移動(dòng)軸66移動(dòng)，在機(jī)械手64中把持托盤Pl的工件Wl或托盤P2的工件W2, 才般運(yùn)到暫置臺(tái)68，暫時(shí)放置在那里。在暫置臺(tái)68上設(shè)置有將從托盤P1運(yùn) 送來(lái)的工件Wl定位于規(guī)定位置并保持的工件夾具68a、將從托盤P2運(yùn)送來(lái) 的工件W2定位于規(guī)定位置并保持的工件夾具68b。另外，與暫置臺(tái)68相鄰 地配置裝備了工件夾具(例如卡盤chuck) 70a的加工機(jī)械70。機(jī)器人62在暫 置臺(tái)68的工件夾具68a、68b與加工機(jī)械70的工件夾具70a之間搬運(yùn)工件Wl 、 W2 (裝卸作業(yè))。
若加工機(jī)械70不處于加工過(guò)程中，則機(jī)器人62將置于暫置臺(tái)68上的工 件Wl或W2把持在機(jī)械手64中，提供給加工機(jī)械70。加工機(jī)械70通過(guò)來(lái) 自機(jī)器人62的加工開始命令開始工件的加工。當(dāng)加工結(jié)束時(shí)，加工機(jī)械70 向機(jī)器人62發(fā)送加工結(jié)束信號(hào)。接收到加工結(jié)束信號(hào)的機(jī)器人62從加工機(jī)械 70取出已加工的工件Wl或W2,將工件Wl置于托盤P3上，將工件W2置 于托盤P4上。
機(jī)器人62以及移動(dòng)軸66分別通過(guò)通信線纜72以及74與控制裝置76相 連，通過(guò)控制裝置76控制機(jī)器人62以及移動(dòng)軸66的動(dòng)作?？刂蒲b置76通過(guò) 網(wǎng)絡(luò)線纜78與機(jī)器人編程裝置60相連。在機(jī)器人62的手腕前端，與機(jī)械手
64相鄰地安裝有照相4幾80，照相才幾80經(jīng)由照相;f幾線纜82與圖像處理裝置84 相連。圖像處理裝置84通過(guò)網(wǎng)絡(luò)線纜86、 88分別與控制裝置76以及機(jī)器人 編程裝置60相連。設(shè)置在暫置臺(tái)68上的工件夾具68a、 68b分別經(jīng)由數(shù)字信 號(hào)輸入輸出線纜(未圖示)與控制裝置76相連。
圖8是表示圖7的生產(chǎn)系統(tǒng)中的主控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖?？刂蒲b置76 具備以.總線90相互連接的CPU92、存儲(chǔ)器94、網(wǎng)絡(luò)接口 96、數(shù)字信號(hào)輸 入輸出電路98、操作盤接口 IOO以及伺服接口 102。如圖9所示，在存儲(chǔ)器 94中存儲(chǔ)有由CPU92執(zhí)行的對(duì)控制裝置76的整體進(jìn)行控制的控制程序104、 以及使機(jī)器人62動(dòng)作的作業(yè)程序106及108。作業(yè)程序106是用于機(jī)器人62 使用機(jī)械手64進(jìn)行與工件Wl相關(guān)的作業(yè)的程序，作業(yè)程序108是用于機(jī)器 人62使用機(jī)械手64進(jìn)行與工件W2相關(guān)的作業(yè)的程序。作業(yè)程序106和108 都使用控制程序104來(lái)進(jìn)行解釋，被變換為機(jī)器人62以及機(jī)械手64的動(dòng)作。 通過(guò)機(jī)器人編程裝置60而生成這些作業(yè)程序106以及108。
在網(wǎng)^4妄口 96上經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)線纜78連接了機(jī)器人編程裝置60，并且經(jīng)由 網(wǎng)絡(luò)線纜86連接了圖像處理裝置84。另外，在數(shù)字信號(hào)輸入輸出電路98上， 經(jīng)由數(shù)字信號(hào)輸入輸出線纜IIO分別連接了暫置臺(tái)68的工件夾具68a、 68b， 經(jīng)由數(shù)字信號(hào)輸入輸出線纜112連接了加工機(jī)械70,經(jīng)由數(shù)字信號(hào)輸入輸出 線纜114連接了安裝于機(jī)器人62上的機(jī)械手64。
在操作盤接口 IOO上，經(jīng)由操作盤線纜116連接了示教操作盤118。示教 操作盤118具有顯示器118a以及輸入按鈕118b，通過(guò)操作員操作示教操作盤 118可以經(jīng)由控制裝置76以手動(dòng)模式使機(jī)器人62動(dòng)作。另外，在伺服接口 102 上，經(jīng)由通信線纜72、 74連接機(jī)器人62的各控制軸以及移動(dòng)軸66的伺服電 動(dòng)機(jī)等伺服機(jī)構(gòu)。
在機(jī)器人編程裝置60上連接了硬盤裝置120?；蛘邫C(jī)器人編制裝置60也 可以內(nèi)置有硬盤裝置120。如圖IO所示，在硬盤裝置120中，與作為加工對(duì) 象的多個(gè)種類的工件W1、 W2分別相關(guān)地存儲(chǔ)有概括地表現(xiàn)機(jī)器人62的動(dòng) 作的作業(yè)程序定義數(shù)據(jù)1221、 1222;表現(xiàn)具體的位置以及姿勢(shì)的作業(yè)部位定 義數(shù)據(jù)1241、 1242;以及工件W1、 W2的圖紙數(shù)據(jù)1261、 1262。
在圖像處理裝置84上連接硬盤裝置128?；蛘邎D像處理裝置84也可以內(nèi)
置有硬盤裝置128。在硬盤裝置128中存儲(chǔ)有作為用于檢測(cè)作業(yè)對(duì)象Wl、 W2 的各自的基準(zhǔn)的工件圖像數(shù)據(jù)1301、 1302。通過(guò)使用安裝于機(jī)器人62的手腕 前端的照相機(jī)80對(duì)工件Wl 、 W2攝像而得到工件圖像數(shù)據(jù)1301 、 1302。
圖11表示所述生產(chǎn)系統(tǒng)中所使用的加工機(jī)械70的工件夾具70a的結(jié)構(gòu)的 一例，同時(shí)表示作業(yè)對(duì)象W。另外，圖12表示所述生產(chǎn)系統(tǒng)中所使用的機(jī)械 手64的結(jié)構(gòu)的一例，同時(shí)表示工件夾具70a以及工件W。此外，暫置臺(tái)68 的工件夾具68a、 68b也可以具有與圖示的工件夾具70a相同的結(jié)構(gòu)。
工件夾具70a具備可以牢固地穩(wěn)定保持未加工的原材料工件W的第一 保持部132、可以牢固地穩(wěn)定保持經(jīng)過(guò)了加工工序的已加工的工件W，的第二 保持部134。第一保持部132具備在前端具有多個(gè)與原材料工件W的表面 抵接的抵接面的多個(gè)支柱136;將原材料工件W按壓在這些支柱136的抵接 面上來(lái)固定的多個(gè)夾持部件138。在附圖上，多個(gè)支柱136的抵接面與原材料 工件W的底面、 一個(gè)斜面以及一個(gè)側(cè)面分別抵接。多個(gè)夾持部件138和未與 支柱136的抵接面相"l氐接的原材料工件W的另 一斜面以及另 一側(cè)面分別卡合， 通過(guò)與多個(gè)支柱136配合來(lái)牢固而穩(wěn)定地夾緊原材料工件W。另外，第二保 持部134具備基臺(tái)140,該基臺(tái)140具有與已加工的工件W，的表面抵接的抵 接面，通過(guò)作為夾持部件而作用的未圖示的多個(gè)螺栓，將已加工的工件W，牢 固而穩(wěn)定地固定在基臺(tái)140上。這些支柱(抵接面)136、夾持部件138、基 臺(tái)(抵接面)140具有與對(duì)象工件W、 W，的形狀相符合的形狀以及構(gòu)造(個(gè) 數(shù)和配置等)。
另一方面，機(jī)械手64具備安裝在機(jī)器人62 (圖7)的手腕前端的基部 142、在基部142上可移動(dòng)且可裝卸地設(shè)置的兩根手指144。這些手指144，在 各自的前端具有與作業(yè)對(duì)象工件W、 W，直接接觸的指尖146。手指144的形 狀及構(gòu)造(根數(shù)和配置等)以及指尖146的形狀與對(duì)象工件W、 W，的形狀相 符合。
機(jī)器人62 (圖7)將機(jī)械手64中把持的原材料工件W以與第一保持部 132的多個(gè)支柱"氐接面)136同時(shí)抵接的方式安裝在工件夾具70a上，另外， 將置于第一保持部132的原材料工件W把持在機(jī)械手64中，從工件夾具70a 中拆卸。同樣地，機(jī)器人62 (圖7)將機(jī)械手64中把持的已加工的工件W，
以與第二保持部134的基臺(tái)(抵接面)140—樣地抵接的方式安裝在工件夾具 70a中，另外，將置于第二保持部134中的已加工的工件W，把持在機(jī)械手64 中，從工件夾具70a中拆卸。
在上述生產(chǎn)系統(tǒng)(圖7)中機(jī)器人62執(zhí)行的工件搬運(yùn)作業(yè)中，工件夾具 70a中保持的工件W、 W，的位置及姿勢(shì)、機(jī)械手64把持工件W、 W，時(shí)的機(jī) 械手64的位置及姿勢(shì)、以及針對(duì)工件夾具70a的機(jī)器人62的工件安裝動(dòng)作以 及工件拆卸動(dòng)作，如前所述，根據(jù)工件W, W，的形狀和針對(duì)工件W、 W，的一 連串的作業(yè)工序而被最優(yōu)化。本發(fā)明的實(shí)施方式的機(jī)器人編程裝置60,如與 圖1 ~圖6的機(jī)器人編程裝置10關(guān)聯(lián)地進(jìn)行說(shuō)明那樣，顯著減輕生成根據(jù)工 件W、 W，的形狀和作業(yè)工序而最優(yōu)化的搬運(yùn)作業(yè)程序時(shí)的操作員的負(fù)擔(dān)。
接著，按照?qǐng)D13、圖14以及圖15的流程圖，對(duì)上述生產(chǎn)系統(tǒng)(圖7)中， 機(jī)器人62在控制裝置76的控制下執(zhí)行的工件搬運(yùn)作業(yè)的一例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 此外，以下的作業(yè)例中，機(jī)器人62按照存儲(chǔ)器94中存儲(chǔ)的作業(yè)程序106，交 替地執(zhí)行將從托盤P1取出的工件Wl (原材料工件W)經(jīng)由暫置臺(tái)68安裝在 加工機(jī)械70上的作業(yè)；和將從加工機(jī)械70取出的工件Wl(已加工的工件W，) 經(jīng)由暫置臺(tái)68放置在托盤P3上的作業(yè)。
首先，啟動(dòng)移動(dòng)軸66,將機(jī)器人62移動(dòng)至托盤P1的正面(步驟S200)。 接著，旋轉(zhuǎn)機(jī)器人62的手臂，將機(jī)械手64 (例如圖12的機(jī)械手64 )移動(dòng)至 托盤P1的正上方(步驟S210)。然后，經(jīng)由數(shù)字信號(hào)輸入輸出電路98對(duì)機(jī)械 手64輸出"機(jī)械手張開"的數(shù)字信號(hào)，張開機(jī)械手64 (步驟S202 )。
接下來(lái)，將機(jī)械手64向?qū)ぜl (原材料工件W)進(jìn)行把持動(dòng)作的把 持位置移動(dòng)。此時(shí)，將機(jī)械手64移動(dòng)至把持位置的正上方的位置后，以低速 將其向正下方的把持位置移動(dòng)(步驟S203 )。然后，經(jīng)由數(shù)字信號(hào)輸入輸出電 路98對(duì)機(jī)械手64輸出"機(jī)械手閉合"的數(shù)字信號(hào)，閉合機(jī)械手64,把持住 工件W1 (步驟S204)。接著，將機(jī)械手64向上方移動(dòng)，從托盤P1上取出工 件W1。此時(shí)，在低速移動(dòng)到把持位置的正上方的位置后，提高速度再向上方 抬升工件W1 (步驟S205 )。
接下來(lái)，向右旋轉(zhuǎn)機(jī)器人62的手臂并且使移動(dòng)軸66動(dòng)作，將機(jī)器人62 移動(dòng)至?xí)褐门_(tái)68的正面(步驟S206 ),然后將機(jī)械手64移動(dòng)至工件夾具68a
的上方位置(步驟S207 )。接著將機(jī)械手64向工件夾具68a的保持部(例如 圖11的第一保持部132 )低速移動(dòng)，將工件Wl安裝在工件夾具68a上(步驟 S208)。然后，經(jīng)由數(shù)字信號(hào)輸入輸出電路98對(duì)機(jī)械手64輸出"機(jī)械手張開" 的數(shù)字信號(hào)，張開機(jī)械手64，釋放工件Wl (步驟S209 )。
接著，將機(jī)械手64向上方移動(dòng)，從工件夾具68a遠(yuǎn)離(步驟S210)。因 此，經(jīng)由數(shù)字信號(hào)輸入輸出電路98對(duì)工件夾具68a輸出"夾鉗閉合"的數(shù)字 信號(hào)，使工件夾具68a夾鉗閉合，使工件Wl在正確定位于規(guī)定位置的狀態(tài)下， 固定保持在工件夾具68a中(步驟S211 )。
接著，旋轉(zhuǎn)機(jī)器人62的手臂，將張開狀態(tài)的機(jī)械手64移動(dòng)至加工機(jī)械 70的正面(步驟S212 )。然后，通過(guò)加工機(jī)械70的門開口部將機(jī)械手64插入 加工機(jī)械70的內(nèi)部。此時(shí)，為了使機(jī)械手64不與加工機(jī)械70接觸，使機(jī)器 人62的手臂完全伸直地進(jìn)入(步驟S213 )。接著，將機(jī)械手64向?qū)庸C(jī)械 70的工件夾具70a (例如圖11的工件夾具70a)中固定的工件W1 (已加工的 工件W，)進(jìn)行把持動(dòng)作的把持位置移動(dòng)(步驟S214 )。然后，在把持位置閉 合機(jī)械手64，把持工件W1 (步驟S215)。
接下來(lái)，經(jīng)由數(shù)字信號(hào)輸入輸出電路98對(duì)加工機(jī)械70輸出"夾鉗張開" 的數(shù)字信號(hào)，使工件夾具70a的夾鉗(或卡盤)張開，使工件W1 (已加工的 工件W，)釋放(步驟S216)。接著，將機(jī)械手64從把持位置微微移動(dòng)，以避 免干涉的動(dòng)作從加工機(jī)械70的工件夾具70a上拆卸工件Wl (步驟S217 )。接 著，從加工機(jī)械70通過(guò)門開口部抽出機(jī)械手64。此時(shí)，為使機(jī)械手64和工 件Wl不與加工機(jī)械70接觸，使機(jī)器人62的手臂完全伸直地后退(步驟S218)。
接下來(lái)，將機(jī)械手64移動(dòng)至?xí)褐门_(tái)68的工件夾具68a的上方位置(步驟 S219)。然后，將機(jī)械手64向工件夾具68b的保持部(例如圖11的第二保持 部134)低速移動(dòng)，在工件夾具68b上安裝工件Wl (已加工的工件W，)(步 驟S220)。然后，張開機(jī)械手64，釋放工件W1 (步驟S221)。
接下來(lái)，將機(jī)械手64向上方移動(dòng)，從工件夾具68b遠(yuǎn)離(步驟S222)。 因此，使工件夾具68b夾鉗張開，使工件Wl在正確定位于規(guī)定位置的狀態(tài)下， 固定保持在工件夾具68b中(步驟S223 )。接著，將機(jī)械手64移動(dòng)至?xí)褐门_(tái) 68的工件夾具68b的正上方(步驟S224 )。
接著，將機(jī)械手64向?qū)ぜA具68a上保持的工件Wl (原材料工件W) 進(jìn)行把持動(dòng)作的把持位置移動(dòng)，在把持位置閉合機(jī)械手64，把持工件W1(步 驟S225 )。因此，使工件夾具68a夾鉗張開，使工件Wl釋放(步驟S226 )。 接下來(lái)，將機(jī)械手64向上方移動(dòng)，從工件夾具68a中取出工件Wl。此時(shí)， 為避免干涉而將機(jī)械手64以低速向工件夾具68a的斜上方移動(dòng)后，提高速度， 再向上方抬升工件W1 (步驟S227)。
接著，旋轉(zhuǎn)機(jī)器人62的手臂，將把持了工件W1 (原材料工件W)的機(jī) 械手64移動(dòng)至加工機(jī)械70的正面(步驟S228)。接著，從加工機(jī)械70的門 開口部將才幾械手64插入加工機(jī)械70的內(nèi)部。此時(shí)，為佳iM成手64及工件 Wl不與加工機(jī)械70接觸，而將機(jī)器人62的手臂完全伸直地進(jìn)入(步驟S229 )。 接著，將機(jī)械手64暫時(shí)停止在加工機(jī)械70的工件夾具70a的保持部(例如圖 11的第一保持部132)面前，然后以低速動(dòng)作在工件夾具70a上安裝工件Wl。 在這種狀態(tài)下，使加工機(jī)械70張開工件夾具70a的夾鉗(或卡盤)，使其固定 地保持工件Wl (步驟S230 )。
接著，張開機(jī)械手64釋放工件W1 (步驟S231)。然后，以低速的避免干 涉的動(dòng)作，將機(jī)械手64移動(dòng)至稍微離開工件夾具70a的位置(步驟S232)。 接著，為使機(jī)械手64不與加工機(jī)械70接觸，而將機(jī)器人62的手臂完全伸直 地，從加工機(jī)械70通過(guò)門開口部抽出機(jī)械手64 (步驟S233)。然后，經(jīng)由數(shù) 字信號(hào)輸入輸出電路98對(duì)加工機(jī)械70輸出"工件Wl的加工開始，，的數(shù)字信 號(hào)(步驟S234 )。
接著，將機(jī)械手64移動(dòng)至?xí)褐门_(tái)68的工件夾具68a的正上方(步驟S235 )。 然后，將機(jī)械手64向?qū)υ诠ぜA具68b上保持的工件Wl (已加工的工件W，) 進(jìn)行把持動(dòng)作的把持位置移動(dòng)，在把持位置閉合機(jī)械手64，把持工件W1(步 驟S236)。因此，使工件夾具68b夾鉗張開，釋放工件W1 (步驟S237)。接 著，將機(jī)械手64向上方移動(dòng)，從工件夾具68b中取出工件Wl。此時(shí)，為了 避免干涉，將機(jī)械手64低速向工件夾具68b的斜上方移動(dòng)，然后提高速度再 向上方抬升工件W1 (步驟S238)。
接下來(lái)，在使機(jī)器人62的手臂向右旋轉(zhuǎn)的同時(shí)啟動(dòng)移動(dòng)軸66，使機(jī)器人 62移動(dòng)至托盤P3的正面(步驟S239)。接著，將把持了工件Wl (已加工的
工件W，)的機(jī)械手64移動(dòng)至托盤P3的正上方(步驟S240 )。接著，將機(jī)械 手64移動(dòng)至放置托盤P3上的工件Wl的放置位置后，向其正下方的放置位置 低速移動(dòng)，將工件Wl放置在托盤P3上(步驟S241 )。
接著，張開機(jī)械手64,釋放工件Wl (步驟S242)。接著，將機(jī)械手64 以低速移動(dòng)至放置位置的正上方后，提高速度，再向上方移動(dòng)(步驟S243)。 最后，將機(jī)器人62的手臂向機(jī)器人正面旋轉(zhuǎn)的同時(shí)使移動(dòng)軸66動(dòng)作，將機(jī)器 人62移動(dòng)至初始的待機(jī)位置(步驟S244)。以上，結(jié)束了針對(duì)工件W1(原材 料工件W以及已加工的工件W，)的作業(yè)程序106。
.以下，具體說(shuō)明用于生成統(tǒng)轄上述工件搬運(yùn)作業(yè)的作業(yè)程序106 ( 108) 的機(jī)器人編程裝置60中執(zhí)行的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的機(jī)器人編程方法。此 外，機(jī)器人編程裝置60具備CPU (未圖示)，該CPU具有圖1 ~圖6所示的 機(jī)器人編程裝置10中的工件特征取得部14、夾具位置取得部18、機(jī)械手位置 取得部22、既得數(shù)據(jù)檢索部28、程序生成部32、動(dòng)作模式取得部36、指尖形 狀取得部40、機(jī)械手圖紙取得部44、夾具圖紙取得部48以及工件形狀取得部 52的功能。另外，硬盤裝置120構(gòu)成圖1~圖6所示的機(jī)器人編程裝置10中 的存儲(chǔ)部24。
機(jī)器人編程裝置60使用作業(yè)程序定義數(shù)據(jù)1221以及作業(yè)部位定義數(shù)據(jù) 1241 (都存儲(chǔ)在硬盤裝置120中)，生成用于工件Wl的作業(yè)程序106,使用 作業(yè)程序定義數(shù)據(jù)1222以及作業(yè)部位定義數(shù)據(jù)1242 (都存儲(chǔ)在硬盤裝置120 中)，生成用于工件W2的作業(yè)程序108。作為一個(gè)具體例子，在存儲(chǔ)在硬盤 裝置120中的作業(yè)程序定義數(shù)據(jù)1221中，如下面這樣對(duì)所述步驟S212- S218 的動(dòng)作進(jìn)行記述。
1:力夕-夕,于[1] 100%于少，力100
2:夕,年0/oMachine.DoorOpenO/o-才y
3:于3夕ir y %Machine.EnterPos% 1000mm/sec 一千年^
4: f" 3夕ir y %Work.ApproachPos% 500mm/sec 一于年V
5:于3夕ir 乂 ％Work.GripPos% 200mm/sec ,于年V
6: 0/oRobot.Hand.Gripo/c^才y
7:夕^f年0/oRobot.Hand.GripDone。/o-才y
8: %Machine.Fixture.Release%=:t" 7 9: 夕年％Machine.Fixture.ReleaseDone%=;^~y 10: ^ 3夕ir y%Work.RetrievePos% 200mm/sec于年^ 11:千3夕ir y %Machine.ExitPos% 1000mm/sec 一于斧^ 12: <于[1] {X=1688.40mm， Y=30.30mm, Z=1331.45mm， W=64.62deg, P= - 85.60deg， R=116.35deg};
各行(冒號(hào)前的數(shù)字是行號(hào))中，以一對(duì)°/。包夾的部分是變量，在作業(yè)程 序定義數(shù)據(jù)中是未定義的數(shù)據(jù)。這些變量中，包含"Work"的是與工件Wl 相關(guān)的變量，包含"RototHand"的是與機(jī)器人62的機(jī)械手64相關(guān)的變量， 包含"Machine"以及"Machine.Fixture"的分別是與加工機(jī)械70以及工件夾 具70a相關(guān)的變量。并且，表示與工件Wl以及加工機(jī)械70相關(guān)的位置和姿 勢(shì)的變量以"ApproachPos ，， 、 " GripPos ，， 、 " RetrievePos " 、 " EnterPos ，，、 "ExitPos"來(lái)記述。另外，表示針對(duì)機(jī)械手64及加工機(jī)械70 (以及工件夾具 0a)的控制信號(hào)的變量以"Grip"、 "GripDone"、 "DoorOpen"、 "Release"、 "ReleaseDone"來(lái)記述。 各行的記述的意義如下。
第1行是步驟S212的定義數(shù)據(jù)。定義將機(jī)器人62移動(dòng)至加工機(jī)械70的 門正面的位置^ l]的動(dòng)作。
第2行以及第3行是步驟S213的定義數(shù)據(jù)。參照通過(guò)數(shù)字信號(hào)輸入輸出 線纜112發(fā)送至數(shù)字信號(hào)輸入輸出電路98的、表示加工機(jī)械70的門開閉狀態(tài) 的數(shù)字輸入信號(hào)。/。Machine.DoorOpen。/。，在該信號(hào)成為表示門打開的ON狀態(tài) 之前，使機(jī)器人62在門正面的位置待機(jī)。接著，將機(jī)器人移動(dòng)至進(jìn)入加工機(jī) 械70的內(nèi)部的位置o/oMachine.EnterPos0/0。
第4和第5行是步驟S214的定義數(shù)據(jù)。將機(jī)器人62的機(jī)械手64移動(dòng)到 工件Wl (已加工的工件W，)的把持位置稍前的位置。/。Work.ApproachPos。/o后， 移動(dòng)到把持位置。/。Work.GripPos。/。。
第6行以及第7行是步驟S215的定義數(shù)據(jù)。使表示閉合機(jī)器人62的機(jī)械 手64的指令的數(shù)字輸出信號(hào)。/。Robot.Hand.Grip。/。為ON，將該ON信號(hào)經(jīng)由數(shù) 字信號(hào)輸入輸出電路98以及數(shù)字信號(hào)輸入輸出線纜114送至機(jī)器人62,閉合
機(jī)械手64。而且，通過(guò)在機(jī)械手64上裝備的接近傳感器和接觸開關(guān)，檢測(cè)機(jī) 械手64是否正確閉合，通過(guò)參照表示傳感器和開關(guān)的狀態(tài)的數(shù)字輸入信號(hào) %Robot.Hand.GropDone%,確認(rèn)機(jī)械手64正常閉合，把持住工件W1。
第8行和第9行是步驟S216的定義數(shù)據(jù)。使表示使加工機(jī)械70的工件夾 具70a的夾鉗(或卡盤)張開的指令的數(shù)字輸出信號(hào)。/。Machine,Fixture.Release。/0 為ON,將該ON信號(hào)送至加工機(jī)械70，使工件夾具70a張開。而且，通過(guò)在 工件夾具70a上裝備的接近傳感器和接觸開關(guān)，檢測(cè)工件夾具70a是否正確張 開，通過(guò)參照表示傳感器和開關(guān)的狀態(tài)的數(shù)字輸入信號(hào) %Machine.Fixture.ReleaseDone%，確認(rèn)工件夾具70a正常的打開，已釋放工件 Wl。
第10行是步驟S217的定義數(shù)據(jù)。通過(guò)將機(jī)械手64移動(dòng)至稍微離開工件 Wl的把持位置的位置。/。Work.RetrievePos。/。，從工件夾具70a上拆卸工件Wl。
第11行是步驟S218的定義數(shù)據(jù)。將機(jī)械手64移動(dòng)至用于從加工機(jī)械70 的內(nèi)部抽出的位置n/oMachine.ExitPos。/0。
第12行記述第1行的一[l]的具體數(shù)據(jù)。即使變更了工件的種類(形狀)， 也始終將該數(shù)據(jù)設(shè)定為相同值，因此，將其預(yù)先記述在作業(yè)程序定義數(shù)據(jù)1221 中。
作業(yè)部位定義數(shù)據(jù)1241記述應(yīng)該代入所述作業(yè)程序定義數(shù)據(jù)1221的各個(gè) 變量的位置和姿勢(shì)的數(shù)據(jù)以及控制信號(hào)。在此，位置和姿勢(shì)的數(shù)據(jù)表示對(duì)機(jī)器 人62進(jìn)行示教的空間上的點(diǎn)，在作為生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的基準(zhǔn)的一個(gè)正交坐標(biāo)系(例 如通用坐標(biāo)系)中，包含表示位置的X、Y、Z值以及表示姿勢(shì)的W(偏轉(zhuǎn)yaw)、 P (俯仰pitch)、 R (滾動(dòng)roll)值。下面表示作業(yè)部定義數(shù)據(jù)1241的一例。
<formula>formula see original document page 31</formula>
W=29.18deg, P= —88.69deg, R=150.21deg};
%Machine.ExitPos0/o {X=1679.51mm ， Y=- 17.91mm ， Z=1200.05mm, W=29,18deg, P=- 88.69deg, R=150.21deg};
%Machine.DoorOpen%=SDI [l];
%Machine.Fixture.Release0/0=SDO [ 1 ];
%Machine.Fixture.ReleaseDone%=SDI [2];
%Robot.Hand.Grip%=RDO [l];
%RobotHand.GripDone%=RDI [l];
機(jī)器人編程裝置60通過(guò)作業(yè)部位定義數(shù)據(jù)1241來(lái)決定所述作業(yè)程序定義 數(shù)據(jù)1221的各個(gè)變量，由此生成用于工件Wl的下述作業(yè)程序106。 1:力夕-夕"Y于[1] 100%于> ，力100 2:夕^f年SDI[l]-才乂 3: ，3夕ir乂^f于[2] lOOOmm/sec < 4:千3夕ir乂Y于[3] 500mm/sec ,于斧^ 5:于3夕ir乂Y于[4] 200mm/sec ,于斧V 6: RDO[l]O 7:夕Y年RDI[l]-才y 8: SDO[l]-才y 9:夕,年SDI[2]-才y 10:千3夕ir乂 <于[5]200mm/seCf"斧^ 11: ，3夕iry <千[6] 1000mm/seC于斧乂
12:行[1] {X=1688.40mm， Y=30.30mm， Z=1331.45mm， W=64.62deg， P=-85.60deg, R=116.35deg};
13: 于[2] {X=1679.51mm， Y= - 17.91mm, Z=1200.05mm， W=29.18deg， P=- 88.69deg, R=150.21deg};
14: Y于[3] {X=1241.51mm, Y=- 17.91mm， Z=%0.07mm， W=15.24deg, P=-90.40deg， R=130.08deg};
15: ^ff" [4] {X=1341.51mm, Y=- 17.91mm， Z=890.07mm， W=15.24deg, P=-90.40deg， R=130.08deg};16: [5〗{X=1241.51mm, Y= — 17.91mm， Z=990.07mm， W=15.24deg， P=-90.40deg, R=130.08deg};
17: 于[6] {X=1679.51mm, Y=- 17.91mm， Z=1200.05mm, W=29.18deg, P=-88.69deg, R=150.21deg};
在機(jī)器人編程裝置60中，如下準(zhǔn)備作業(yè)部位定義數(shù)據(jù)1241。 在上述作業(yè)部位定義數(shù)據(jù)1241中定義的％Machine.DoorOpen% 、 0/oMachine.Fixture.Release% 、％Machine.Fixture.ReleaseDone% 、 %Robot.Hand.Grip%、 ％Robot.Hand.GripDone% (都記述控制信號(hào)的狀態(tài))，根 據(jù)用于加工機(jī)械70的信號(hào)線纜112以及用于機(jī)器人62的機(jī)械手64的信號(hào)線 纜114與控制裝置76的數(shù)字信號(hào)輸入輸出電路98的連接形態(tài)來(lái)決定信號(hào)號(hào) 碼，因此在構(gòu)建含有機(jī)器人62的生產(chǎn)系統(tǒng)時(shí)被設(shè)定。另外，在作業(yè)部位定義 數(shù)據(jù)1241中定義的o/oMachine.EnterPos。/o以及。/oMachine.ExitPos0/。(記述相對(duì)于 加工機(jī)械70，取出》文入工件Wl的位置和姿勢(shì))，也在生產(chǎn)系統(tǒng)的構(gòu)建時(shí)，通 過(guò)確定機(jī)器人62和加工機(jī)械70的相互位置關(guān)系而纟皮設(shè)定。
因此，在作業(yè)部位定義數(shù)據(jù)1241中，根據(jù)代入o/oWork.ApproachPos。/0、 %Work.GripPos°/。、 。/。Work.RetrievePos。/。這三個(gè)變量的數(shù)據(jù)，規(guī)定機(jī)械手64搬 運(yùn)工件W1的動(dòng)作。以機(jī)械手64把持工件Wl的把持位置為基準(zhǔn)，以相對(duì)于 該基準(zhǔn)位置(把持位置)的相對(duì)位置的數(shù)據(jù)，可以分別表示這三個(gè)變量。并且， 表示成為基準(zhǔn)的把持位置(即坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置)的變量是。/。Work,GripPos %,因此，這3個(gè)變量可以如下表示。
% Work. ApproachPos0/0=% Work.GripPos%+% Work.GripPath.Node 1 % %Work.GripPos%=%Work.GripPos%+%Work.GripPath.Node2% %Work.RetrievePos°/o=%Work.GripPos%+%Work.GripPath.Node3% 在此 ，％Work.GripPath.Nodel% 、％Work.GripPath.Node2% 、 %Work.GripPath.Node3°/。，是通過(guò)以把持位置(絕對(duì)位置)為基準(zhǔn)的相對(duì)位置 和姿勢(shì)的數(shù)據(jù)，來(lái)表現(xiàn)機(jī)器人62用于通過(guò)機(jī)械手64搬運(yùn)工件Wl的動(dòng)作的變 量，在本申請(qǐng)中稱為"動(dòng)作模式(action pattern)"(總稱為。/。Work.GripPath0/。)。 下面表示代入上述變量°/。Work.GripPos°/。 、 ％Work.GripPath.Nodel% 、 %Work.GripPath.Node2%、 ％Work.GripPath.Node3%的位置及姿勢(shì)的數(shù)據(jù)的一 例。
%Work.GripPos0/HX=1341.51mm ， Y= — 17.91mm , Z=890.07mm ， W=15.24deg, P=-90.40deg, R=130.08deg};
%Work.GripPath.Nodel%{X= - 100.00mm , Y=0.00mm , Z= 10.00mm ， W=0.00deg， P-O扁eg, R=0.00deg};
%Work.GripPath.Node2%{X=0.00mm, Y=0.00mm, Z=0.00mm， W=0.00deg, P=0.00deg， R=0.00deg};
%Work.GripPath.Node3%{X= - 100.00mm ， Y=0.00mm， Z=100.00mm， W=0.00deg， P=0.00deg， R=0.00deg};
記述上述數(shù)據(jù)的動(dòng)作模式。/oWork.GripPath。/。如下規(guī)定機(jī)器人62的動(dòng)作 從位置°/oWork.ApproachPos%向把持位置％Work.GripPos%沿X方向移動(dòng) lOOmm，沿Z方向移動(dòng)-10mm,在把持位置。/。Work.GripPos。/。把持工件Wl 后，向位置Q/。Work,RetrievePosQ/。沿X方向移動(dòng)-lOOmm，沿Z方向移動(dòng)lOOmrn。
這樣，機(jī)械手62以機(jī)械手64把持工件Wl進(jìn)行搬運(yùn)的動(dòng)作，可以通過(guò)機(jī) 器人62的動(dòng)作模式％ 0朮01"1 &化％和機(jī)械手64把持工件Wl的把持位置(絕 對(duì)位置)。/oWork.GripPosO/()來(lái)定義。而且，以工件Wl被保持在加工機(jī)械70的 工件夾具70a上時(shí)的保持位置作為基準(zhǔn)，能夠以相對(duì)于該基準(zhǔn)位置(保持位置) 的相對(duì)位置的數(shù)據(jù)，如下表示把持位置。/。Wrok.GripPos0/0。
%Work.GripPos%=%Work.BasePos%+%Work.GripOffset%
在此，。/。Work,BasePos。/。是用于通過(guò)位置以及姿勢(shì)的數(shù)據(jù)來(lái)表現(xiàn)在工件夾 具70a上工件Wl的保持位置(坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置)的變量，
%百0&.0!1 0任561%是用于通過(guò)以保持位置為基準(zhǔn)的相對(duì)位置及姿勢(shì)的數(shù)據(jù)來(lái)
表現(xiàn)機(jī)械手64把持工件Wl的把持位置的變量。下面表示被代入這些變量中 的值的一例。
%Work.BasePos%{X=1241.51mm , Y= — 117.91mm , Z=390.07mm , W=0.00deg， P=0.00deg, R=0.00deg};
%Work.GripOffset%{X=l00.00mm ， Y=100,00mm ， Z=500.00mm , W=15.24deg, P=-90.40deg， R=130.08deg};
而且，以加工機(jī)械70上裝備的工件夾具70a的設(shè)置位置作為基準(zhǔn)，能夠
以相對(duì)于該基準(zhǔn)位置(設(shè)置位置)的相對(duì)位置的數(shù)據(jù)，如下表示工件Wl的保 持位置。/oWork.BasePos0/0。
%Work.BasePos0/0=%Machine.Fixture.BasePos%+%Work.FixOffset%
在此，。/。Machine.Fixture.BasePos。/。是用于通過(guò)位置及姿勢(shì)的數(shù)據(jù)來(lái)表現(xiàn)加 工機(jī)械70內(nèi)的工件夾具70a的設(shè)置位置(坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置)的變量， 0/oWork,FixOffset。/。是用于通過(guò)以設(shè)置位置為基準(zhǔn)的相對(duì)位置及姿勢(shì)的數(shù)據(jù)，來(lái) 表現(xiàn)工件夾具70a上的工件Wl的保持位置的變量。這些變量中， 0/oMachine.Fixture.BasePos。/。通過(guò)在加工機(jī)械70的內(nèi)部搭載工件夾具70a來(lái)決 定，在生產(chǎn)系統(tǒng)的構(gòu)建時(shí)被設(shè)定。下面表示被代入這些變量的值的一例。
%Machine.Fixture.BasePoso/o{X=1241.00mm ,Y= - 117.00mm ， Z=240.00mm, W=0.00deg， P=0.00deg， R=0.00deg};
0/oWork.FixOffset%{X=0.51mm, Y=-0.91mm, Z=150,07mm, W=0.00deg， P=0.00deg, R=0.00deg};
這樣，機(jī)器人62通過(guò)機(jī)械手64把持工件Wl來(lái)搬運(yùn)的動(dòng)作，通過(guò)機(jī)器人 62的動(dòng)作模式。/。Work.GripPath。/。、機(jī)械手64把持工件Wl的把持位置(相對(duì) 位置)％Work.GripOffset%、工件夾具70a保持工件Wl的保持位置(相對(duì)位 置)％Work.FixoOffset%、生產(chǎn)系統(tǒng)的構(gòu)建時(shí)根據(jù)機(jī)器人62、加工機(jī)械70以 及工件夾具70a的相互的位置關(guān)系而設(shè)定的其他已知數(shù)據(jù)(絕對(duì)位置以及控制
信號(hào))而被確定。因此，為了決定引入新工件時(shí)針對(duì)新工件的機(jī)器人的搬運(yùn)動(dòng) 作，確定。/。Work,GripPath。/。、 ％Work.GripOffset%、 。/。Work.FixOffset。/。這三個(gè)變
量即可。
在機(jī)器人編程裝置60中，如下面這樣取得機(jī)器人62的動(dòng)作模式 %Wrok.GripPath°/o、機(jī)械手64與工件W1的相對(duì)位置Q/。Work.GripOffset。/。、工 件夾具70a與工件Wl的相對(duì)位置。/。WorLFixOffset0/0。
機(jī)器人編程裝置60具有例如3D - CAD等3維形狀數(shù)據(jù)的生成功能。這 種情況下，工件Wl、 W2、機(jī)器人62的機(jī)械手64、機(jī)械手64的手指144 (圖 12)、暫置臺(tái)68的工件夾具68a、 68b、加工機(jī)械70的工件夾具70a等的3維 形狀(圖紙)數(shù)據(jù)由機(jī)器人編程裝置60生成，并可以預(yù)先存儲(chǔ)在硬盤裝置120 中。而且，機(jī)器人編程裝置60通過(guò)組合多個(gè)3維形狀數(shù)據(jù)在一個(gè)3維虛擬空
間中適當(dāng)?shù)嘏渲玫墓δ埽梢栽谟脖P裝置120內(nèi)生成工件圖紙數(shù)據(jù)1261、1262。 該工件圖紙數(shù)據(jù)1261、 1262是例如圖12中所示的數(shù)據(jù)，可以包含機(jī)械手64 的指尖146的形狀數(shù)據(jù)、機(jī)械手64的設(shè)計(jì)圖紙數(shù)據(jù)、加工機(jī)械70的工件夾具 70a的設(shè)計(jì)圖紙數(shù)據(jù)、工件W1、 W2的形狀數(shù)據(jù)。
操作員在例如圖12的虛擬空間中將工件Wl配置于在工件夾具70a上固 定安裝的位置，將機(jī)械手64的手指144配置于安裝在機(jī)械手64上的位置，將 機(jī)械手64及手指144配置在把持工件Wl的位置。此時(shí)，機(jī)械手64以及手指 144配置在把持工件Wl之前的位置、把持時(shí)的位置、把持后的從工件夾具70a 遠(yuǎn)離的位置等若干不同的位置(即示教點(diǎn))。由此指定把持工件Wl進(jìn)行搬運(yùn) 的機(jī)器人62的動(dòng)作才莫式。此外，圖12所示的工件圖紙數(shù)據(jù)1261中，輸入并 顯示未加工的原材料工件W和、完成第一工序的加工，進(jìn)行第二工序的加工據(jù)。
操作員通過(guò)在例如圖12所示的虛擬空間中與實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)地配置 機(jī)械手64、手指144、指尖146、工件夾具70a以及工件Wl的3維形狀數(shù)據(jù)， 輸入工件Wl和工件夾具70a的相對(duì)位置及姿勢(shì)。另外，在該虛擬空間內(nèi)，通 過(guò)使機(jī)械手64的手指144把持工件Wl，輸入工件Wl與手指144以及手指 144與機(jī)械手64 (基部142)的相對(duì)位置和姿勢(shì)。而且，在該虛擬空間內(nèi)，通 過(guò)使機(jī)械手64的手指144接近工件W1，使手指144把持工件W1，使機(jī)械手 64抬升工件Wl地進(jìn)行動(dòng)作，使用各示教點(diǎn)的工件Wl與機(jī)械手64的相對(duì)位 置和姿勢(shì)的數(shù)據(jù)，輸入機(jī)器人62的動(dòng)作模式。
在圖12的結(jié)構(gòu)例中，可以更換或增減機(jī)械手64的手指144。在這種情況 下，通過(guò)工件Wl與手指144的相對(duì)位置和姿勢(shì)的數(shù)據(jù)、以及手指144與機(jī)械 手64 (基部142 )的相對(duì)位置和姿勢(shì)的數(shù)據(jù)，來(lái)表示工件Wl與機(jī)械手64的 相對(duì)位置和姿勢(shì)的數(shù)據(jù)。如此準(zhǔn)備的工件圖紙數(shù)據(jù)1261包含工件W1與工 件夾具70a的相對(duì)位置和姿勢(shì)的數(shù)據(jù)、工件Wl與機(jī)械手64的相對(duì)位置和姿 勢(shì)的數(shù)據(jù)、機(jī)器人62的動(dòng)作模式、機(jī)械手64的3維形狀(圖紙)數(shù)據(jù)、機(jī)械 手64的指尖146的3維形狀(圖紙)數(shù)據(jù)、以及工件夾具70a的3維形狀(圖 紙)數(shù)據(jù)。^L器人編程裝置60可以從硬盤裝置120內(nèi)的工件圖紙數(shù)據(jù)1261
中個(gè)別地取得這些數(shù)據(jù)。
機(jī)器人編程裝置60,例如當(dāng)生成作業(yè)程序106時(shí)，首先從工件圖紙數(shù)據(jù) 1261中取得工件Wl與工件夾具70a的相對(duì)位置和姿勢(shì)的數(shù)據(jù)，作為所述變 量。/。WorLFixOffset。/o的值，另外，取得工件Wl與機(jī)械手64的相對(duì)位置和姿 勢(shì)的數(shù)據(jù)，作為所述變量。/。Work.GripOffset。/。的值，另外，取得將工件Wl與 機(jī)械手64的相對(duì)位置和姿勢(shì)的數(shù)據(jù)多個(gè)組合來(lái)表現(xiàn)的機(jī)器人62的動(dòng)作模式的 數(shù)據(jù)，作為所述變量。/。Work.GripPathQ/。的值。由此決定作業(yè)部位定義數(shù)據(jù)1241 中的所述未知變量％Work,ApproachPos% 、 ％Work.GripPos°/o 、 %Work.RetrievePos%。而且，機(jī)器人編程裝置60將作業(yè)部位定義數(shù)據(jù)1241中 的所述已知變量的值代入作業(yè)程序定義數(shù)據(jù)1221。如此生成作業(yè)程序106。
機(jī)器人編程裝置60，如與圖1 ~圖6的機(jī)器人編程裝置10相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行 說(shuō)明那樣，將從已有工件W1、 W2的3維形狀數(shù)據(jù)中取得的工件特征信息、 作業(yè)程序106、 108的生成時(shí)所使用的作業(yè)程序定義數(shù)據(jù)1221、 1222、作業(yè)部 位定義數(shù)據(jù)1241、 1242、以及工件圖紙數(shù)據(jù)1261、 1262相互關(guān)聯(lián)，作為多組 既得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在硬盤裝置120中。并且，當(dāng)在生產(chǎn)系統(tǒng)中引入新工件時(shí)，使用 從新工件的3維形狀數(shù)據(jù)中取得的新工件特征信息，以工件特征信息12為關(guān) 鍵字，從多組既得數(shù)據(jù)中檢索與相對(duì)于新工件的形狀特征的一致度最高的工件 Wl、 W2相關(guān)的最佳既得數(shù)據(jù)，使用該最佳既得數(shù)據(jù)生成用于新工件的搬運(yùn) 作業(yè)程序。
作為從工件W1、 W2的3維形狀數(shù)據(jù)中取得工件特征信息的方法，可以 采用基于下述圖像處理的特征提取方法。此外，工件W1、 W2的3維形狀數(shù) 據(jù)不限于從3D-CAD圖紙等中得到的工件圖紙數(shù)據(jù)1261、 1262,也可以是通 過(guò)圖像處理裝置128處理以照相機(jī)80拍攝的數(shù)據(jù)而得到的工件圖像數(shù)據(jù) 1301、 1302。
在這種特征提取方法中，首先從工件圖紙數(shù)據(jù)1261、 1262或工件圖像數(shù) 據(jù)1301、 1302中提取出工件Wl、 W2的輪廓線。在工件圖紙數(shù)據(jù)1261、 1262 中，由于工件W1、 W2的輪廓線是明確的，因此可以容易地提取輪廓線。另 一方面，在使用工件W1、 W2圖像數(shù)據(jù)1301、 1302的情況下，提取圖像內(nèi)產(chǎn) 生急劇的亮度變化的部位作為輪廓線。接著，從提取出的輪廓線的信息中，提 取出成為確定工件W1、 W2的形狀的線索的頂點(diǎn)以及線成分。接著，,人提取 出的頂點(diǎn)以及線成分的信息中提取出可以由這些頂點(diǎn)和線成分構(gòu)成的面，進(jìn)一 步提取出可以由提取出的面構(gòu)成的基本立體(長(zhǎng)方體、圓柱、圓錐、球體等)。 然后，作為提取出的基本立體的集合體，表現(xiàn)工件W1、 W2的實(shí)體模型。
通過(guò)基本立體的集合體所表現(xiàn)的工件Wl 、 W2的實(shí)體模型，稱為例如CSG (Constructive Solid Geometry)模型。圖16中舉例所示的工件Wl的CSG模 型，從工件圖紙數(shù)據(jù)1261或工件圖像數(shù)據(jù)1301中4企測(cè)出兩個(gè)八棱柱和1個(gè)圓 柱，通過(guò)這些基本立體的和以及差的運(yùn)算而組合而成。八棱柱可以以形成底面 的八角形的中心坐標(biāo)、從該中心坐標(biāo)到各個(gè)角部的距離、柱的延伸方向、以及 柱的高度作為參數(shù)，來(lái)詳細(xì)表現(xiàn)。另外，圓柱可以以形成底面的圓的中心坐標(biāo)、 半徑、柱的延伸方向以及柱的高度作為參數(shù)，來(lái)詳細(xì)表現(xiàn)。因此，從工件圖紙 數(shù)據(jù)1261或工件圖像數(shù)據(jù)1301中提取出這些參數(shù)即可。
通過(guò)使用了這種CSG模型的特征提取方法，與原來(lái)的工件圖紙數(shù)據(jù)1261、 1262或工件圖像數(shù)據(jù)1301、 1302中的工件W1、 W2的描繪方向無(wú)關(guān)，以構(gòu) 成工件Wl、 W2的基本立體(即工件特征信息)作為關(guān)4建字，可以判斷形狀 特征的一致度。另外，即使是幾何學(xué)的相似形的工件，也可以判斷形狀特征的 一致度。
在此，本發(fā)明的機(jī)器人編程裝置10(60)可以構(gòu)成為工件特征取得部 14，取得以時(shí)間序列表現(xiàn)工件的形狀變化的工件形狀轉(zhuǎn)變信息12T (圖1)作 為工件特征信息12;既得數(shù)據(jù)檢索部28,使用以時(shí)間序列表現(xiàn)新工件的形狀 的變化的新工件形狀轉(zhuǎn)變信息26T (圖1)作為新工件特征信息26，檢索最佳 既得數(shù)據(jù)SD。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)生成在工件搬運(yùn)作業(yè)過(guò)程中插入工件Wl、 W2的形狀變化的工序的搬運(yùn)作業(yè)程序30、 106、 108時(shí)，可以使最佳既得數(shù) 據(jù)SD的檢索精度顯著提高。特別地，在工件搬運(yùn)作業(yè)過(guò)程中插入工件的加工 工序的情況下，通過(guò)使工件形狀轉(zhuǎn)變信息12T表現(xiàn)包含工件加工前以及力口工 后的多個(gè)不同階段中的幾何學(xué)特征，以正確地表現(xiàn)加工的同一工件的形狀變化 的工件形狀轉(zhuǎn)變信息12T作為關(guān)鍵字，可以高精度地檢索最佳既得數(shù)據(jù)SD。
例如，如圖17所示，若在工件Wl的搬運(yùn)作業(yè)的過(guò)程中插入通過(guò)對(duì)原材 料工件W實(shí)施第一工序以及第二工序而到完成品W，，的加工工序，則可以準(zhǔn)
備加工前的原材料工件w、第一工序完成后的中間工件w，、第二工序完成后
的完成工件W"的三個(gè)階段中各自的3維形狀數(shù)據(jù)，從這些各個(gè)階段的3維形 狀數(shù)據(jù)中以上述方法提取出工件特征信息。在圖示的例子中，作為工件Wl的 CSG模型，從各個(gè)3維形狀數(shù)據(jù)中提取出表現(xiàn)原材料工件W的長(zhǎng)方體(Block )、 表現(xiàn)中間工件W，的八棱柱(Prisml)、表現(xiàn)完成工件W"的基本立體的組合 (Prism2 + Prism3 一 Cylinder )。而且，通過(guò)表示從長(zhǎng)方體(Block)中減去4 個(gè)楔形(Wedge)而得到八棱柱(Prisml)的CSG才莫型，來(lái)表現(xiàn)第一工序的內(nèi) 容(即從原材料工件W向中間工件W，的轉(zhuǎn)變)。同樣地，通過(guò)表示從八棱柱 (Prisml )減去8個(gè)楔形(Wedge )和1個(gè)圓柱(Cylinder )而得到最終形狀(Prism2 + Prism3 - Cyliner)的CSG模型，來(lái)表現(xiàn)第二工序的內(nèi)容(即從中間工件W， 向完成工件W"的轉(zhuǎn)變)。
在此例中，機(jī)器人編程裝置10 (60)可以將表現(xiàn)所述原材料工件W、中 間工件W，、完成工件W"、第一工序以及第二工序的各個(gè)的CSG模型(工件 形狀轉(zhuǎn)變信息12T)全部作為成為既得數(shù)據(jù)D的關(guān)鍵字的工件特征信息12， 存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部24(硬盤裝置120)。當(dāng)引入新工件時(shí)，機(jī)器人編程裝置10(60) 使用從新工件的3維形狀數(shù)據(jù)中以同樣的方法提取出的新工件形狀轉(zhuǎn)變信息 26T，檢索包含與新工件形狀轉(zhuǎn)變信息26T的一致度最高的工件形狀轉(zhuǎn)變信息 12T的最佳既得數(shù)據(jù)SD。并且，使用從存儲(chǔ)部24 (硬盤裝置120)中讀出的 最佳既得數(shù)據(jù)SD，生成用于執(zhí)行針對(duì)新工件的搬運(yùn)作業(yè)的、機(jī)械手64、機(jī)械 手64的手指144、暫置臺(tái)68的工件夾具68a、 68b、加工機(jī)械70的工件夾具 70a以及搬運(yùn)作業(yè)程序30。此外，當(dāng)檢索最佳既得數(shù)據(jù)SD時(shí)，可以在提取出 的多個(gè)階段的CSG模型中僅指定希望階段的CSG模型來(lái)進(jìn)行檢索，也可以僅 指定加工工序中的一部分作業(yè)來(lái)進(jìn)行檢索。
工件特征信息12 (工件形狀轉(zhuǎn)變信息12T)和新工件特征信息26 (新工 件形狀轉(zhuǎn)變信息26T)的一致度的判斷，可以通過(guò)例如基于模糊推理的模糊4企 索來(lái)實(shí)現(xiàn)。在該4全索方法中，不僅可以判斷構(gòu)成CSG模型的基本立體的種類 和數(shù)量是否一致，針對(duì)基本立體的每個(gè)種類也準(zhǔn)備了用于評(píng)價(jià)一致度的成員關(guān) 系(membership)函數(shù)。例如，當(dāng)以是否為薄板作為判斷基準(zhǔn)來(lái)對(duì)基本立體的 長(zhǎng)方體的一致度進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，準(zhǔn)備成員關(guān)系函數(shù)，其將長(zhǎng)方體的6面中面積最
大的兩面規(guī)定為上面和下面，對(duì)上面或下面的面積與上下面間的距離(即高度) 的比率分配一致度。另外，當(dāng)以是否為細(xì)洞來(lái)作為判斷基準(zhǔn)來(lái)對(duì)圓柱的一致度 進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，準(zhǔn)備成員關(guān)系函數(shù)，其對(duì)圓柱的底面半徑與高度的比率分配一致
度。這樣，在一個(gè)CSG模型中，分別通過(guò)固有的成員關(guān)系函數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)與各種 判斷基準(zhǔn)相關(guān)的一致度，綜合這些判斷基準(zhǔn)的一致度來(lái)計(jì)算整體一致度。并且， 針對(duì)新工件特征信息26 (新工件形狀轉(zhuǎn)變信息26T)，將包含這樣的整體一致 度最高的工件特征信息12 (工件形狀轉(zhuǎn)變信息12T)的既得數(shù)據(jù)D確定為最 佳既得數(shù)據(jù)SD。
實(shí)際上，在生產(chǎn)系統(tǒng)中，當(dāng)以加工機(jī)械加工的工件的種類改變時(shí)，多數(shù)情 況下以相對(duì)于已有工件幾何學(xué)類似的范圍內(nèi)的新工件作為對(duì)象，因此，有時(shí)可 以直接再利用過(guò)去所準(zhǔn)備的機(jī)器人機(jī)械手、機(jī)械手的手指、工件夾具、搬運(yùn)作 業(yè)程序。在這種情況下，在本發(fā)明的機(jī)器人編程裝置10 (60)中，如前所述， 可以不受操作員的熟練度的影響，以從工件的3維形狀數(shù)據(jù)中得到的工件特征 信息12作為關(guān)鍵字，容易且準(zhǔn)確地檢索對(duì)于新工件而言最佳的過(guò)去的數(shù)據(jù)。
即使在無(wú)法以原內(nèi)容對(duì)過(guò)去的數(shù)據(jù)進(jìn)行再利用的情況下，可以參考具有成 果的過(guò)去的數(shù)據(jù)也是非常有意義的。例如，特別地，相對(duì)于過(guò)去生成了搬運(yùn)作 業(yè)程序的工件，當(dāng)新工件是幾何學(xué)相似形或者僅高度和長(zhǎng)度不同時(shí)，如與圖6 關(guān)聯(lián)來(lái)說(shuō)明的那樣，計(jì)算過(guò)去的工件的3維形狀數(shù)據(jù)50和新工件的3維形狀 數(shù)據(jù)54的差，可以根據(jù)該差來(lái)修正過(guò)去的數(shù)據(jù)。具體而言，根據(jù)過(guò)去的工件 的3維形狀數(shù)據(jù)50與新工件的3維形狀數(shù)據(jù)54的差，對(duì)過(guò)去生成了搬運(yùn)作業(yè)
數(shù)據(jù))以及。/。Work,GripOffseto/。的值(工件與機(jī)械手的相對(duì)位置和姿勢(shì)的數(shù)據(jù)) 進(jìn)行修正。由此，生成新工件的搬運(yùn)作業(yè)程序時(shí)，不需要重新輸入 0/oWork.FixOffset%以及Q/oWork.GripOffset0/0 。
由以上的說(shuō)明可知，通過(guò)本發(fā)明，在已有的生產(chǎn)系統(tǒng)中引入新工件時(shí)，可 以有效地利用與已有工件對(duì)應(yīng)的機(jī)器人機(jī)械手、機(jī)械手的手指、工件夾具、搬 運(yùn)作業(yè)程序的各個(gè)信息，不需要操作員的熟練地，以較少的工時(shí)容易且準(zhǔn)確地 生成針對(duì)新工件的最佳搬運(yùn)作業(yè)程序。特別地，若與過(guò)去的工件搬運(yùn)作業(yè)相關(guān) 的既得數(shù)據(jù)的數(shù)量足夠多，則僅使機(jī)器人見到新工件，便可自動(dòng)生成適合于新
工件的搬運(yùn)作業(yè)程序，而且不需要對(duì)機(jī)器人進(jìn)行搬運(yùn)作業(yè)的示教。
以上，說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但機(jī)器人編程裝置10、 60可以由 個(gè)人計(jì)算機(jī)構(gòu)成，因此，根據(jù)上述實(shí)施方式也可以如下述這樣來(lái)規(guī)定本發(fā)明。
即，本發(fā)明是機(jī)器人編程用程序，其為了生成使安裝有機(jī)械手64的機(jī)器 人62執(zhí)行包含針對(duì)工件夾具68a、 68b、 70a的工件Wl、 W2的安裝和拆卸中 的至少一種動(dòng)作在內(nèi)的工件搬運(yùn)作業(yè)的搬運(yùn)作業(yè)程序30、 106、 108,而使計(jì) 算機(jī)10、 60作為以下各部進(jìn)行工作工件特征取得部14，從工件Wl、 W2 的3維形狀數(shù)據(jù)中取得表示工件Wl、 W2的幾何學(xué)特征的工件特征信息12; 夾具位置取得部18，取得在工件夾具68a、 68b、 70a上安裝了工件Wl、 W2 時(shí)的工件W1、 W2與工件夾具68a、 68b、 70a的相對(duì)位置信息16;機(jī)械手位 置取得部22,取得以機(jī)械手64把持工件Wl、 W2時(shí)的工件Wl、 W2與機(jī)械 手64的相對(duì)位置信息20;存儲(chǔ)部24,將工件特征取得部14所取得的工件特 征信息12、夾具位置取得部18所取得的工件與工件夾具的相對(duì)位置信息16、 機(jī)械手位置取得部22所取得的工件與機(jī)械手的相對(duì)位置信息20作為一組既得 數(shù)據(jù)D而相互關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)與多種工件W1、 W2相關(guān)的多組既得數(shù)據(jù)D;既得 數(shù)據(jù)檢索部28，使用從新工件的3維形狀數(shù)據(jù)中得到的新工件特征信息26， 從存儲(chǔ)部24中所存儲(chǔ)的多組既得數(shù)據(jù)D中，檢索包含與新工件特征信息26 的一致度最高的工件特征信息12的最佳既得數(shù)據(jù)SD;以及程序生成部32， 使用既得數(shù)據(jù)檢索部28所檢索出的最佳既得數(shù)據(jù)SD,生成針對(duì)新工件的搬運(yùn) 作業(yè)程序30。
另外，本發(fā)明是記錄了機(jī)器人編程用程序的計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)，所 述機(jī)器人編程用程序，為了生成使安裝有機(jī)械手64的機(jī)器人62執(zhí)行包含針對(duì) 工件夾具68a、 68b、 70a的工件Wl、 W2的安裝和拆卸中的至少一種動(dòng)作在 內(nèi)的工件搬運(yùn)作業(yè)的拍定運(yùn)作業(yè)程序30、 106、 108，而使計(jì)算才幾IO、 60作為以 下各部進(jìn)行工作工件特征取得部14,從工件W1、 W2的3維形狀數(shù)據(jù)中取 得表示工件W1、 W2的幾何學(xué)特征的工件特征信息I2;夾具位置取得部l8， 取得將在工件夾具68a、 68b、 70a上安裝了工件Wl、 W2時(shí)的工件W1、 W2 與工件夾具68a、 68b、 70a的相對(duì)位置信息16;機(jī)械手位置取得部22,取得 以機(jī)械手64把持工件Wl 、 W2時(shí)的工件Wl、 W2與機(jī)械手64的相對(duì)位置信
息20;存儲(chǔ)部24，將工件特征取得部14所取得的工件特征信息12、夾具位 置取得部18所取得的工件與工件夾具的相對(duì)位置信息16、機(jī)械手位置取得部 22所取得的工件與機(jī)械手的相對(duì)位置信息20作為一組既得數(shù)據(jù)D而相互關(guān) 聯(lián)，存儲(chǔ)與多種工件W1、 W2相關(guān)的多組既得數(shù)據(jù)D;既得數(shù)據(jù)檢索部28, 使用從新工件的3維形狀數(shù)據(jù)中得到的新工件特征信息26,從存儲(chǔ)部24中所 存儲(chǔ)的多組既得數(shù)據(jù)D中，檢索包含與新工件特征信息26的一致度最高的工 件特征信息12的最佳既得數(shù)據(jù)SD;以及程序生成部32,使用既得數(shù)據(jù)檢索 部28所檢索出的最佳既得數(shù)據(jù)SD，生成針對(duì)新工件的搬運(yùn)作業(yè)程序30。
另外，本發(fā)明是機(jī)器人編程方法，用于使用計(jì)算機(jī)IO、 60來(lái)生成使安裝 有機(jī)械手64的機(jī)器人62執(zhí)行包含針對(duì)工件夾具68a、 68b、 70a的工件Wl、 W2的安裝和拆卸中的至少一種動(dòng)作在內(nèi)的工件搬運(yùn)作業(yè)的搬運(yùn)作業(yè)程序30、 106、 108。所述機(jī)器人編程方法包括以下步驟計(jì)算機(jī)IO、 60的工件特征取 得部14從工件Wl、 W2的3維形狀數(shù)據(jù)中取得表示工件Wl、 W2的幾何學(xué) 特征的工件特征信息12;計(jì)算機(jī)10、 60的夾具位置取得部18取得在工件夾 具68a、 68b、 70a上安裝了工件Wl、 W2時(shí)的、工件Wl、 W2與工件夾具68a、 68b、 70a的相對(duì)位置信息16;計(jì)算機(jī)10、 60的機(jī)械手位置取得部22取得以 機(jī)械手把持工件Wl、 W2時(shí)的工件Wl、 W2與機(jī)械手64的相對(duì)位置信息20; 計(jì)算機(jī)10、 60的存儲(chǔ)部24,將工件特征取得部14所取得的工件特征信息12、 夾具位置取得部18所取得的工件與工件夾具的相對(duì)位置信息16、機(jī)械手位置 取得部22所取得的工件與機(jī)械手的相對(duì)位置信息20作為一組既得數(shù)據(jù)D而 互相關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)與多種工件W1、 W2相關(guān)的多組既得數(shù)據(jù)D;計(jì)算機(jī)IO、 60 的既得數(shù)據(jù)檢索部28，使用從新工件的3維形狀數(shù)據(jù)中得到的新工件特征信 息26,從存儲(chǔ)部24中存儲(chǔ)的多組既得數(shù)據(jù)D中，檢索包含與新工件特征信息 26的一致度最高的工件特征信息12的最佳既得數(shù)據(jù)SD;計(jì)算機(jī)10、 60的程 序生成部32，使用既得數(shù)據(jù)檢索部28檢索出的最佳既得數(shù)據(jù)SD，生成針對(duì) 新工件的搬運(yùn)作業(yè)程序30。
以上，將本發(fā)明與其優(yōu)選實(shí)施方式相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行了說(shuō)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人 員應(yīng)能理解，在不超出后述權(quán)利要求范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改以及變 更。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人編程裝置，用于生成使安裝有機(jī)械手的機(jī)器人執(zhí)行工件搬運(yùn)作業(yè)的搬運(yùn)作業(yè)程序，所述工件搬運(yùn)作業(yè)包含針對(duì)工件夾具的工件安裝以及拆卸中的至少一種動(dòng)作，其特征在于，具備工件特征取得部(14)，從工件的3維形狀數(shù)據(jù)中取得表示該工件的幾何學(xué)特征的工件特征信息(12)；夾具位置取得部(18)，取得在工件夾具上安裝了工件時(shí)的、該工件與該工件夾具的相對(duì)位置信息(16)；機(jī)械手位置取得部(22)，取得在以機(jī)械手把持工件時(shí)的、該工件與該機(jī)械手的相對(duì)位置信息(20)；存儲(chǔ)部(24)，將所述工件特征取得部所取得的所述工件特征信息、所述夾具位置取得部所取得的所述工件與所述工件夾具的所述相對(duì)位置信息、所述機(jī)械手位置取得部所取得的所述工件與所述機(jī)械手的所述相對(duì)位置信息作為一組既得數(shù)據(jù)(D)而相互關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)與多種工件相關(guān)的多組該既得數(shù)據(jù)；既得數(shù)據(jù)檢索部(28)，使用從新工件的3維形狀數(shù)據(jù)中獲得的新工件特征信息(26)，從所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的所述多組既得數(shù)據(jù)中，檢索包含與該新工件特征信息的一致度最高的所述工件特征信息的最佳既得數(shù)據(jù)(SD)；以及程序生成部(32)，使用所述既得數(shù)據(jù)檢索部所檢索出的所述最佳既得數(shù)據(jù)，生成針對(duì)所述新工件的所述搬運(yùn)作業(yè)程序(30)。
2.既得數(shù)據(jù)檢索部(28)，使用從新工件的3維形狀數(shù)據(jù)中獲得的新工件特 征信息(26)，從所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的所述多組既得數(shù)據(jù)中，檢索包含與該 新工件特征信息的一致度最高的所述工件特征信息的最佳既得數(shù)據(jù)(SD);以 及程序生成部(32),使用所述既得數(shù)據(jù)檢索部所檢索出的所述最佳既得數(shù) 據(jù)，生成針對(duì)所述新工件的所述搬運(yùn)作業(yè)程序(30)。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人編程裝置，其中，還具備取得動(dòng)作模式指令值(34)的動(dòng)作模式取得部(36)，該動(dòng)作模式 指令值(34 )指定針對(duì)所述工件夾具的所述工件的安裝以及拆卸中的至少一種 動(dòng)作，所述存儲(chǔ)部，將該動(dòng)作i^式取得部所取得的該動(dòng)作^^式指令值和所述工件 特征信息、所述工件與所述工件夾具的所述相對(duì)位置信息、以及所述工件與所 述機(jī)械手的所述相對(duì)位置信息一起，作為所述一組既得數(shù)據(jù)而相互關(guān)聯(lián)地進(jìn)行 存儲(chǔ)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人編程裝置，其中，還具備指尖形狀取得部(40),取得所述機(jī)械手的指尖的3維形狀數(shù)據(jù) (38),所述存儲(chǔ)部，將該指尖形狀取得部所取得的該機(jī)械手的該指尖的該3維形 狀數(shù)據(jù)和所述工件特征信息、所述工件與所述工件夾具的所述相對(duì)位置信息、 以及所述工件與所述機(jī)械手的所述相對(duì)位置信息一起，作為所述一組既得數(shù)據(jù) 而相互關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲(chǔ)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人編程裝置，其中， 還具備機(jī)械手圖紙取得部(44 )，取得所述機(jī)械手的圖紙數(shù)據(jù)(42 )， 所述存儲(chǔ)部，將該機(jī)械手圖紙取得部所取得的該機(jī)械手的該圖紙數(shù)據(jù)和所述工件特征信息、所述工件與所述工件夾具的所述相對(duì)位置信息、以及所述工件與所述機(jī)械手的所述相對(duì)位置信息一起，作為所述一組既得數(shù)據(jù)而相互關(guān)聯(lián) 地進(jìn)行存儲(chǔ)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人編程裝置，其中， 還具備夾具圖紙取得部(48)，取得所述工件夾具的圖紙數(shù)據(jù)(46)， 所述存儲(chǔ)部，將該夾具圖紙取得部所取得的該工件夾具的該圖紙數(shù)據(jù)和所述工件特征信息、所述工件與所述工件夾具的所述相對(duì)位置信息、以及所述工 件與所述機(jī)械手的所述相對(duì)位置信息一起，作為所述一組既得數(shù)據(jù)而相互關(guān)聯(lián) 地進(jìn)行存儲(chǔ)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人編程裝置，其中， 還具備工件形狀取得部(52)，取得所述工件的所述3維形狀數(shù)據(jù)(50)，述工件特征信息、所述工件與所述工件夾具的所述相對(duì)位置信息、以及所述工 件與所述機(jī)械手的所述相對(duì)位置信息一起，作為所述一組既得數(shù)據(jù)而相互關(guān)聯(lián) 地進(jìn)行存儲(chǔ)，所述程序生成部，根據(jù)所述既得數(shù)據(jù)檢索部所檢索出的所述最佳既得數(shù)據(jù) 中包含的所述工件的所述3維形狀數(shù)據(jù)與所述新工件的3維形狀數(shù)據(jù)(54 )的 差，對(duì)該最佳既得數(shù)據(jù)中包含的所述工件與所述工件夾具的所述相對(duì)位置信息 以及所述工件與所述機(jī)械手的所述相對(duì)位置信息進(jìn)行修正，使用這些修正后的相對(duì)位置信息，生成針對(duì)所述新工件的所述拍t運(yùn)作業(yè)程序。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的機(jī)器人編程裝置，其中， 所述工件特征取得部，取得以時(shí)間序列表示所述工件形狀變化的工件形狀轉(zhuǎn)變信息(12T)，作為所述工件特征信息，所述既得數(shù)據(jù)檢索部，使用以時(shí)間序列表示所述新工件形狀變化的新工件 形狀轉(zhuǎn)變信息(26T)作為所述新工件特征信息，檢索所述最佳既得數(shù)據(jù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)器人編程裝置，其中，該機(jī)器人編程裝置生成在所述工件搬運(yùn)作業(yè)的過(guò)程中插入所述工件的加 工工序的所述4般運(yùn)作業(yè)程序，所述工件形狀轉(zhuǎn)變信息表示包含所述工件的加工前以及加工后的多個(gè)不 同階段中的幾何學(xué)特征。
9. 一種機(jī)器人編程用程序，其為了生成使安裝有機(jī)械手的機(jī)器人執(zhí)行包 含針對(duì)工件夾具的工件安裝與拆卸中的至少一種動(dòng)作在內(nèi)的工件搬運(yùn)作業(yè)的搬運(yùn)作業(yè)程序，而使計(jì)算機(jī)作為以下各部進(jìn)行工作工件特征取得部(14),從工件的3維形狀數(shù)據(jù)中取得表示該工件的幾何 學(xué)特征的工件特征信息(12);夾具位置取得部(18)，取得在工件夾具上安裝了工件時(shí)的、該工件與該 工件夾具的相對(duì)位置信息(16);機(jī)械手位置取得部(22)，取得以機(jī)械手把持工件時(shí)的、該工件與該機(jī)械 手的相對(duì)位置信息(20);存儲(chǔ)部(24)，將所述工件特征取得部所取得的所述工件特征信息、所述 夾具位置取得部所取得的所述工件與所述工件夾具的所述相對(duì)位置信息、所述 機(jī)械手位置取得部所取得的所述工件與所述機(jī)械手的所述相對(duì)位置信息作為 一組既得數(shù)據(jù)(D)而相互關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)與多種工件相關(guān)的多組該既得數(shù)據(jù)；既得數(shù)據(jù)檢索部(28)，使用從新工件的3維形狀數(shù)據(jù)中得到的新工件特 征信息(26),從所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的所述多組既得數(shù)據(jù)中，檢索包含與該 新工件特征信息的一致度最高的所述工件特征信息的最佳既得數(shù)據(jù)(SD);以程序生成部(32),使用所述既得數(shù)據(jù)檢索部所檢索出的所述最佳既得數(shù)據(jù)，生成針對(duì)所述新工件的所述搬運(yùn)作業(yè)程序(30)。
10. —種記錄有機(jī)器人編程用程序的計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)，其中， 所述機(jī)器人編程用程序，為了生成使安裝有機(jī)械手的機(jī)器人執(zhí)行包含針對(duì)工件夾具的工件安裝與拆卸中的至少一種動(dòng)作在內(nèi)的工件搬運(yùn)作業(yè)的搬運(yùn)作 業(yè)程序，而使計(jì)算機(jī)作為以下各部進(jìn)行工作工件特征農(nóng)得部(14)，從工件的3維形狀數(shù)據(jù)中取得表示該工件的幾何 學(xué)特征的工件特征信息(12);夾具位置取得部(18)，取得在工件夾具上安裝了工件時(shí)的、該工件與該 工件夾具的相對(duì)位置信息(16);機(jī)械手位置取得部(22)，取得在以機(jī)械手把持工件時(shí)的、該工件與該機(jī) 械手的相對(duì)位置信息(20);存儲(chǔ)部(24),將所述工件特征取得部所取得的所述工件特征信息、所述 夾具位置取得部所取j尋的所述工件與所述工件夾具的所述相對(duì)位置信息、所述 機(jī)械手位置取得部所取得的所述工件與所述機(jī)械手的所述相對(duì)位置信息，作為 一組既得凄t據(jù)(D)而相互關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)與多種工件相關(guān)的多組該既得數(shù)據(jù)；既得數(shù)據(jù)檢索部(28),使用從新工件的3維形狀數(shù)據(jù)中得到的新工件特 征信息(26)，從所述存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的所述多組既得數(shù)據(jù)中，檢索包含與該 新工件特征信息的一致度最高的所述工件特征信息的最佳既得數(shù)據(jù)(SD);以及程序生成部(32 )，使用所述既得數(shù)據(jù)檢索部檢索出的所述最佳既得數(shù)據(jù)， 生成針對(duì)所述新工件的所述搬運(yùn)作業(yè)程序(30)。
11. 一種機(jī)器人編程方法，用于使用計(jì)算機(jī)來(lái)生成使安裝有機(jī)械手的機(jī)器 人執(zhí)行包含針對(duì)工件夾具的工件安裝與拆卸中的至少 一種動(dòng)作在內(nèi)的工件搬 運(yùn)作業(yè)的搬運(yùn)作業(yè)程序，該機(jī)器人編程方法的特征在于，具備以下步驟計(jì)算機(jī)的工件特征取得部(14)從工件的3維形狀數(shù)據(jù)中取得表示該工件 的幾何學(xué)特征的工件特征信息(12);計(jì)算機(jī)的夾具位置取得部(18 )取得在工件夾具上安裝了工件時(shí)的、該工 件與該工件夾具的相對(duì)位置信息(16);計(jì)算機(jī)的機(jī)械手位置取得部(22 )取得在以機(jī)械手把持工件時(shí)的、該工件 與該機(jī)械手的相對(duì)位置信息(20);計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)部(24),將所述工件特征取得部所取得的所述工件特征信 息、與所述夾具位置取得部所取得的所述工件與所述工件夾具的所述相對(duì)位置 信息、所述機(jī)械手位置取得部所取得的所述工件與所述機(jī)械手的所述相對(duì)位置 信息作為一組既得數(shù)據(jù)(D)而相互關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)與多種工件相關(guān)的多組該既得 數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)的既得數(shù)據(jù)檢索部(28),使用從新工件的3維形狀數(shù)據(jù)中得到的 新工件特征信息(26)，從所述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的所述多組既得數(shù)據(jù)中，檢索包 含與該新工件特征信息的 一致度最高的所述工件特征信息的最佳既得數(shù)據(jù) (SD);以及計(jì)算機(jī)的程序生成部(32),使用所述既得數(shù)據(jù)4企索部所檢索出的所述最 佳既得數(shù)據(jù)，生成針對(duì)所述新工件的所述搬運(yùn)作業(yè)程序(30)。
全文摘要
機(jī)器人編程裝置具備工件特征取得部，從工件的3維形狀數(shù)據(jù)中取得表示工件的幾何學(xué)特征的工件特征信息；夾具位置取得部，取得在工件夾具上安裝了工件時(shí)的、工件與工件夾具的相對(duì)位置信息；機(jī)械手位置取得部，取得以機(jī)械手把持工件時(shí)的、工件與機(jī)械手的相對(duì)位置信息；存儲(chǔ)部，將工件特征信息、工件與工件夾具的相對(duì)位置信息、以及工件與機(jī)械手的相對(duì)位置信息作為一組既得數(shù)據(jù)而相互關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)與多種工件相關(guān)的多組既得數(shù)據(jù)；既得數(shù)據(jù)檢索部，使用從新工件的3維形狀數(shù)據(jù)中得到的新工件特征信息，從多組既得數(shù)據(jù)中檢索包含與新工件特征信息的一致度最高的工件特征信息的最佳既得數(shù)據(jù)；程序生成部，使用最佳既得數(shù)據(jù)生成針對(duì)新工件的搬運(yùn)作業(yè)程序。
文檔編號(hào)B25J19/00GK101100060SQ20071012820
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月4日
發(fā)明者二瓶亮, 加藤哲朗, 西浩次 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社