本發(fā)明涉及對在沿水平方向移動(dòng)的模具的槽配置繩帶狀工件的機(jī)器人的動(dòng)作的示教作業(yè)進(jìn)行輔助的示教作業(yè)輔助裝置以及示教作業(yè)輔助方法。

背景技術(shù)：

在日本特開平10-83207號公報(bào)所公開的系統(tǒng)中，在以對象物被固定的狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)器人動(dòng)作的示教后，使對象物向輸送機(jī)上移動(dòng)。然后，通過編碼器對驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)的馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行測量來求得對象物的移動(dòng)量，與該移動(dòng)量同步地轉(zhuǎn)移機(jī)器人的示教點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

然而，在日本特開平10-83207號公報(bào)中，需要編碼器以及其他的追加裝置，因此存在系統(tǒng)整體價(jià)格高昂的問題。

本發(fā)明鑒于上述的情況而完成，其目的在于提供一種不追加編碼器等就能夠抑制費(fèi)用并且輔助示教作業(yè)的示教作業(yè)輔助裝置以及示教作業(yè)輔助方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，根據(jù)第一方案，提供一種示教作業(yè)輔助裝置，其針對使以垂下的方式把持繩帶狀工件的機(jī)器人下降從而通過輸送部將所述繩帶狀工件配置于在沿水平方向以恒定速度被輸送的模具的上表面形成的槽的作業(yè)，對所述機(jī)器人的動(dòng)作的示教作業(yè)進(jìn)行輔助，上述示教作業(yè)輔助裝置的特征在于，具備：示教用夾具，其安裝于所述機(jī)器人，并在所述模具被固定的狀態(tài)下，對所述槽沿著該槽進(jìn)行多次標(biāo)記來制作多個(gè)假定示教點(diǎn)；坐標(biāo)值計(jì)算部，其基于從所述機(jī)器人以垂下的方式把持所述繩帶狀工件的把持位置到所述繩帶狀工件的下端的距離和所述多個(gè)假定示教點(diǎn)的坐標(biāo)值，來計(jì)算與所述多個(gè)假定示教點(diǎn)的每一個(gè)對應(yīng)的實(shí)際的多個(gè)機(jī)器人示教點(diǎn)的坐標(biāo)值；以及速度計(jì)算部，其基于所述多個(gè)機(jī)器人示教點(diǎn)的每一個(gè)之間的距離、與所述多個(gè)機(jī)器人示教點(diǎn)的每一個(gè)對應(yīng)的所述多個(gè)假定示教點(diǎn)的每一個(gè)之間的水平方向距離、以及所述模具的所述恒定速度，來計(jì)算所述多個(gè)機(jī)器人示教點(diǎn)的每一個(gè)之間的所述機(jī)器人的下降速度。

根據(jù)第二方案，在第一方案的基礎(chǔ)上，所述繩帶狀工件具有隨著時(shí)間的經(jīng)過而硬化的性質(zhì)。

根據(jù)第三方案，提供一種示教作業(yè)輔助方法，其針對使以垂下的方式把持繩帶狀工件的機(jī)器人下降從而通過輸送部將所述繩帶狀工件配置于在沿水平方向以恒定速度被輸送的模具的上表面形成的槽的作業(yè)，對所述機(jī)器人的動(dòng)作的示教作業(yè)進(jìn)行輔助，上述示教作業(yè)輔助方法的特征在于，在所述模具被固定的狀態(tài)下，利用安裝于所述機(jī)器人的示教用夾具對所述槽沿著該槽進(jìn)行多次標(biāo)記來制作多個(gè)假定示教點(diǎn)，基于從所述機(jī)器人以垂下的方式把持所述繩帶狀工件的把持位置到所述繩帶狀工件的下端的距離和所述多個(gè)假定示教點(diǎn)的坐標(biāo)值，來計(jì)算與所述多個(gè)假定示教點(diǎn)的每一個(gè)對應(yīng)的實(shí)際的多個(gè)機(jī)器人示教點(diǎn)的坐標(biāo)值，基于所述多個(gè)機(jī)器人示教點(diǎn)的每一個(gè)之間的距離、與所述多個(gè)機(jī)器人示教點(diǎn)的每一個(gè)對應(yīng)的所述多個(gè)假定示教點(diǎn)的每一個(gè)之間的水平方向距離、以及所述模具的所述恒定速度，來計(jì)算所述多個(gè)機(jī)器人示教點(diǎn)的每一個(gè)之間的所述機(jī)器人的下降速度。

根據(jù)第四方案，在第三方案的基礎(chǔ)上，所述繩帶狀工件具有隨著時(shí)間的經(jīng)過而硬化的性質(zhì)。

根據(jù)附圖所示的本發(fā)明的典型的實(shí)施方式的詳細(xì)的說明，能夠進(jìn)一步明確本發(fā)明的這些目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)和其他的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是基于本發(fā)明的示教作業(yè)輔助裝置的簡圖。

圖2是機(jī)器人以及模具的放大立體圖。

圖3是表示圖1所示的示教作業(yè)輔助裝置的動(dòng)作的流程圖。

圖4是表示示教方法的第一圖。

圖5是表示示教方法的第二圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在以下的附圖中，對相同的部件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。為了容易理解，適當(dāng)?shù)刈兏@些附圖的比例尺。

圖1是基于本發(fā)明的示教作業(yè)輔助裝置的簡圖。如圖1所示，示教作業(yè)輔助裝置1包括機(jī)器人10、輸送部12、控制機(jī)器人10、以及輸送部12的控制裝置20。

機(jī)器人10例如為多關(guān)節(jié)機(jī)器人，在機(jī)器人10的臂的前端具備能夠開閉的手11。在圖1中，手11把持繩帶狀工件W的一端，繩帶狀工件W的剩余的部分從手11垂下。繩帶狀工件W為可撓性細(xì)長部件，例如為樹脂制管材。另外，繩帶狀工件W具有隨著時(shí)間的經(jīng)過而硬化的性質(zhì)。另外，在圖1中，機(jī)器人10優(yōu)選配置于輸送部12的一側(cè)。

輸送部12包含沿水平方向配置的基座13、在基座13的上表面沿長邊方向相互平行地延伸的兩個(gè)引導(dǎo)部14、以及沿著這些引導(dǎo)部14滑動(dòng)的模具15。模具15被控制為沿著引導(dǎo)部14向箭頭A1方向以恒定速度V滑動(dòng)。此外，在圖1中，模具15的滑動(dòng)方向?yàn)?X方向，相對于滑動(dòng)方向垂直的方向?yàn)閅方向，上方向?yàn)?Z方向。

如圖1所示，模具15具有上表面15a，例如以向上方突出的方式彎曲的上表面15a。此外，模具15也可以具有其他的形狀的彎曲的上表面15a。而且，在上表面15a形成有供繩帶狀工件W安裝的工件安裝路徑，例如槽16。在圖1中，槽16一邊曲折，一邊相對于引導(dǎo)部14大致平行地從模具15的一端延伸至另一端。如上所述，模具15的上表面15a彎曲，因此應(yīng)該留意槽16沒有定義在XY平面中，而是定義在XYZ空間中。

然而，圖2是機(jī)器人以及模具的放大立體圖。模具15以無法滑動(dòng)的方式固定于未被圖2所示的引導(dǎo)部14上。而且，在圖2中，機(jī)器人10的手11代替繩帶狀工件W而把持示教用夾具18。如圖所示，示教用夾具18以其前端向鉛垂方向下方垂下的方式被手11把持。如后所述，示教用夾具18用于沿著槽16對槽16進(jìn)行多次標(biāo)記(touch up)來制作多個(gè)假定示教點(diǎn)。示教用夾具18具有在標(biāo)記時(shí)不變形的程度的硬度。

再次參照圖1，控制裝置20為數(shù)字計(jì)算機(jī)，包含坐標(biāo)值計(jì)算部21，其基于從機(jī)器人10以垂下的方式把持繩帶狀工件W的把持位置到繩帶狀工件W的下端的距離和多個(gè)假定示教點(diǎn)的坐標(biāo)值，來計(jì)算與多個(gè)假定示教點(diǎn)的每一個(gè)所對應(yīng)的實(shí)際的多個(gè)機(jī)器人示教點(diǎn)的坐標(biāo)值。

再有，控制裝置20包含速度計(jì)算部22，其基于多個(gè)機(jī)器人示教點(diǎn)的每一個(gè)之間的距離、多個(gè)機(jī)器人示教點(diǎn)的每一個(gè)所對應(yīng)的多個(gè)假定示教點(diǎn)的每一個(gè)之間的水平方向距離、以及模具的恒定速度，來計(jì)算多個(gè)機(jī)器人示教點(diǎn)的每一個(gè)之間的機(jī)器人10的下降速度。

圖3是表示圖1所示的示教作業(yè)輔助裝置的動(dòng)作的流程圖。以下，參照圖1～圖3對本發(fā)明的示教作業(yè)輔助裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。此外，本發(fā)明的示教作業(yè)輔助裝置1針對使以垂下的方式把持繩帶狀工件W的機(jī)器人10向箭頭A2方向下降從而通過輸送部12來將繩帶狀工件配置于在向箭頭A1方向以恒定速度被輸送的模具15的上表面形成的槽16的作業(yè)，對機(jī)器人10的動(dòng)作的示教作業(yè)進(jìn)行輔助。

首先，在步驟S11中，如參照圖2說明的那樣，使機(jī)器人10的手11把持示教用夾具18。然后，在步驟S12中，使用示教用夾具18，沿著模具15的槽16進(jìn)行多次標(biāo)記來制作多個(gè)假定示教點(diǎn)。此外，對示教用夾具18預(yù)先設(shè)定TCP(工具中心點(diǎn))。

在圖2所示的例子中，將示教用夾具18的前端在槽16的一端的位置P1標(biāo)記，接下來，使手11沿著箭頭A3移動(dòng)，在槽16的其他的位置P2再次標(biāo)記。然后，使手11沿著箭頭A3進(jìn)一步移動(dòng)，在槽16的又一其他的位置P3進(jìn)行標(biāo)記。這些被標(biāo)記的位置P1～位置P3為假定示教點(diǎn)P1～P3。

實(shí)際上，標(biāo)記作業(yè)從槽16的一端(與位置P1對應(yīng))至另一端(與位置Pn對應(yīng)，文字n為自然數(shù))依次進(jìn)行，但以避免重復(fù)為目的，省略比位置P3更靠后的位置的圖示以及說明。另外，可以看出標(biāo)記的次數(shù)越多，越能夠以高精度進(jìn)行示教作業(yè)。

接下來，在步驟S13中，坐標(biāo)值計(jì)算部21將多個(gè)假定示教點(diǎn)P1～Pn變換成以繩帶狀工件W的把持位置為TCP的多個(gè)示教點(diǎn)Q1～Qn。這里，圖4是表示示教方法的第一圖，且示出了XZ平面。在圖4中，模具15被固定，不沿水平方向移動(dòng)。在圖4中，多個(gè)假定示教點(diǎn)P1～P3的三維位置分別被定義為P1(P1x、P1y、P1z)、P2(P2x、P2y、P2z)、P3(P3x、P3y、P3z)。另外，在圖4中示出了假定示教點(diǎn)P1、P2之間的距離D1。距離D1能夠根據(jù)假定示教點(diǎn)P1、P2的坐標(biāo)值而容易地計(jì)算。

而且，在圖4中示出了手11把持繩帶狀工件W的把持位置Q1。但是，在根據(jù)圖3使示教作業(yè)輔助裝置1動(dòng)作時(shí)，不需要將繩帶狀工件W安裝于機(jī)器人10的手11。把持位置Q1位于與槽16的一端對應(yīng)的假定示教點(diǎn)P1的鉛垂方向上方。而且，把持位置Q1和假定示教點(diǎn)P1之間的距離L為從把持位置Q1至繩帶狀工件W的下端的距離，這與繩帶狀工件W的長度大致對應(yīng)。因此，繩帶狀工件W的下端相當(dāng)于工件安裝開始點(diǎn)。因此，以把持位置Q1為TCP的示教點(diǎn)Q1由Q1(P1x、P1y、Q1z(＝P1z+L))表示。

示教點(diǎn)Q2處于假定示教點(diǎn)P2的鉛垂方向上方。而且，示教點(diǎn)Q1和示教點(diǎn)Q2之間的距離相當(dāng)于假定示教點(diǎn)P1和假定示教點(diǎn)P2之間的距離D1。因此，示教點(diǎn)Q2由Q2(P2x、P2y、Q2z(＝P2z+L-D1))表示。

接下來，示教點(diǎn)Q3處于假定示教點(diǎn)P3的鉛垂方向上方。而且，示教點(diǎn)Q2和示教點(diǎn)Q3之間的距離相當(dāng)于假定示教點(diǎn)P2和假定示教點(diǎn)P3之間的距離D2。因此，示教點(diǎn)Q3由Q3(P3x、P3y、Q3z(＝P2z+L-D1-D2))表示。因此，以繩帶狀工件W的把持位置為TCP的多個(gè)示教點(diǎn)Qn由Qn(Pnx、Pny、Qnz)表示，Qnz由以下的式(1)表示(字母k為自然數(shù))。

$Qnz=Pnz+L-\underset{k=1}{\overset{n-1}{\Σ}}Dk...\left(1\right)$

在圖4中，示教點(diǎn)Q1～Qn沿-X方向依次轉(zhuǎn)移。然而，實(shí)際上，模具15以恒定速度V向+X方向滑動(dòng)，另外，機(jī)器人10被控制為不沿X方向進(jìn)行動(dòng)作。因此，在圖3的步驟S14中，坐標(biāo)值計(jì)算部21將變換后的多個(gè)示教點(diǎn)Q1～Qn變換成多個(gè)實(shí)際的機(jī)器人示教點(diǎn)R1～Rn。此處，圖5是表示示教方法的第二圖，且示出了XZ平面。在圖5中，模具15向圖1的箭頭A1方向以恒定速度V移動(dòng)。

從圖5可以看出，坐標(biāo)值計(jì)算部21以如下方式規(guī)定實(shí)際的機(jī)器人示教點(diǎn)R1～Rn。

R1(P1x、P1y、Q1z)

R2(P1x、P2y、Q2z)

Rn(Pnx、Pny、Qnz)

此外，Qnz由上述的式(1)決定。

然而，模具15利用輸送部12而以恒定速度V移動(dòng)，但形成于模具15的槽16如從圖1可以看出那樣地曲折。因此，若使被手11把持的繩帶狀工件W等速度下降，則無法將繩帶狀工件W適當(dāng)?shù)嘏渲糜谇鄣牟?6。

因此，在圖3的步驟S15中，速度計(jì)算部22針對機(jī)器人示教點(diǎn)R1～Rn的每一個(gè)之間，計(jì)算機(jī)器人10下降的下降速度。如上所述，輸送部12以恒定速度V輸送模具15。因此，第一機(jī)器人示教點(diǎn)R1和第二機(jī)器人示教點(diǎn)R2之間的機(jī)器人的下降速度S1根據(jù)與這些機(jī)器人示教點(diǎn)R1、R2分別對應(yīng)的示教點(diǎn)Q1、Q2之間的YZ平面的距離與X方向距離之間的比而求得。具體而言，根據(jù)以下的式(2)，計(jì)算第一機(jī)器人示教點(diǎn)R1與第二機(jī)器人示教點(diǎn)R2之間的機(jī)器人的下降速度S1。

$S1=\left|\frac{\sqrt{{(Q2z-Q1z)}^2+{(P2y-P1y)}^2}}{P2x-P1x}\right|V...\left(2\right)$

若將該情況通?；?，則第n個(gè)機(jī)器人示教點(diǎn)Rn和第(n+1)個(gè)機(jī)器人示教點(diǎn)R(n+1)之間的下降速度Sn能夠根據(jù)以下的式(3)計(jì)算。

$Sn=\left|\frac{\sqrt{{\left(Q\right(n+1)z-Qnz)}^2+{\left(P\right(n+1)y-Pny)}^2}}{P(n+1)x-Pnx}\right|V...\left(3\right)$

如上，在本發(fā)明中，能夠在模具15被固定的狀態(tài)下，基于制作的多個(gè)假定示教點(diǎn)P1～Pn來求得實(shí)際的機(jī)器人示教點(diǎn)R1～Rn以及下降速度S1～Sn。因此，在本發(fā)明中，在求得機(jī)器人示教點(diǎn)R1～Rn等時(shí)，不需要使用線路跟蹤功能、對驅(qū)動(dòng)輸送部12的馬達(dá)追加編碼器。因此，在本發(fā)明中，能夠抑制費(fèi)用，并且求得機(jī)器人示教點(diǎn)R1～Rn等，從而對機(jī)器人10的示教作業(yè)進(jìn)行輔助。

另外，模具15的槽16曲折，但在本發(fā)明中，在每一處相鄰的兩個(gè)機(jī)器人示教點(diǎn)之間，求得機(jī)器人的下降速度S1……。因此，在本發(fā)明中，根據(jù)機(jī)器人示教點(diǎn)R1……以及下降速度S1……使機(jī)器人10一邊下降一邊向Y方向移動(dòng)，從而能夠?qū)⒗K帶狀工件W適當(dāng)?shù)嘏渲糜谇鄣牟?6。

另外，在使用隨著時(shí)間的而硬化的繩帶狀工件W求得假定示教點(diǎn)P1～Pn的情況下，存在繩帶狀工件W在求得假定示教點(diǎn)P1～Pn前或者求得假定示教點(diǎn)P1～Pn過程中硬化的可能性。在本發(fā)明中，使用示教用夾具18求得假定示教點(diǎn)P1～Pn，因此能夠避免上述的不良情況。

發(fā)明的效果

在第一方案以及第三方案中，在模具被固定的狀態(tài)下，基于制作的多個(gè)假定示教點(diǎn)而求得機(jī)器人的示教點(diǎn)，因此不使用線路跟蹤功能以及不追加編碼器等，就能夠抑制費(fèi)用，并且對示教作業(yè)進(jìn)行輔助。

在使用隨著時(shí)間的經(jīng)過而硬化的繩帶狀工件并求得假定示教點(diǎn)的情況下，存在繩帶狀工件在求得假定示教點(diǎn)前或者求得假定示教點(diǎn)過程中硬化的可能性。在第一方案以及第三方案中，使用示教用夾具求得假定示教點(diǎn)，因此如第二方案以及第四方案那樣，即便在將隨著時(shí)間的經(jīng)過而硬化的繩帶狀工件配置于模具的槽的情況下，也能夠避免上述的不良情況。

使用典型的實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但若是本領(lǐng)域技術(shù)人員，則能夠理解也可以不脫離本方案的范圍地進(jìn)行上述的變更以及各種其他的變更、省略、追加。