本發(fā)明涉及使機(jī)器人執(zhí)行加工對(duì)象物的加工動(dòng)作的機(jī)器人控制裝置以及生成使該機(jī)器人動(dòng)作的程序的機(jī)器人程序生成裝置。

背景技術(shù)：

以往，對(duì)工業(yè)用機(jī)器人示教加工作業(yè)時(shí)，操作者通過示教器等使機(jī)器人的手臂部以通過預(yù)定的點(diǎn)、軌跡的方式實(shí)際地移動(dòng)，并把這些點(diǎn)、軌跡存儲(chǔ)到機(jī)器人控制部中?；蛘?，不移動(dòng)機(jī)器人而使用機(jī)器人用離線編程系統(tǒng)也可以生成機(jī)器人的動(dòng)作數(shù)據(jù)。此時(shí)，根據(jù)針對(duì)加工對(duì)象物(以下稱為工件)的加工形狀信息，執(zhí)行機(jī)器人的加工動(dòng)作。

但是，一般地使用cad裝置來設(shè)計(jì)用于指示工件的加工形狀的加工圖。并且使用cad裝置的設(shè)計(jì)者是與機(jī)器人的操作者不同的人，因此無法制作機(jī)器人的程序。因此，機(jī)器人的操作者從cad裝置取得加工圖的信息，在制造現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)該加工圖的信息向機(jī)器人示教針對(duì)工件的加工作業(yè)。

在這樣的情況下，理想的是用簡便的操作從加工圖的信息獲得機(jī)器人控制數(shù)據(jù)，而提出了各種各樣的方法。例如，在專利第3307475號(hào)公報(bào)中提出了如下技術(shù)：如果作業(yè)者向電腦中輸入記錄在磁盤中的cad數(shù)據(jù)，則由該電腦把cad數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為焊接機(jī)器人的動(dòng)作數(shù)據(jù)并傳送到焊接機(jī)器人控制裝置。

但是，在專利第3307475號(hào)公報(bào)中所公開的現(xiàn)有技術(shù)中，根據(jù)cad裝置內(nèi)的加工圖的信息(cad數(shù)據(jù))，不能一邊確定與對(duì)加工部位的加工內(nèi)容匹配的加工工具一邊執(zhí)行使用了加工工具的機(jī)器人動(dòng)作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供機(jī)器人控制裝置以及機(jī)器人程序生成裝置，其根據(jù)加工圖的cad數(shù)據(jù)，確定與對(duì)加工部位的加工內(nèi)容匹配的加工工具，來執(zhí)行具備該加工工具的機(jī)器人的動(dòng)作。

根據(jù)本發(fā)明的第一方式，提供一種機(jī)器人控制裝置，其根據(jù)加工對(duì)象物的加工圖的cad數(shù)據(jù)中所包含的、表示所述加工對(duì)象物的加工部位的圖形要素，使機(jī)器人執(zhí)行針對(duì)所述加工對(duì)象物的加工動(dòng)作，其特征在于，該機(jī)器人控制裝置具備：

數(shù)據(jù)庫部，其將加工內(nèi)容和與該加工內(nèi)容匹配的加工工具的信息互相關(guān)聯(lián)起來進(jìn)行存儲(chǔ)；

圖形要素提取部，其從所述cad數(shù)據(jù)提取被付予了標(biāo)簽的所述圖形要素，其中，所述標(biāo)簽表示所述加工內(nèi)容；

工具數(shù)據(jù)抽取部，其從所述數(shù)據(jù)庫部抽取與所述標(biāo)簽所表示的加工內(nèi)容有關(guān)的加工工具的信息，其中，所述標(biāo)簽被付予給由所述圖形要素提取部提取出的圖形要素；以及

動(dòng)作計(jì)劃部，其根據(jù)由所述圖形要素提取部提取出的圖形要素，使用由所述工具數(shù)據(jù)抽取部抽取出的所述加工工具的信息使所述機(jī)器人執(zhí)行加工動(dòng)作。

根據(jù)本發(fā)明的第二方式，提供一種機(jī)器人控制裝置，其是上述第一方式的機(jī)器人控制裝置，其還具備：cad裝置，其可通信地與所述機(jī)器人控制裝置連接，制作并保存所述加工對(duì)象物的加工圖的cad數(shù)據(jù)，所述cad裝置具備：加工內(nèi)容輸入部，其對(duì)表示所述加工對(duì)象物的加工部位的圖形要素，付予表示所述加工內(nèi)容的標(biāo)簽。

根據(jù)本發(fā)明的第三方式，提供一種機(jī)器人控制裝置，其是上述第一方式或第二方式的機(jī)器人控制裝置，在所述加工工具的信息中包含與所述加工內(nèi)容匹配的加工工具的種類以及約束條件，該約束條件包含該加工工具相對(duì)于所述加工部位的相對(duì)速度、位置以及姿勢(shì)中的至少一個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明的第四方式，提供一種機(jī)器人程序生成裝置，其根據(jù)加工對(duì)象物的加工圖的cad數(shù)據(jù)中所包含的、表示所述加工對(duì)象物的加工部位的圖形要素，使機(jī)器人執(zhí)行針對(duì)所述加工對(duì)象物的加工動(dòng)作，其特征在于，該機(jī)器人程序生成裝置具備：

數(shù)據(jù)庫部，其將加工內(nèi)容和與該加工內(nèi)容匹配的加工工具的信息互相關(guān)聯(lián)起來進(jìn)行存儲(chǔ)；

圖形要素提取部，其從所述cad數(shù)據(jù)提取被付予了標(biāo)簽的所述圖形要素，其中，所述標(biāo)簽表示所述加工內(nèi)容；

工具數(shù)據(jù)抽取部，其從所述數(shù)據(jù)庫部抽取與所述標(biāo)簽所表示的加工內(nèi)容有關(guān)的加工工具的信息，其中，所述標(biāo)簽被付予給由所述圖形要素提取部提取出的圖形要素；以及

動(dòng)作計(jì)劃部，其根據(jù)由所述圖形要素提取部提取出的圖形要素，使用由所述工具數(shù)據(jù)抽取部抽取出的所述加工工具的信息，來生成使所述機(jī)器人執(zhí)行加工動(dòng)作的機(jī)器人程序。

根據(jù)本發(fā)明的第五方式，提供一種機(jī)器人程序生成裝置，其是上述第四方式的機(jī)器人程序生成裝置，其還具備：cad裝置，其可通信地與所述機(jī)器人程序生成裝置連接，制作并保存所述加工對(duì)象物的加工圖的cad數(shù)據(jù)，所述cad裝置具備：加工內(nèi)容輸入部，其對(duì)表示所述加工對(duì)象物的加工部位的圖形要素，付予表示所述加工內(nèi)容的標(biāo)簽。

根據(jù)本發(fā)明的第六方式，提供一種機(jī)器人程序生成裝置，其是上述第四方式或第五方式的機(jī)器人程序生成裝置，在所述加工工具的信息中包含與所述加工內(nèi)容匹配的加工工具的種類以及約束條件，該約束條件包含該加工工具相對(duì)于所述加工部位的相對(duì)速度、位置以及姿勢(shì)中的至少一個(gè)。

附圖說明

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)說明，本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)和其他的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更清楚。

圖1是示意性地表示出一實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)的框圖。

圖2是表示圖1所示的機(jī)器人控制系統(tǒng)的動(dòng)作的流程圖。

具體實(shí)施方式

接下來，參照附圖針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在以下附圖中，對(duì)相同的部件付予了相同的參照符號(hào)。并且，在不同的附圖中被付予了相同的參照符號(hào)意味著具有相同功能的組成元件。另外，為了易于理解，這些附圖適當(dāng)?shù)馗淖兞吮壤摺?/p>

圖1是示意性地表示出一實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)的框圖。

如圖1所示，本實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)10具備：至少一個(gè)控制機(jī)器人11的機(jī)器人控制裝置12；以及cad(computer-aideddesign，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))裝置13。

設(shè)機(jī)器人11是例如垂直多關(guān)節(jié)型機(jī)器人，在該機(jī)器人手臂部的前端安裝有能裝卸的加工工具。作為加工工具，列舉有焊槍、氬弧焊槍、密封劑充填噴嘴、去毛刺工具、鉆頭、端銑刀等。機(jī)器人11通過來自機(jī)器人控制裝置12的動(dòng)作指令，移動(dòng)機(jī)器人手臂部的同時(shí)使加工工具動(dòng)作，從而進(jìn)行工件的加工。另外，機(jī)器人11具有rom、ram等存儲(chǔ)器、cpu以及通信控制部(未圖示)，該通信控制部控制與機(jī)器人控制裝置12之間的數(shù)據(jù)收發(fā)。

cad裝置13協(xié)助設(shè)計(jì)者在計(jì)算機(jī)畫面上制作工件的加工圖，并能夠把制作出的加工圖的cad數(shù)據(jù)保存到內(nèi)部存儲(chǔ)器中。cad裝置13還具備加工內(nèi)容輸入部14，其對(duì)在計(jì)算機(jī)畫面上制作出的、表示工件的加工部位的圖形要素，輸入表示加工內(nèi)容的標(biāo)簽(附加信息)。例如，設(shè)計(jì)者通過加工內(nèi)容輸入部14能夠?qū)Ρ硎旧鲜龅募庸げ课坏膱D形要素付予標(biāo)簽，該標(biāo)簽表示對(duì)該加工部位的加工內(nèi)容。作為被付予標(biāo)簽的加工內(nèi)容，列舉有例如“電弧焊接”或“點(diǎn)焊”的焊接方法的指示、“無毛刺”的加工指示等。也就是說，一般地對(duì)于在圖上描畫出的工件的加工部位，使用引線來注明包含加工方法、注釋、符合jis標(biāo)準(zhǔn)的加工符號(hào)等的加工內(nèi)容。上述的標(biāo)簽意味著那樣的引線上的標(biāo)記。

此外，在本實(shí)施方式中，機(jī)器人11被配置在制造產(chǎn)品的工廠中。與之相對(duì)地，優(yōu)選的是機(jī)器人控制裝置12被配置在與工廠相鄰的建筑物等中，cad裝置13被配置在遠(yuǎn)離工廠的事務(wù)所等中。在這種情況下，機(jī)器人11可以經(jīng)由第一通信部15例如內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器人控制裝置12相連接。cad裝置13可以經(jīng)由第二通信部16例如互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器人控制裝置12相連接。但是，這些通信部是一個(gè)例子，第一通信部15及第二通信部16可以是任何形式的通信部。

機(jī)器人控制裝置12被構(gòu)成為控制至少一個(gè)機(jī)器人11。特別是本實(shí)施方式的機(jī)器人控制裝置12通過來自機(jī)器人控制裝置12外的指示，能夠讀入保存在cad裝置13內(nèi)的、工件的加工圖的cad數(shù)據(jù)。優(yōu)選的是該讀入的指示是由設(shè)置了機(jī)器人控制裝置12的與工廠不同的建筑物內(nèi)的人、或者連接到機(jī)器人控制裝置12的上位計(jì)算機(jī)(未圖示)來執(zhí)行的。

本實(shí)施方式的機(jī)器人控制裝置12根據(jù)從cad裝置13內(nèi)讀入的工件的加工圖的cad數(shù)據(jù)，還能夠執(zhí)行具備加工工具的機(jī)器人11的加工動(dòng)作。

更具體地，如圖1所示，機(jī)器人控制裝置12具備數(shù)據(jù)庫部17、圖形要素提取部18、工具數(shù)據(jù)抽取部19、動(dòng)作計(jì)劃部20以及存儲(chǔ)器部21。如圖1所示，數(shù)據(jù)庫部17作為外部存儲(chǔ)裝置經(jīng)由無線或有線的通信部被配置在機(jī)器人控制裝置12外，但是數(shù)據(jù)庫部17也可以在機(jī)器人控制裝置12內(nèi)。

數(shù)據(jù)庫部17將多種加工內(nèi)容和與各個(gè)加工內(nèi)容匹配的加工工具的信息(以下稱為工具數(shù)據(jù))互相關(guān)聯(lián)起來進(jìn)行存儲(chǔ)。作為上述的加工內(nèi)容，列舉例如電弧焊接、點(diǎn)焊、密封、去除毛刺等。在這種情況下，與各個(gè)加工內(nèi)容匹配的加工工具是焊槍、氬弧焊槍、密封劑充填噴嘴、去除毛刺工具等。另外，在上述工具數(shù)據(jù)中包含前述那樣的各種加工工具的尺寸和約束條件，該約束條件包含各個(gè)加工工具相對(duì)于加工部位的相對(duì)速度、位置以及姿勢(shì)中的至少一個(gè)。

圖形要素提取部18從工件的加工圖的cad數(shù)據(jù)提取被付予了表示加工內(nèi)容的標(biāo)簽的工件的加工部位圖形要素。工具數(shù)據(jù)抽取部19從數(shù)據(jù)庫部17抽取與標(biāo)簽表示的加工內(nèi)容有關(guān)的工具數(shù)據(jù)，該標(biāo)簽被付予給由圖形要素提取部18提取出的圖形要素。

抽取的工具數(shù)據(jù)中包含與前述的標(biāo)簽表示的加工內(nèi)容匹配的加工工具的種類、尺寸和該加工工具的約束條件。也就是說，工具數(shù)據(jù)抽取部19一邊確定與對(duì)工件加工部位的加工內(nèi)容相匹配的加工工具，一邊取得該加工工具的尺寸、約束條件，該約束條件包括加工工具相對(duì)于加工部位的相對(duì)速度、位置以及姿勢(shì)中的至少一個(gè)。

動(dòng)作計(jì)劃部20根據(jù)由圖形要素提取部18提取出的圖形要素，使用由工具數(shù)據(jù)抽取部19抽取出的工具數(shù)據(jù)即前述那樣的已確定的加工工具和其約束條件，來使機(jī)器人11執(zhí)行加工動(dòng)作。

動(dòng)作計(jì)劃部20還能夠不執(zhí)行如前述所述的機(jī)器人11的加工動(dòng)作，而把該加工動(dòng)作作為機(jī)器人程序保存到存儲(chǔ)器部21中。這是例如只進(jìn)行模擬而不需要立即進(jìn)行實(shí)際動(dòng)作的情況。像這樣，本實(shí)施方式的機(jī)器人控制裝置12可以是生成執(zhí)行機(jī)器人11的加工動(dòng)作的機(jī)器人程序的機(jī)器人程序生成裝置。

此外，上述機(jī)器人控制裝置12可以使用具備經(jīng)由總線互相連接的存儲(chǔ)部、cpu(controlprocessingunit)以及通信部等的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來構(gòu)成。該存儲(chǔ)部是rom(readonlymemory)、ram(randomaccessmemory)等，另外，可以通過由cpu執(zhí)行存儲(chǔ)在rom中的程序，來實(shí)現(xiàn)上述那樣的機(jī)器人控制裝置12所具有的圖形要素提取部18、工具數(shù)據(jù)抽取部19以及動(dòng)作計(jì)劃部20等的功能、動(dòng)作。

圖2是表示本實(shí)施方式的機(jī)器人控制裝置12的動(dòng)作的流程圖。以下，一邊參照?qǐng)D2，一邊針對(duì)圖1所示出的機(jī)器人控制裝置12的動(dòng)作進(jìn)行說明。

其中，在實(shí)施圖2的步驟s11時(shí)，設(shè)為設(shè)計(jì)者使用cad裝置13制作工件的加工圖，把制作出的加工圖數(shù)據(jù)(cad數(shù)據(jù))保存到cad裝置13的內(nèi)部存儲(chǔ)器中。另外，設(shè)為將前述那樣的多種加工內(nèi)容和與各個(gè)加工內(nèi)容匹配的加工工具的信息(工具數(shù)據(jù))關(guān)聯(lián)起來存儲(chǔ)在機(jī)器人控制裝置12的數(shù)據(jù)庫部17中。

進(jìn)一步，設(shè)為對(duì)在cad裝置13的計(jì)算機(jī)畫面上制作出的、表示工件的加工部位的圖形要素，付予表示向該加工部位的加工內(nèi)容的標(biāo)簽(附加信息)。另外，設(shè)為在表示加工部位的圖形要素的cad數(shù)據(jù)中包含與該加工部位的各邊、角部等有關(guān)的尺寸值，例如邊長、角部的角度、曲率半徑等。

首先，在步驟s11中，機(jī)器人控制裝置12從cad裝置13讀入工件的加工圖的cad數(shù)據(jù)。

接下來，在步驟s12中，機(jī)器人控制裝置12的圖形要素提取部18從工件的加工圖的cad數(shù)據(jù)提取工件的加工部位的圖形要素，其中，該工件被付予了表示加工內(nèi)容的標(biāo)簽。

進(jìn)一步，在步驟s13中，機(jī)器人控制裝置12的工具數(shù)據(jù)抽取部19從數(shù)據(jù)庫部17抽取與標(biāo)簽表示的加工內(nèi)容有關(guān)的工具數(shù)據(jù)，該標(biāo)簽被付予給由圖形要素提取部18提取出的加工部位的圖形要素。

進(jìn)一步，在步驟s14中，動(dòng)作計(jì)劃部20根據(jù)由圖形要素提取部18提取出的加工部位的圖形要素，使用由工具數(shù)據(jù)抽取部19抽取出的工具數(shù)據(jù)來計(jì)劃機(jī)器人11的加工動(dòng)作。

具體地，動(dòng)作計(jì)劃部20從由cad數(shù)據(jù)中提取出的工件的加工部位的圖形要素，提取該圖形要素中所包含的加工部位的尺寸值。進(jìn)一步，動(dòng)作計(jì)劃部20假設(shè)由工具數(shù)據(jù)抽取部19抽取出的工具數(shù)據(jù)的加工工具被安裝在機(jī)器人11的手臂部，并根據(jù)抽取出的加工部位的尺寸值來計(jì)劃該加工工具的動(dòng)作路徑。在該計(jì)劃時(shí)，還要考慮加工工具的尺寸、加工工具相對(duì)于加工部位的相對(duì)速度、位置以及姿勢(shì)等約束條件。由此，動(dòng)作計(jì)劃部20按照所計(jì)劃的加工工具的動(dòng)作路徑，使實(shí)際安裝了與向加工部位的加工內(nèi)容匹配的加工工具的機(jī)器人11動(dòng)作。其中，設(shè)為將前述的加工工具的動(dòng)作路徑計(jì)劃為：把工件固定在機(jī)器人11的世界坐標(biāo)系中的預(yù)定位置(坐標(biāo))。

此外，當(dāng)工件存在多個(gè)加工部位時(shí)，優(yōu)選的是將加工工具的移動(dòng)路徑計(jì)劃成各個(gè)加工部位間的移動(dòng)路徑為最短。

接下來，在步驟s15中，判斷動(dòng)作計(jì)劃部20是否執(zhí)行所計(jì)劃的機(jī)器人11的加工動(dòng)作。加工動(dòng)作的執(zhí)行指示是由例如設(shè)置了機(jī)器人控制裝置12的、與工廠不同的建筑物內(nèi)的人，或者連接到機(jī)器人控制裝置12中的上位計(jì)算機(jī)(未圖示)來執(zhí)行的。

在上述的步驟s15中，當(dāng)判斷為存在機(jī)器人11的加工動(dòng)作的執(zhí)行指示時(shí)，移至步驟s16，并且動(dòng)作計(jì)劃部20執(zhí)行所計(jì)劃的機(jī)器人11的加工動(dòng)作。

另一方面，在上述的步驟s15中，當(dāng)判斷為不存在機(jī)器人11的加工動(dòng)作的執(zhí)行指示時(shí)，移至步驟s17，并且動(dòng)作計(jì)劃部20把所計(jì)劃的機(jī)器人11的加工動(dòng)作作為機(jī)器人程序保存到存儲(chǔ)器部21中。

如上所述，在本實(shí)施方式的機(jī)器人控制裝置12中，從cad裝置13內(nèi)所保存的工件的加工圖的cad數(shù)據(jù)中，提取加工部位的圖形要素，該加工部位被付予了表示對(duì)該工件的加工內(nèi)容的標(biāo)簽。進(jìn)一步，從數(shù)據(jù)庫部17自動(dòng)地抽取與標(biāo)簽所示的加工內(nèi)容匹配的加工工具的信息，該標(biāo)簽被付予給該提取出的圖形要素。然后，機(jī)器人控制裝置12根據(jù)提取出的圖形要素，使用抽取出的加工工具的信息來執(zhí)行機(jī)器人11的加工動(dòng)作?；蛘?，生成執(zhí)行該加工動(dòng)作的機(jī)器人程序。

像這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，基于cad裝置內(nèi)的加工圖的信息(cad數(shù)據(jù))，能夠確定與對(duì)加工部位的加工內(nèi)容匹配的加工工具，并執(zhí)行具備了該加工工具的機(jī)器人11的加工動(dòng)作。還能夠生成執(zhí)行上述那樣的加工動(dòng)作的機(jī)器人程序。

進(jìn)一步，根據(jù)本實(shí)施方式，即使在每個(gè)工件的加工部位的加工內(nèi)容不同的情況下，也能夠使用與各個(gè)加工內(nèi)容匹配的加工工具的種類或尺寸、約束條件等工具數(shù)據(jù)來計(jì)劃機(jī)器人11的加工動(dòng)作。

另外，根據(jù)本實(shí)施方式，cad裝置13、數(shù)據(jù)庫部17與機(jī)器人控制裝置12可通信地相連接。因此，即使cad裝置13、數(shù)據(jù)庫部17的設(shè)置位置遠(yuǎn)離機(jī)器人控制裝置12，機(jī)器人控制裝置12也能夠直接地取得工件的加工圖的cad數(shù)據(jù)、與向該工件的加工部位的加工內(nèi)容匹配的加工工具的信息。

進(jìn)一步，根據(jù)本實(shí)施方式，即使對(duì)機(jī)器人11不準(zhǔn)備工件以及加工工具，也能夠與具備了該加工工具的機(jī)器人11實(shí)際加工該工件的情況一樣地，實(shí)施機(jī)器人11的加工動(dòng)作的模擬。

以上，使用典型的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行變更以及各種其他的改變、省略、追加。