專利名稱：機器人監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機器人監(jiān)控系統(tǒng)，特別是涉及使用了機器人的三維模型圖像的機器人監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
機器人特別是工業(yè)用機器人，根據(jù)特定的作業(yè)程序(即task program)來進行動作。適當選擇對應(yīng)于安裝在機器人上的刀具(即機器人手端操作裝置)的種類、作業(yè)對象的工件的種類、作業(yè)的內(nèi)容等的各種種類的作業(yè)程序并給予機器人，由此一臺機器人可以執(zhí)行多種作業(yè)。在使用這種機器人的生產(chǎn)系統(tǒng)中提供一種系統(tǒng)，其根據(jù)控制機器人的作業(yè)程序等的機器人控制關(guān)聯(lián)信息，將機器人以及機器人的作業(yè)環(huán)境的模型圖像作為對應(yīng)于機器人實際動作的動畫來顯示在顯示裝置上，從而可以進行機器人的動作狀態(tài)的仿真或監(jiān)控。
例如特開平2-176906號公報(JP-A-2-176906)中公開了一種系統(tǒng)，其根據(jù)從各個動作裝置得到的動作程序?qū)瑱C器人的多個動作裝置進行動畫顯示，由此對各動作裝置的動作狀態(tài)進行仿真。
另外，特開2001-150373號公報(JP-A-2001-150373)中公開了一種結(jié)構(gòu)，其中，通過通信單元連接在機器人控制裝置上的計算機，根據(jù)從機器人控制裝置轉(zhuǎn)發(fā)來的機器人動作控制指令，來對機器人的動作狀態(tài)進行仿真。該結(jié)構(gòu)中，通過從機器人控制裝置依次將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給計算機，可以對施加在機器人各軸上的負載等進行監(jiān)控。
另外，特開2001-105359號公報(JP-A-2001-105359)中公開了一種結(jié)構(gòu)根據(jù)對機器人示教的動作程序、將機器人以及機器人的作業(yè)環(huán)境的三維模型圖像在畫面上進行動畫顯示、由此可以進行機器人的動作狀態(tài)的仿真的系統(tǒng)中，容易地進行機器人以及其他的外部設(shè)備的三維模型的生成。
在所述的現(xiàn)有的機器人動作仿真系統(tǒng)中，在與視線或繪圖形式等有關(guān)的一定的(即未變化)的顯示條件下，在顯示裝置的畫面上顯示根據(jù)作業(yè)程序等的機器人控制關(guān)聯(lián)信息而生成的三維模型圖像。因此，在模型圖像的動作中產(chǎn)生的兩部件間的位置偏離或干涉等各種問題，由于其發(fā)生時的顯示條件(視線或繪圖形式)，存在不能顯示為可以觀察的圖像的情況。在這種情況下，特別在通過盡可能快速地觀察機器人的實際動作來應(yīng)對各種問題的監(jiān)控中，有可能問題產(chǎn)生的檢測以及該原因的判明需要時間，難以迅速地實施適當?shù)拇胧?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種機器人監(jiān)控系統(tǒng)，在根據(jù)機器人控制關(guān)聯(lián)信息將機器人以及機器人的作業(yè)環(huán)境的三維模型圖像作為對應(yīng)于機器人的實際動作的動畫來生成、由此可以進行機器人的動作狀態(tài)的監(jiān)控的機器人監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠?qū)C器人的實際動作中產(chǎn)生的動作上的各種問題與其產(chǎn)生時期無關(guān)地正確并且迅速地進行觀察，從而可以迅速地實施適當?shù)拇胧?br> 為了實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明提供一種機器人監(jiān)控系統(tǒng)，具有控制機器人的機器人控制裝置；和圖像生成裝置，其根據(jù)從機器人控制裝置得到的機器人控制關(guān)聯(lián)信息，將機器人以及機器人的作業(yè)環(huán)境的三維模型圖像作為對應(yīng)于機器人實際動作的動畫來生成；圖像生成裝置具有顯示條件設(shè)定部，對應(yīng)于機器人的實際動作可以變更地設(shè)定包含表示三維模型圖像的動畫的視線以及繪圖形式的至少一種的顯示條件；和動畫生成部，其根據(jù)顯示條件設(shè)定部設(shè)定的顯示條件的、對應(yīng)于機器人的實際動作的變更，來切換并生成動畫。
在所述的機器人監(jiān)控系統(tǒng)中，顯示條件設(shè)定部設(shè)定的顯示條件可以包含規(guī)定視線的視點以及監(jiān)控對象點的各自的、對應(yīng)于機器人實際動作來移動的位置。這種情況下，動畫生成部可以根據(jù)隨著視點以及監(jiān)控對象點的各個的位置的移動而變化的視線，生成動畫。
在所述結(jié)構(gòu)中還可以具有存儲部，其關(guān)于多個不同視線的各個，將視點的位置的設(shè)定值與監(jiān)控對象點的位置的設(shè)定值互相關(guān)聯(lián)起來，并且標記表示這些位置的標識來存儲。存儲部可以設(shè)置在機器人控制裝置與圖像生成裝置中的某一個上。
另外，顯示條件設(shè)定部設(shè)定的顯示條件可以包含作為繪圖形式的線框形式以及整體形式。該情況下，動畫生成部可以根據(jù)對應(yīng)于機器人實際動作在線框形式與整體形式間進行變更的繪圖形式，生成動畫。
所述結(jié)構(gòu)中還可以具有存儲部，其關(guān)于三維模型圖形中所包含的多個物體的各個，將對應(yīng)于機器人實際動作在線框形式與整體形式間進行變更的繪圖形式，標記表示實際動作的內(nèi)容的標識來存儲。存儲部可以設(shè)置在機器人控制裝置與圖像生成裝置中的某一個上。
另外，顯示條件設(shè)定部設(shè)定的顯示條件可以包含伴隨實際動作移動的機器人的刀具中心點的位置、和將刀具中心點作為監(jiān)視對象點時的、規(guī)定視線的視點與監(jiān)視對象點間的一定的相對位置關(guān)系。該情況下，動畫生成部，可以根據(jù)隨著在相對位置關(guān)系下的視點以及監(jiān)視對象點的移動而變化的視線，來生成動畫。
另外，顯示條件設(shè)定部設(shè)定的顯示條件可以包含伴隨實際動作移動的機器人的刀具中心點的位置、和作為繪圖形式的線框形式以及整體形式。該情況下，動畫生成部可以根據(jù)對應(yīng)于刀具中心點的移動、在線框形式以及整體形式間進行變更的繪圖形式，來生成動畫。
圖像生成裝置從機器人控制裝置得到的機器人控制關(guān)聯(lián)信息可以包含對機器人進行特定作業(yè)的指令的作業(yè)程序。該情況下，在作業(yè)程序中描述與顯示條件的變更有關(guān)的指令。
在上述機器人監(jiān)控系統(tǒng)中，可以將機器人控制裝置與圖像生成裝置通過網(wǎng)絡(luò)來互相連接。


通過與附圖關(guān)聯(lián)的以下的較佳實施方式的說明，來使本發(fā)明的所述以及其他的目的、特征以及優(yōu)點變得更加明確。圖中，圖1是表示本發(fā)明中的機器人監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖2是將具有圖1的基本結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的一種實施方式的機器人監(jiān)控系統(tǒng)示意性地進行表示的圖。
圖3是將圖2的機器人監(jiān)控系統(tǒng)中的顯示條件變更順序示意性地進行表示的圖。
圖4是表示圖3的機器人監(jiān)控系統(tǒng)中的繪圖形式的一個例子的圖。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細地說明本發(fā)明的實施方式。圖中，對同一種或類似的結(jié)構(gòu)部件標記相同的參照符號。
參照附圖，圖1是表示本發(fā)明中的機器人監(jiān)控系統(tǒng)10的基本結(jié)構(gòu)的功能框圖。機器人監(jiān)控系統(tǒng)10具有控制機器人12的機器人控制裝置14；和圖像生成裝置18，其根據(jù)從機器人控制裝置14得到的機器人控制關(guān)聯(lián)信息D，將機器人12以及機器人12的作業(yè)環(huán)境16的三維模型圖像12M、16M作為對應(yīng)于機器人12的實際動作的動畫來生成。圖像生成裝置18具有顯示條件設(shè)定部20，對應(yīng)于機器人12的實際動作可以變更地設(shè)定包含表示三維模型圖像12M、16M的動畫的視線以及繪圖形式的至少一種的顯示條件C；和動畫生成部22，其根據(jù)顯示條件設(shè)定部20設(shè)定的顯示條件C的、對應(yīng)于機器人12的實際動作的變更，切換并生成三維模型圖像12M、16M的動畫。
具有所述結(jié)構(gòu)的機器人監(jiān)控系統(tǒng)10中，圖像生成部18根據(jù)控制機器人12的作業(yè)程序本身或在該作業(yè)程序中描述的指令值等的機器人控制關(guān)聯(lián)信息D，將機器人12以及作業(yè)環(huán)境16的三維模型圖像12M、16M的動畫，在對應(yīng)于機器人12的實際動作可變更的顯示條件下進行生成。因此，設(shè)定在機器人12根據(jù)作業(yè)程序執(zhí)行的實際動作之間例如容易產(chǎn)生兩個部件間的位置偏離或干擾等問題的一處以上的重點監(jiān)控區(qū)域，將顯示其重點監(jiān)控區(qū)域時的顯示條件C適當變更為最適于顯現(xiàn)問題的內(nèi)容并設(shè)定(視線或繪圖形式)，可以將問題的發(fā)生作為在三維模型圖像12M、16M的動畫上可觀察的圖像來準確地顯示。因此，根據(jù)機器人監(jiān)控系統(tǒng)10，可以將在機器人12的實際動作中產(chǎn)生的動作上的各個問題與發(fā)生時刻無關(guān)地正確且迅速地進行觀察，因此，在短時間內(nèi)可以進行問題發(fā)生的檢測以及其原因的判明，從而迅速地實施適當?shù)拇胧?br> 圖2將本發(fā)明的一個實施方式的機器人監(jiān)控系統(tǒng)30示意性地進行表示。機器人監(jiān)控系統(tǒng)30具有在圖1的機器人監(jiān)控系統(tǒng)10中說明的基本結(jié)構(gòu)，因此對于對應(yīng)的結(jié)構(gòu)部件標記共同的符號并省略其說明。
機器人監(jiān)控系統(tǒng)30中，機器人控制裝置14與圖像生成裝置18通過以太網(wǎng)(注冊商標)等的通信網(wǎng)絡(luò)32互相連接。機器人控制裝置14具有處理部(CPU)36，其根據(jù)作業(yè)程序34，對機器人12進行特定的作業(yè)的指令；內(nèi)置或者外接的存儲部38。這里，圖像生成裝置18從機器人控制裝置14得到的機器人控制關(guān)聯(lián)信息D主要是基于作業(yè)程序34的描述內(nèi)容的信息。并且，在作業(yè)程序34中描述與顯示條件C(圖1)的變更有關(guān)的指令E。因此，圖像生成裝置18根據(jù)從機器人控制裝置14得到的機器人控制關(guān)聯(lián)信息D以及指令E，在生成機器人12以及作業(yè)環(huán)境16的三維模型圖像12M、16M的動畫的同時，適當變更對動畫生成必需的顯示條件C(圖1)。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，機器人控制裝置14執(zhí)行作業(yè)程序34來控制機器人12，與該動作并行，圖像生成裝置18根據(jù)相同的作業(yè)程序34，可以將機器人12以及作業(yè)環(huán)境16的三維圖像12M、16M適當切換為最佳顯示條件C來進行動畫顯示。因此，機器人監(jiān)控系統(tǒng)30的整體的控制結(jié)構(gòu)變得容易。另外，通過使用通信網(wǎng)絡(luò)32，可以將機器人控制裝置14與圖像生成裝置18容易地插入到多種生產(chǎn)系統(tǒng)。
圖像生成裝置18具有處理部(CPU)40，其具有顯示條件設(shè)定部20(圖1)以及動畫生成部22(圖1)的功能；內(nèi)置或外接的存儲部42；和顯示畫面44。處理部40根據(jù)機器人控制關(guān)聯(lián)信息D以及指令E，生成機器人12以及作業(yè)環(huán)境16的三維模型圖像12M、16M的動畫并顯示在顯示畫面44上。在處理部40設(shè)定的顯示條件C(圖1)存儲在存儲部42。此外，可以將顯示條件C(圖1)存儲在機器人控制裝置14的存儲部38中。
在具有所述結(jié)構(gòu)的機器人監(jiān)控系統(tǒng)30中，將圖像生成裝置18的處理部40(顯示條件設(shè)定部20以及動畫生成部22)執(zhí)行的顯示條件設(shè)定處理以及動畫生成處理的一個例子，參照圖3以及圖4進行以下說明。該具體例子中如圖3所示，在圖像生成裝置18監(jiān)控機器人12操縱工件(未圖示)并對加工機46的卡盤(chuck)裝卸的作業(yè)。
作為根據(jù)處理部40的顯示條件設(shè)定處理以及動畫生成處理的第一實施例，顯示條件設(shè)定部20(圖1)設(shè)定的顯示條件C可以包含規(guī)定在顯示畫面44中顯示的動畫的視線F的視點VP以及監(jiān)控對象點OP的各個的、對應(yīng)于機器人12的實際動作移動的位置(坐標)。該情況下，動畫生成部22(圖1)根據(jù)隨著視點VP以及監(jiān)控對象點OP的各個的位置的移動而變化的視線F來生成動畫。圖3中，以第一～第三的視點VP1～VP3(以○圖示)、分別對應(yīng)于它們的第一～第三的監(jiān)視對象點OP1～OP3(以△圖示)、由它們決定的第一～第三的視線F1～F3(以二點劃線圖示)為例進行表示。
在圖示的例子中，例如作為所述的重點監(jiān)控區(qū)域的代表點，操作員設(shè)定OP1～OP3的同時，對得到用于明確顯示監(jiān)控對象點OP1～OP3的視線F1～F3的視點VP1～VP3進行設(shè)定。該設(shè)定是可以通過操作員對圖像生成裝置18輸入各視點VP以及各監(jiān)控對象點OP的位置(坐標)來進行。該情況下，操作員操作鼠標等的輸入裝置，在顯示機器人12以及加工機46的顯示畫面44上將對應(yīng)于所期望的視點VP以及監(jiān)控對象點OP的點進行指示，由此可以輸入各點的位置(坐標)。
如此，圖像顯示裝置18通過對應(yīng)于機器人12的實際動作預(yù)先設(shè)定視點VP以及監(jiān)控對象點OP，和所設(shè)定的一樣，可以將機器人12以及作業(yè)環(huán)境16的三維圖像切換為可以明確顯示所期望區(qū)域(例如重點監(jiān)控區(qū)域)的最佳視線F并進行動畫顯示。
結(jié)束各點的設(shè)定后，例如通過操作員的指示輸入，處理部40，在存儲部42(或機器人控制裝置14的存儲部38)中，關(guān)于多個不同的視線F1～F3的各個，將視點VP1～VP3的位置設(shè)定值(坐標值)與監(jiān)控對象點OP1～OP3的位置的設(shè)定值(坐標值)互相關(guān)聯(lián)起來，并且標記表示位置的標識來存儲。將這樣的設(shè)定的一個例子表示在下面的表1中。


所述的例子中，將規(guī)定視線F1的視點VP1以及監(jiān)控對象點OP1的設(shè)定位置作為機械坐標系(圖3)的坐標值，標記稱為NO.“1”以及名稱“機器人左”的標識來存儲。同樣地，標記稱為NO.“2”以及名稱“機器人右”的標識來存儲規(guī)定視線F2的視點VP2以及監(jiān)控對象點OP2的設(shè)定位置(坐標值)，另外，標記稱為NO.“3”以及名稱“加工機上”的標識來存儲規(guī)定視線F3的視點VP3以及監(jiān)控對象點OP3的設(shè)定位置(坐標值)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過在程序34中描述NO.以及名稱的任意一個標識，可以從機器人控制裝置14對圖像生成裝置18容易地進行視線F的指定以及變更的指令。
作為根據(jù)處理部40的顯示條件設(shè)定處理以及動畫生成處理的第二實施例，顯示條件設(shè)定部20(圖1)設(shè)定的顯示條件C可以包含作為在顯示畫面44中顯示的動畫的繪圖形式的線框形式以及整體形式。該情況下，動畫生成部22(圖1)根據(jù)對應(yīng)于機器人12的實際動作在線框形式與整體形式間變更的繪圖形式來生成動畫。在圖4中，作為例子，表示以線框形式繪圖的加工機46的機架(housing)48和以整體形式繪圖的加工機46的卡盤50。
在圖示的例子中，操作員關(guān)于在顯示畫面44上顯示的三維模型圖像中包含的多個物體的各個，例如將用于明確顯示所述的重點監(jiān)控區(qū)域的繪圖形式，對應(yīng)于機器人的實際動作的狀況進行適當選擇并設(shè)定。該設(shè)定是可以通過操作員對圖像生成裝置18指定輸入機器人12以及作業(yè)環(huán)境16(加工機46)的繪圖形式來進行。該情況下，操作員操作鼠標等輸入裝置，可以一邊看顯示畫面44，一邊輸入機器人12或加工機46的各種構(gòu)成部分的繪圖形式。
如此，畫面生成裝置18對應(yīng)于機器人12的實際動作，選擇線框形式以及整體形式的某一個來預(yù)先設(shè)定，由此，可以和所設(shè)定的一樣，將機器人12以及作業(yè)環(huán)境16的三維畫面切換為可明確顯示所期望區(qū)域(例如重點監(jiān)控區(qū)域)的最佳繪圖形式并進行動畫顯示。
繪圖形式的設(shè)定結(jié)束后，例如通過操作員的指示輸入，處理部40在存儲部42(或機器人控制裝置14的存儲部38)中，關(guān)于機器人12或加工機46的各種構(gòu)成部分的各個，標記表示實際動作的內(nèi)容的標識來存儲對應(yīng)于機器人12的實際動作在線框形式以及整體形式間進行變更的繪圖形式。在下面的表2中表示這樣的設(shè)定的一個例子。


所述的例子中，將加工機46的加工作業(yè)的開始前的階段的機架48以及卡盤50的繪圖形式，都以整體形式，標記稱為No.“1”以及名稱“加工前”的標識來存儲。同樣地，對于加工作業(yè)執(zhí)行中的機架48以及卡盤50的繪圖形式，將前者以線框形式而后者以實體形式，標記稱為No.“2”以及名稱“加工中”的標識來存儲，另外，將加工作業(yè)結(jié)束后的機架48以及卡盤50的繪圖形式都以整體形式，標記稱為No.“3”以及名稱“加工后”的標識來存儲。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過在作業(yè)程序34中描述No.以及名稱中的任意的標識，可以從機器人控制裝置14對圖像生成部18容易地進行繪圖形式的指定以及變更的指令。
此外，通過處理部40的顯示條件設(shè)定處理以及動畫成生處理的所述第一以及第二實施例，既可以單獨采用任意的一個，也可以將兩者組合采用。
對應(yīng)于所述的通過操作員的顯示條件C(圖1)的設(shè)定輸入，例如可以如下面那樣地編寫(左端表示行數(shù))作業(yè)程序34(圖2)。
1監(jiān)控視線變更 機器人右2監(jiān)控繪圖形式變更 加工前3MOVE J P[1]4MOVE L P[2]5監(jiān)控視線變更 加工機上6監(jiān)控繪圖形式變更 加工中(6’監(jiān)控繪圖形式變更 加工機外框架＝線框)7MOVE L P[3]8MOVE L P[4]9MOVE L P[5]10監(jiān)控視線變更 機器人左11監(jiān)控繪圖形式變更 加工后12MOVE L P[6]13MOVE L P[7]14MOVE L P[8]15MOVE L P[9]
16MOVE J P[1]說明所述作業(yè)程序行1中，在圖像處理裝置18，將視點位置以及監(jiān)控對象點位置設(shè)定為“機器人右”。行2中，在圖像處理裝置18，將繪圖形式設(shè)定為“加工前”。行3中，通過機器人12的各軸動作將臂(arm)向位置P[1]移動。行4中，通過機器人12的直線路徑控制將臂向位置P[2]移動。在圖像處理裝置18中，將這些臂的動作以視線F2的整體形式來進行動畫顯示。行5中，在圖像處理裝置18，將視點位置以及監(jiān)控對象點位置變更為“加工機上”。行6中，在圖像處理裝置18，將繪圖形式變更為“加工中”。行7中，通過機器人12的直線路徑控制將臂向位置P[3]移動。行8中，通過機器人12的直線路徑控制將臂向位置P[4]移動。行9中，通過機器人12的直線路徑控制將臂向位置P[5]移動。在圖像處理裝置18中，將這些臂的動作以視線F3的線框形式(機架48)以及整體形式(卡盤50)來進行動畫顯示。
行10中，在圖像處理裝置18，將視點位置以及監(jiān)控對象點位置變更為“機器人左”。行11中，在圖像處理裝置18，將繪圖形式變更為“加工后”。行12中，通過機器人12的直線路徑控制將臂向位置P[6]移動。行13中，通過機器人12的直線路徑控制將臂向位置P[7]移動。行14中，通過機器人12的直線路徑控制將臂向位置P[8]移動。行15中，通過機器人12的直線路徑控制將臂向位置P[9]移動。行16中，通過機器人12的各軸動作將臂向位置P[1]移動。在圖像處理裝置18中，將這些臂的動作以視線F1的整體形式進行動畫顯示。
所述的作業(yè)程序34中，在視線變更指令的行1、5、10中，作為標識也可以描述No.來取代名稱?；蛘咭部梢允褂闷渌淖宰兞浚苯用枋鑫恢玫脑O(shè)定值(坐標值)。同樣地，在繪圖形式變更指令的行2、6、11中，作為標識也可以描述No.來取代名稱?；蛘咭部梢允褂闷渌淖宰兞?，直接描述物體名與其繪圖形式(參照行6’)。
若由機器人控制裝置14執(zhí)行所述的作業(yè)程序34，則機器人12在該控制下進行動作的同時，與其一起(最好是在實際時間)，圖像生成裝置18將機器人12以及作業(yè)環(huán)境16(加工機46)的三維模型圖像適當切換為可以明確顯示預(yù)先設(shè)定的重點監(jiān)控區(qū)域(也包含加工機46內(nèi)部)的最佳顯示條件，并進行動畫顯示。因此，包含機器人12進入加工機46的內(nèi)部來進行作業(yè)的情況，使動畫顯示能動地進行變化，以使其適合于機器人12的動作狀態(tài)，可以將機器人12以及作業(yè)環(huán)境16的現(xiàn)狀，在始終易于觀察的狀態(tài)下進行監(jiān)控。其結(jié)果是，即使在加工機內(nèi)部的作業(yè)中發(fā)生與機器人12的動作有關(guān)的問題時，由于能夠立刻觀察機器人12以及加工機46的內(nèi)部的現(xiàn)狀，因此可以迅速地判明問題發(fā)生的原因。
作為處理部40的顯示條件設(shè)定處理以及動畫生成處理的第三實施例，顯示條件設(shè)定部20(圖1)設(shè)定的顯示條件C可以包含伴隨實際動作移動的機器人12的刀具中心點TCP(圖3)的位置；以及將刀具中心點TCP作為監(jiān)控對象點OP時的、規(guī)定在顯示畫面44顯示的動畫的視線F的視點VP與監(jiān)控對象點OP間的一定的相對位置關(guān)系R。該情況下，動畫生成部22(圖1)，根據(jù)隨著在該相對位置關(guān)系R下的視點VP以及監(jiān)控對象點OP的移動而變化的視線F，來生成動畫。圖3中，舉例表示從刀具中心點TCP形成的監(jiān)控對象點OP4、相對于監(jiān)控對象點OP4處于相對位置關(guān)系R下的視點VP4、由它們決定的視線F4。
如此，圖像生成裝置18，可以對應(yīng)于機器人12的實際動作，將機器人12以及作業(yè)環(huán)境16的三維圖像自動地切換為可以明確顯示刀具中心點TCP的周圍區(qū)域的最佳視線F，并進行動畫顯示。
在所述結(jié)構(gòu)中，顯示條件設(shè)定部20，可以從機器人控制裝置14得到作為控制基準點的刀具中心點TCP的位置信息。由此，可以正確地得到機器人12的實際動作中的刀具中心點TCP的移動狀況。另外，視點VP與監(jiān)控對象OP間的一定的相對位置關(guān)系R，可以預(yù)先由操作員進行設(shè)定輸入并存儲在存儲部42(或機器人控制裝置14的存儲部38)中。處理部40從機器人控制裝置14以適當?shù)闹芷?例如插補周期)繼續(xù)獲得刀具中心點TCP的位置信息，從預(yù)先設(shè)定的相對位置關(guān)系R，求得隨著刀具中心點TCP而移動的視點VP的位置，從而決定視線F。由此，將機器人12的刀具中心點TCP的周圍區(qū)域的動作狀況，始終顯示在圖像生成裝置18的顯示畫面44上。
另外，作為處理部40的顯示條件設(shè)定處理以及動畫生成處理的第四實施例，顯示條件設(shè)定部20(圖1)設(shè)定的顯示條件C可以包含伴隨實際動作移動的機器人12的刀具中心點TCP(圖3)的位置、和作為在顯示畫面44上顯示的動畫的繪圖形式的線框形式以及整體形式。該情況下，動畫生成部22(圖1)，根據(jù)對應(yīng)于刀具中心點TCP的移動在線框形式與整體形式間進行變更的繪圖形式來生成動畫(參照圖4)。
如此，圖像生成裝置18對應(yīng)于機器人12的實際動作，將機器人12以及作業(yè)環(huán)境16的三維圖像自動切換為可以明確表示刀具中心點TCP的周圍區(qū)域的最佳的繪圖形式，來進行動畫顯示。
在所述結(jié)構(gòu)中，顯示條件設(shè)定部20可以從機器人控制裝置14得到刀具中心點TCP的位置信息。由此，可以正確地得到在機器人12的實際動作中的刀具中心點TCP的移動狀況。另外，關(guān)于機器人12以及作業(yè)環(huán)境16(加工機46)的各構(gòu)成部分，可以預(yù)先由操作員設(shè)定輸入需要在線框形式與整體形式間變更繪圖形式的刀具中心點TCP的移動范圍，并存儲在存儲部42(或機器人控制裝置14的儲存部38)中。處理部40從機器人控制裝置14以適當?shù)闹芷?例如插補周期)繼續(xù)得到刀具中心點TCP的位置信息，從預(yù)先設(shè)定了的刀具中心點TCP移動范圍，來決定各構(gòu)成部分的繪圖形式。由此，例如機器人12即使在加工機46的內(nèi)部進行作業(yè)時，也始終在圖像生成裝置18的顯示畫面44上將刀具中心點TCP的周圍區(qū)域的動作狀況進行動畫顯示。
此外，處理部40的顯示條件設(shè)定處理以及動畫生成處理的所述第三以及第四實施例，既可以單獨采用任意一個，也可以將兩者組合采用。
對應(yīng)于所述的操作員進行的顯示條件C(圖1)的設(shè)定輸入，作業(yè)程序34(圖2)可以如下面那樣的編寫(左端表示行數(shù))。
1MOVE J P[1]2監(jiān)控跟蹤開始3MOVE L P[2]4MOVE L P[3]5MOVE L P[4]6MOVE L P[5]7監(jiān)控跟蹤結(jié)束8MOVE L P[6]
9MOVE L P[7]10MOVE J P[1]說明所述作業(yè)程序行1中，通過機器人12的各軸動作將臂向位置P[1]移動。行2中，在圖像處理裝置18，開始使視點VP隨著刀具中心點TCP的移動而移動的動畫顯示。行3中，通過機器人12的直線路徑控制將臂向位置P[2]移動。行4中，通過機器人12的直線路徑控制將臂向位置P[3]移動。行5中，通過機器人12的直線路徑控制將臂向位置P[4]移動。行6中，通過機器人12的各軸動作將臂向位置P[5]移動。這些臂的動作，在圖像處理裝置18中，顯示為刀具中心點TCP的周圍部件的動畫。
行7中，在圖像處理裝置18，結(jié)束使視點VP隨著刀具中心點TCP的移動而移動的動畫顯示。行8中，通過機器人12的直線路徑控制將臂向位置P[6]移動。行9中，通過機器人12的直線路徑控制將臂向位置P[4]移動。行10中，通過機器人12各軸動作將臂向位置P[8]移動。這些臂的動作，在圖像處理裝置18中，顯示為與刀具中心點TCP的移動無關(guān)的動畫。
所述的作業(yè)程序34中，在跟蹤開始指令的行2，也可以使用任意的自變量，對刀具中心點TCP與視點VP間預(yù)先設(shè)定的相對位置關(guān)系R進行描述，對圖像生成裝置18進行指令。
若由機器人控制裝置14執(zhí)行所述作業(yè)程序34，則機器人12在其控制下動作的同時，與其一起(最好是實際時間)，圖像生成裝置18，對于機器人12以及作業(yè)環(huán)境16(加工機46)的三維圖像，根據(jù)對應(yīng)于刀具中心點TCP的移動而變化的最佳顯示條件(視線或繪圖形式)，將預(yù)先設(shè)定的重點監(jiān)控區(qū)域(也包含加工機46的內(nèi)部)明確地進行動畫顯示。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，也可以起到與所述的實施例1以及實施例2相同的作用效果。
以上，對于本發(fā)明，與較佳的實施方式關(guān)聯(lián)起來進行了說明，但是對于本領(lǐng)域人員來說，應(yīng)當理解在不脫離權(quán)利要求范圍的公開范圍的前提下可以進行各種修正以及變更。
權(quán)利要求
1.一種機器人監(jiān)控系統(tǒng)，其具有控制機器人(12)的機器人控制裝置(14)；和圖像生成裝置(18)，其根據(jù)從該機器人控制裝置得到了的機器人控制關(guān)聯(lián)信息(D)，將該機器人以及該機器人作業(yè)環(huán)境(16)的三維模型圖像(12M、16M)作為對應(yīng)于該機器人實際動作的動畫來生成，其特征在于，所述圖像生成裝置，具有顯示條件設(shè)定部(20)，對應(yīng)于所述機器人的所述實際動作可變更地設(shè)定包含表示所述三維模型圖像的所述動畫的視線以及繪圖形式的至少一種的顯示條件(C)；和動畫生成部(22)，其隨著所述顯示條件設(shè)定部所設(shè)定的所述顯示條件的、對應(yīng)于所述機器人的所述實際動作的變更，切換并生成所述動畫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述顯示條件設(shè)定部設(shè)定的所述顯示條件包含規(guī)定所述視線(F)的視點(VP)以及監(jiān)控對象點(OP)各自的、對應(yīng)于所述機器人的所述實際動作移動的位置；所述動畫生成部根據(jù)隨著該視點以及該監(jiān)控對象點各個的該位置的移動而變化的該視線，生成所述動畫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機器人監(jiān)控系統(tǒng)，還具有，存儲部(42)，關(guān)于多個不同的所述視線的各個，將所述視點的所述位置的設(shè)定值與所述監(jiān)控對象點的所述位置的設(shè)定值互相關(guān)聯(lián)起來，且標記表示該位置的標識來存儲，該存儲部設(shè)置在所述機器人控制裝置與所述圖像生成裝置中的某一個上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述顯示條件設(shè)定部設(shè)定的所述顯示條件包含作為所述繪圖形式的線框形式以及整體形式，所述動畫生成部根據(jù)對應(yīng)于所述機器人的所述實際動作在該線框形式與該整體形式間進行變更的該繪圖形式，生成所述動畫。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機器人監(jiān)控系統(tǒng)，還具有，存儲部(42)，關(guān)于所述三維模型圖像中所包含的多個物體的各個，將對應(yīng)于所述機器人的所述實際動作在所述線框形式與所述整體形式間進行變更的所述繪圖形式，標記表示該實際動作內(nèi)容的標識來存儲，該存儲部設(shè)置在所述機器人控制裝置與所述圖像生成裝置中的某一個上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述顯示條件設(shè)定部設(shè)定的所述顯示條件包含伴隨所述實際動作移動的所述機器人的刀具中心點(TCP)的位置；和將該刀具中心點作為監(jiān)控對象點(OP)時的、規(guī)定所述視線(F)的視點(VP)與該監(jiān)控對象點間的一定的相對位置關(guān)系(R)，所述動畫生成部根據(jù)隨著在該相對位置關(guān)系下的該視點以及該監(jiān)控對象點的移動而變化的該視線，生成所述動畫。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機器人監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述顯示條件設(shè)定部從所述機器人控制裝置得到所述刀具中心點的位置信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述顯示條件設(shè)定部設(shè)定的所述顯示條件包含伴隨所述實際動作移動的所述機器人的刀具中心點(TCP)的位置、和作為所述繪圖形式的線框形式以及整體形式，所述動畫生成部根據(jù)對應(yīng)于該刀具中心點的移動在該線框形式與該整體形式間進行變更的該繪圖形式，生成所述動畫。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機器人監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述顯示條件設(shè)定部從所述機器人控制裝置得到所述刀具中心點的位置信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述圖像生成裝置從所述機器人控制裝置得到的所述機器人控制關(guān)聯(lián)信息包含對所述機器人進行特定作業(yè)的指令的作業(yè)程序(34)，該作業(yè)程序中，描述與所述顯示條件的變更有關(guān)的指令(E)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～10的任意一項所述的機器人監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述機器人控制裝置與所述圖像生成裝置通過通信網(wǎng)絡(luò)(32)互相連接。
全文摘要
一種機器人監(jiān)控系統(tǒng)，具有控制機器人的機器人控制裝置；圖像生成裝置，其根據(jù)從機器人控制裝置得到的機器人控制關(guān)聯(lián)信息，將機器人及機器人作業(yè)環(huán)境的三維模型圖像作為對應(yīng)于機器人實際動作的動畫生成。圖像生成裝置具有顯示條件設(shè)定部，其對應(yīng)于機器人的實際動作可變更地設(shè)定包含表示三維模型圖像的動畫的視線及繪圖形式的至少一個的顯示條件；動畫生成部，其隨著顯示條件設(shè)定部設(shè)定的顯示條件的、對應(yīng)于機器人實際動作的變更，切換并生成動畫。圖像生成裝置從機器人控制裝置得到的機器人控制關(guān)聯(lián)信息包含對機器人進行特定作業(yè)的指令的作業(yè)程序，在作業(yè)程序中描述關(guān)于顯示條件變更的指令。機器人控制裝置與圖像生成裝置通過通信網(wǎng)絡(luò)互相連接。
文檔編號G05B19/406GK1923470SQ200610126458
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者長塚嘉治, 小林博彥 申請人:發(fā)那科株式會社