專利名稱：作業(yè)機械手的傳感動作生成方法及傳感動作生成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在脫機環(huán)境下自動生成作業(yè)機械手的適當?shù)膫鞲袆幼鲾?shù)據(jù)的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
目前，通常在作業(yè)機械手對作業(yè)工件進行作業(yè)之前，進行如下的傳感作業(yè)，即，通過基于“傳感動作數(shù)據(jù)”使在作業(yè)機械手上設(shè)置的接觸式傳感器與作業(yè)工件接觸，從而驗證電腦上的作業(yè)工件和作業(yè)機械手的位置關(guān)系，基于該驗證結(jié)果修正作業(yè)機械手的示教數(shù)據(jù)。例如，即使想要基于電腦上的示教數(shù)據(jù)，用作業(yè)機械手在適當?shù)奈恢谩⒆藙葸M行焊接作業(yè)，由于存在著實際的作業(yè)工件的形狀或安裝誤差、因作業(yè)機械手本身的初始位置、重力引起的關(guān)節(jié)部的彎曲或齒隙等，所以在實際的作業(yè)工件信息和示教數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生誤差， 若實際想要進行焊接作業(yè)，則有時焊接部位會偏差，作業(yè)機械手的焊條以外的部位碰到作業(yè)工件。因此，在作業(yè)機械手進行焊接等作業(yè)之前，需要進行一種傳感作業(yè)，以用來實際使焊條與作業(yè)工件接觸，修正實際的作業(yè)工件信息和電腦上的作業(yè)工件的示教數(shù)據(jù)之間的誤差。在進行所述的傳感作業(yè)時，需要相對于作業(yè)機械手的傳感動作數(shù)據(jù)，生成該傳感動作數(shù)據(jù)的方法、即作業(yè)機械手的傳感動作生成方法經(jīng)常是操作員手動進行，但也開發(fā)出幾種自動生成傳感動作的技術(shù)。在專利文獻1中公開了如下這樣的技術(shù)，通過相對于具有圓弧形狀的作業(yè)工件以圓弧上的任意三點接觸，進行該作業(yè)工件的現(xiàn)在位置的傳感，計算實際的作業(yè)工件和電腦上的作業(yè)工件上的圓弧中心的偏差，用于實際的焊接作業(yè)等的作業(yè)動作。專利文獻1的技術(shù)是一種將作業(yè)工件的圓弧部分上的任意的三點作為對作業(yè)工件的現(xiàn)在位置進行傳感的位置，在該各傳感位置生成在通過圓弧的中心位置的方向進行接觸動作的示教數(shù)據(jù)的產(chǎn)業(yè)用機器人的作業(yè)線修正控制方法。詳細地說，在專利文獻1中，在對圓筒部件和平板部件之間的圓弧狀作業(yè)線(焊接線)進行傳感動作的情況下，基于電腦上的位置信息，使作業(yè)機械手(機器人)實際接觸于圓筒部件的外周面上的第一點的傳感位置。在該第一點的傳感位置得到的實際的作業(yè)工件和電腦上的作業(yè)工件的誤差(修正值)被存儲于規(guī)定存儲器，使機器人與圓筒部件上的第二點的傳感位置接觸。在該第二點的傳感位置的接觸時，利用在第一點的傳感位置得到的修正值，在電腦上的位置信息加上修正，使機器人接觸于第二點的傳感位置。另外，在使機器人接觸于第三點的傳感位置時，利用在第一點和第二點傳感位置得到的補正值，修正電腦上的位置信肩、ο然后，通過作為傳感位置在三點使機器人接觸于圓筒部件，從而可以檢測出實際的作業(yè)工件的圓弧中心的坐標，將檢測出的圓弧中心坐標和電腦上的作業(yè)工件的圓弧中心的坐標之差作為圓弧傳感補正值，用在第四點以后的傳感動作或?qū)嶋H的焊接作業(yè)中現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻1 JP特許第2985336號公報但是，雖然以上述專利文獻1的方法可以生成傳感動作數(shù)據(jù)，但實際上機器人不接觸于作業(yè)工件就無法檢測出補正量，無法在脫機環(huán)境下生成作業(yè)工件的圓弧中心的位置補正后的傳感動作數(shù)據(jù)。但是，并不僅限于該專利文獻1公開的方法，在傳感動作數(shù)據(jù)的生成中，現(xiàn)有技術(shù)都有無法回避的問題。即，在脫機環(huán)境下的作業(yè)機械手的周邊環(huán)境的曲面，為了作業(yè)機械手以及周邊環(huán)境的描畫或干涉檢查的計算的高速化、CAD數(shù)據(jù)的輕量化，大多情況下近似以多邊形表現(xiàn)作業(yè)數(shù)據(jù)(參考圖2、圖3)，在脫機環(huán)境內(nèi)再現(xiàn)的作業(yè)機械手或周邊環(huán)境的曲面與實際的作業(yè)工件的曲面在位置、形狀方面不同，因此有時無法在實際的作業(yè)工件的面上制作傳感位置。例如圖3(a)所示，即使在近似為多邊形的作業(yè)工件上設(shè)定傳感位置，如圖3(b)所示，有時傳感位置相對于實際的作業(yè)工件偏離，會產(chǎn)生要接觸的作業(yè)機械手的接觸式傳感器(焊條等)夠不到作業(yè)工件的傳感示教數(shù)據(jù)。另外，雖未圖示，但還有生成作業(yè)機械手的接觸式傳感器與作業(yè)工件干涉的傳感示教數(shù)據(jù)的情況。即使將這種傳感示教數(shù)據(jù)用于機器人實機，也不是能得到想算出的圓弧的中心位置的檢測位置，所以結(jié)果操作員需要使用示教懸吊裝置(pendant)等手動修正傳感位置。因此，在操作員進行修正時，存在示教作業(yè)的負擔要相應(yīng)增加該修正作業(yè)的部分的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種作業(yè)機械手的傳感動作生成方法以及傳感動作生成裝置，其在具有圓弧部分的作業(yè)工件中，可在脫機環(huán)境下，生成包括可得到想算出的圓弧中心位置的檢測位置在內(nèi)的傳感動作數(shù)據(jù)，換言之，生成可正確對圓弧部分進行傳感的傳感動作數(shù)據(jù)，從而能夠減輕作業(yè)機械手的傳感動作的修正作業(yè)、示教作業(yè)的負荷。為了達成上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)手段。本發(fā)明的作業(yè)機械手的傳感動作生成方法，生成作業(yè)機械手進行傳感動作時使用的傳感動作數(shù)據(jù)，所述作業(yè)機械手具備可與具有圓弧部分的作業(yè)工件接觸的接觸式傳感器，其特征在于，基于以離散點近似了所述作業(yè)工件的圓弧部分的離散工件模型，推定對所述離散點間進行插補的真實工件模型，基于所述推定的真實工件模型，生成作業(yè)機械手的傳感動作數(shù)據(jù)。由此，即使是具有圓弧部分的作業(yè)工件，通過推定比離散工件模型更接近實際的作業(yè)工件的真實工件模型，可以減少實際的作業(yè)工件和電腦上的作業(yè)工件的誤差，可以在脫機環(huán)境下自動生成可使作業(yè)機械手與實際的作業(yè)工件適當接觸的傳感動作數(shù)據(jù)，減輕作業(yè)機械手的傳感動作數(shù)據(jù)的修正作業(yè)的負擔，因此，可以縮短傳感動作數(shù)據(jù)的生成時間，可以提高示教數(shù)據(jù)生成的作業(yè)效率。此外，真實工件模型是大致忠實再現(xiàn)了作業(yè)工件的圓弧部分的工件模型，是在電腦上設(shè)定的模型?？梢曰谠撜鎸嵐ぜＰ驮僭O(shè)定傳感動作數(shù)據(jù)。優(yōu)選的是，在推定所述真實工件模型時，按照圓弧形狀對所述離散點間進行插補。另外，優(yōu)選的是，在推定所述真實工件模型時，在所述離散工件模型上提取接觸式傳感器與所述離散工件模型接觸的接觸面，將提取的接觸面與立起設(shè)置該接觸面的基準面的交線提取出來，然后將通過提取的交線的端點的圓弧作為所述真實工件模型提取出來。由此，按照圓弧形狀對離散點間進行插補，或者用一個圓推定作業(yè)模型，因此可以推定更加接近實際的作業(yè)工件的真實工件模型，即使在電腦上的作業(yè)模型和實際的作業(yè)模型較大不同的地點(例如離散點間)設(shè)定傳感位置，也不存在達不到實際的作業(yè)工件或與作業(yè)工件干涉的情況，可以將接觸位置設(shè)定于能夠正確計算圓弧中心的位置上。優(yōu)選的是，所述離散工件模型由以所述離散點為頂點的多邊形構(gòu)成。此外也可以在生成所述傳感動作數(shù)據(jù)時，求出在所述離散工件模型上接觸式傳感器與所述離散工件模型接觸的傳感位置，在真實工件模型上對求出的傳感位置進行再設(shè)定，以包含所述再設(shè)定的傳感位置的方式生成傳感動作數(shù)據(jù)。尤其，還可以在生成所述傳感動作數(shù)據(jù)時，再設(shè)定如下這樣的直線與所述真實工件模型相交的點作為傳感位置，所述直線通過再設(shè)定前的傳感位置，并且從按照圓弧形狀對所述離散點間進行了插補的真實工件模型的圓弧中心向徑外方向延伸。另外，還可以在生成所述傳感動作數(shù)據(jù)時，再設(shè)定如下這樣的直線與所述真實工件模型相交的點作為傳感位置，所述直線通過再設(shè)定前的傳感位置，并且與所述接觸式傳感器的移動方向重合。由此，除了再設(shè)定前的傳感位置，通過利用推定的真實工件模型的圓弧中心或傳感動作時的接觸式傳感器的移動方向，可以將傳感位置可靠地再設(shè)定于真實工件模型的圓弧上，可進一步減少實際的作業(yè)工件的傳感位置和電腦的作業(yè)工件的傳感位置的誤差，可完全在脫機環(huán)境下自動生成精度高的傳感動作數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)傳感動作數(shù)據(jù)修正的負擔的減輕、傳感動作數(shù)據(jù)生成的時間的縮短。進而，還優(yōu)選判斷在所述離散工件模型上接觸式傳感器接觸的傳感位置是否與離散點一致，在判斷為所述傳感位置與離散點不一致的情況下，推定所述真實工件模型。本發(fā)明的作業(yè)機械手的傳感動作生成裝置，其生成作業(yè)機械手進行傳感動作時使用的傳感動作數(shù)據(jù)，所述作業(yè)機械手具備可與具有圓弧部分的作業(yè)工件接觸的接觸式傳感器，其特征在于，所述傳感動作生成裝置具有模型推定機構(gòu)，其基于以離散點近似了所述作業(yè)工件的圓弧部分的離散工件模型，推定對所述離散點間進行插補的真實工件模型；以及數(shù)據(jù)生成機構(gòu)，其基于所述推定的真實工件模型，生成作業(yè)機械手的傳感動作數(shù)據(jù)。優(yōu)選所述模型推定機構(gòu)構(gòu)成為按照圓弧形狀對所述離散點間進行插補。另外，優(yōu)選所述模型推定機構(gòu)構(gòu)成為提取接觸式傳感器與所述離散工件模型接觸
6的接觸面，將提取的接觸面與立起設(shè)置該接觸面的基準面的交線提取出來，然后將通過提取的交線的端點的圓弧作為所述真實工件模型提取出來。優(yōu)選所述離散工件模型由以所述離散點為頂點的多邊形構(gòu)成。此外也可以是所述數(shù)據(jù)生成機構(gòu)構(gòu)成為求出接觸式傳感器與所述離散工件模型接觸的傳感位置，在真實工件模型上對求出的傳感位置進行再設(shè)定，以包含所述再設(shè)定的傳感位置的方式生成傳感動作數(shù)據(jù)。尤其可以是所述數(shù)據(jù)生成機構(gòu)構(gòu)成為再設(shè)定如下這樣的直線與所述真實工件模型相交的點作為傳感位置，所述直線通過再設(shè)定前的傳感位置，并且從按照圓弧形狀對所述離散點間進行了插補的真實工件模型的圓弧中心向徑外方向延伸。另外可以是所述數(shù)據(jù)生成機構(gòu)構(gòu)成為再設(shè)定如下這樣的直線與所述真實工件模型相交的點作為傳感位置，所述直線通過再設(shè)定前的傳感位置，并且與所述接觸式傳感器的移動方向重合。進而優(yōu)選所述傳感動作生成裝置具有判斷在所述離散工件模型上接觸式傳感器接觸的傳感位置是否與離散點一致的離散點判斷機構(gòu)，所述模型推定機構(gòu)構(gòu)成為在所述離散點判斷機構(gòu)判斷為傳感位置與離散點不一致的情況下，推定所述真實工件模型。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，電腦上的工件模型的圓弧部分即使由離散數(shù)據(jù)構(gòu)成，也可以自動生成包含可使作業(yè)機械手適當接觸實際的作業(yè)工件的傳感位置在內(nèi)的傳感動作數(shù)據(jù)，可以減輕傳感動作的修正及示教的作業(yè)負擔。


圖1是本發(fā)明的作業(yè)機械手的傳感動作生成裝置的構(gòu)成圖；圖2是表示實際的作業(yè)工件和對其近似的離散工件模型的圖，圖2(a)是立體圖， 圖2(b)是俯視圖；圖3(a)是表示電腦上的作業(yè)工件的傳感位置的設(shè)定，圖3(b)是表示在實際的作業(yè)工件中傳感位置偏離(夠不到或者干涉)的圖；圖4(a)、圖4(b)是表示離散工件模型上的接觸式傳感器接觸的面與基準面的邊緣的俯視圖、立體圖；圖4(c)、圖4(d)是表示從邊緣的端點提取的圓的立體圖、俯視圖；圖5(a)是表示最初的傳感位置和提取的圓的俯視圖，圖5(b)是表示利用最初的傳感位置和圓弧中心再設(shè)定的傳感位置的俯視圖，圖5(c)是表示利用最初的傳感位置和接觸式傳感器的移動方向再設(shè)定的傳感位置的俯視圖；圖6是表示作業(yè)機械手的傳感動作生成方法的流程圖。圖7是作業(yè)機械手的傳感動作生成裝置的構(gòu)成圖；圖中1-傳感動作生成裝置2-作業(yè)機械手3-接觸式傳感器(焊條)4-電腦W-作業(yè)工件
C-作業(yè)工件的圓弧部分D-離散點DM-離散工件模型RM-真實工件模型T-接觸面K-基準面E-接觸面和基準面的交線(邊緣)EP-邊緣的端點RC-通過邊緣的端點的圓弧P-傳感位置0-圓弧中心Pl-再設(shè)定前的傳感位置P2-再設(shè)定后的傳感位置Ml-傳感動作設(shè)定機構(gòu)(數(shù)據(jù)生成機構(gòu))M2-離散點判斷機構(gòu)M3-模型推定機構(gòu)M4-再設(shè)定機構(gòu)
具體實施例方式以下基于圖1 圖7說明本發(fā)明的實施方式。此外，以下的實施方式是將本發(fā)明具體化的一例，并不限定本發(fā)明的技術(shù)范圍。作業(yè)機械手的構(gòu)成圖1表示本發(fā)明的作業(yè)機械手2(作業(yè)用機器人)的傳感動作生成裝置1。該傳感動作生成裝置1具有作業(yè)機械手2、按照內(nèi)置的示教數(shù)據(jù)使該作業(yè)機械手2 動作的控制盤11以及可輸入示教數(shù)據(jù)的示教懸吊裝置12。進而，控制盤11連接于脫機示教用的電腦4。關(guān)于傳感動作本實施方式的電腦4在脫機環(huán)境下通過使在作業(yè)機械手2上設(shè)置的焊條3 (接觸式傳感器)接觸于作業(yè)工件W，生成包含傳感位置P、傳感時的作業(yè)機械手2的傳感姿勢在內(nèi)的傳感動作的示教數(shù)據(jù)(傳感動作數(shù)據(jù))。此外，電腦4在脫機上的示教數(shù)據(jù)中的作業(yè)工件W的位置和由焊條3探測取得的實際的作業(yè)工件W位置不同時，利用與探測的位置的差值，可以逐次修正進行傳感動作的部位以后的作業(yè)機械手2的動作，同時進行傳感作業(yè)。此外，操作員以電腦4或示教懸吊裝置12的輸入，按照預(yù)先示教了動作的程序 (示教程序)，控制作業(yè)機械手2，或者也可以手動生成傳感動作數(shù)據(jù)。作業(yè)機械手2作為焊接用機器人是一般的六軸的多關(guān)節(jié)型機器人，在其手前端 2a(前端)配備有焊條3。此外，作業(yè)機械手2也可以是具備滑塊的機械手或者是七軸以上的機械手。焊條3是具有規(guī)定長度的條構(gòu)件，在傳感作業(yè)時，還可以起到探測與作業(yè)工件W的接觸的接觸式傳感器的作用。例如，可以在作業(yè)機械手2的手前端2a的電極流通電流，使手前端2a靠近作業(yè)工件W，觀察與焊條3接觸時的短路狀態(tài)，判斷是否接觸。但是，上述的所謂“傳感動作”是指如下這樣的作業(yè)作業(yè)機械手2即使以適當?shù)奈恢?、姿勢進行焊接作業(yè)，有時也在實際的作業(yè)工件W信息和示教數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生誤差，因此，在實際進行焊接作業(yè)之前使焊條3接觸于作業(yè)工件W，對相關(guān)于電腦4上的作業(yè)機械手 2或電腦4上的作業(yè)工件W(即工件模型M)的形狀或配置、進而對于工件模型M上的傳感位置P (作業(yè)機械手2的焊條3在脫機環(huán)境下與工件模型M接觸的位置)進行修正乃至再設(shè)定。生成傳感動作數(shù)據(jù)時的問題點用于使作業(yè)機械手2進行該傳感動作的傳感動作數(shù)據(jù)是基于電腦4上的作業(yè)工件 W的模型(工件模型M)制作的。如圖1、2所示，本實施方式的工件W是從作為基準的平板材(其上表面相當于后述的基準面K)立起設(shè)置圓筒狀部件的工件，此時，圓筒狀部件的內(nèi)周面以及外周面是作業(yè)工件W的圓弧部分C。尤其如圖2所示，作業(yè)工件W的工件模型M用多面體近似具有曲面的實際的作業(yè)工件W，尤其在俯視中用多邊形(參考圖2(b))近似圓弧部分C。這是為了通過簡化工件模型M來實現(xiàn)電腦4上的CAD數(shù)據(jù)的輕量化、干涉檢查的計算的高速化等。另外，如圖2(b)右圖所示，工件模型M用直線連結(jié)實際的作業(yè)工件W上隔開間隔存在的點(離散點D)之間，用以離散點D為頂點的多邊形來表示作業(yè)工件W的圓弧部分C。如此，利用實際的作業(yè)工件W上存在的離散點D近似的(即，以離散點D近似的) 工件模型M為“離散工件模型DM”。此外，離散工件模型DM即使不用直線連結(jié)離散點D，也可以用樣條曲線等連結(jié)離散點D。考慮利用該離散工件模型DM，在脫機環(huán)境下，生成使接觸式傳感器3接觸于作業(yè)工件W的示教數(shù)據(jù)的情況。如圖3 (a)所示，在電腦4上在所述離散工件模型DM上設(shè)定傳感位置P。在此，所謂傳感位置P具體地說是焊條3接觸于作業(yè)工件W (此時是離散工件模型 DM)的位置，同時也包括表示該接觸動作時焊條3移動的方向的矢量(傳感矢量SV)、此時的作業(yè)機械手2的姿勢信息。在圓弧部分C(即，離散點D間)設(shè)定這種傳感位置P時，在從以假想線表示的實際的作業(yè)工件W的內(nèi)周面離開的內(nèi)側(cè)配置傳感位置P，或在實際的作業(yè)工件W的內(nèi)周面的外側(cè)、即實際的作業(yè)工件W的內(nèi)部配置傳感位置P。此時，若使用離散工件模型DM，生成在從實際的作業(yè)工件W偏離的位置配置傳感位置P的傳感動作數(shù)據(jù)，移動作業(yè)機械手2實機，使焊條3接觸于實際的作業(yè)工件W時，如圖3 (b)所示，焊條3沒有到達作業(yè)工件W的內(nèi)壁，或者，接觸式傳感器3或作業(yè)機械手2的一部分與作業(yè)工件W干涉(作業(yè)工件W也從內(nèi)壁陷入)。因此，在發(fā)生這種干涉等的情況時，需要用實際的作業(yè)工件W信息和示教數(shù)據(jù)的誤差量對示教數(shù)據(jù)中的傳感位置P進行修正再設(shè)定。本發(fā)明中的傳感動作數(shù)據(jù)的生成方法真實工件模型的推定考慮該狀況，利用圖6、圖7，說明本發(fā)明的作業(yè)機械手2的傳感動作生成方法。該傳感動作生成的處理是通過與控制盤11連接的脫機示教用的電腦4進行的。此外，傳感動作生成裝置1具有用于執(zhí)行本發(fā)明的傳感動作生成方法的電腦程序 (傳感動作生成程序)。如圖6的流程圖所示，傳感動作生成程序為了使電腦4進行生成傳感動作數(shù)據(jù)的處理，作為電腦4可讀取的形式的數(shù)據(jù)被記錄在記錄介質(zhì)(圖示省略)中。在步驟Sl (數(shù)據(jù)生成步驟)中，如圖6所示，對于焊條3與作業(yè)工件W接觸的傳感位置P，首先在離散工件模型DM上指定三點。在步驟S2中，判斷所有的指定的三個傳感位置P是否與離散工件模型DM上的離散點D —致(離散點判斷步驟)。在判斷為所有的傳感位置P與離散點D不一致的情況下，處理進入步驟S3。另外， 如果在一致的情況下，結(jié)束處理。在步驟S3 (模型推定步驟)中，提取焊條3與離散工件模型DM接觸的接觸面T和基準面K (平板材的上表面)的交線(邊緣E)，提取通過該邊緣E的所有(六個)端點EP 的圓弧RC作為真實工件模型RM。所謂該真實工件模型RM是將作業(yè)工件W的圓弧部分C大致充實再現(xiàn)的工件模型 M，是在電腦4上設(shè)定的模型。以該真實工件模型RM為準可以進行傳感動作數(shù)據(jù)的再設(shè)定寸。接著，在步驟S4(再設(shè)定步驟)中，在提取的真實工件模型RM上預(yù)先再設(shè)定傳感位置P，以包含該再設(shè)定的傳感位置P的方式再次生成傳感動作數(shù)據(jù)。下面，詳細說明步驟Sl 步驟S4。在步驟Sl中，首先，從作業(yè)機械手2及作業(yè)工件W的幾何學形狀和配置的幾何學數(shù)據(jù)，在電腦4上生成離散工件模型DM。接著，通過傳感動作指定機構(gòu)Ml (數(shù)據(jù)生成機構(gòu))，在生成的離散工件模型DM上指定三個焊條3的傳感位置P。這些傳感位置P是通過由鼠標或鍵盤指定電腦4上的規(guī)定項目，或者通過檢索數(shù)據(jù)庫等基于存儲的數(shù)據(jù)生成傳感動作數(shù)據(jù)而被指定的。在此，存在示教數(shù)據(jù)和實際的作業(yè)工件W的形狀、位置及姿勢的誤差(參考圖2)， 如上所述，需要在使焊條3接觸于實際的作業(yè)工件W之前，對傳感動作數(shù)據(jù)進行修正。所以在步驟S2中，在脫機環(huán)境下，由離散點判斷機構(gòu)M2判斷指定的三個傳感位置 P是否與離散工件模型DM上的離散點D —致。在離散點判斷機構(gòu)M2判斷為三個傳感位置P與離散點D不一致的情況下，處理進入下一步驟S3。此外，在三個傳感位置P與離散點D —致的情況下，即，在焊條3接觸于位于實際的作業(yè)工件W上的離散點D的情況下，只要計算通過最初設(shè)定的三個傳感位置P的圓，則不產(chǎn)生示教數(shù)據(jù)和實際的作業(yè)工件W之間的誤差，即使不進行以下所示的真實工件模型RM的推定或傳感位置P的再設(shè)定，由于也不會產(chǎn)生上述的干涉等，所以可以生成適當?shù)膫鞲袆幼鲾?shù)據(jù)。在步驟S3中，通過模型推定手段M3提取通過接觸面T和基準面K的邊緣E上的端點EP的圓RC作為真實工件模型RM。
如圖4(a)、(b)所示，通過在離散工件模型DM上設(shè)定三個傳感位置P (最初設(shè)定的傳感位置Pl)，在電腦4上分別決定與各傳感位置P對應(yīng)的焊條3接觸的接觸面T(可以相對于各傳感位置P唯一提取)。并且也可以分別提取這些接觸面T與立起設(shè)置這些接觸面 T的基準面K (平板材的上表面)的交線(邊緣Ε)。下面，如圖4(c)、(d)所示，將通過提取的邊緣E的所有(六個)端點EP的一個圓 RC作為真實工件模型RM提取出來。本發(fā)明的傳感動作數(shù)據(jù)的生成方法基于真實工件模型的傳感動作數(shù)據(jù)的再設(shè)定在步驟4中，通過再設(shè)定機構(gòu)M4在真實工件模型RM上再設(shè)定傳感位置P，生成包含再設(shè)定之后的傳感位置P2的傳感動作數(shù)據(jù)。利用最初設(shè)定的傳感位置Pl進行向該傳感位置P2的再設(shè)定。例如圖5 (a)、(b)所示，設(shè)定通過最初的傳感位置Pl，且從作為真實工件模型RM的圓的圓弧中心0沿圓的徑外方向延伸的直線L。將該直線L與真實工件模型RM的圓相交的點作為新的傳感位置P2進行再設(shè)定。最初的傳感位置Pl由于在離散工件模型DM上設(shè)有三個，所以再設(shè)定的傳感位置 P2也再真實工件模型RM上設(shè)有三個。在此，真實工件模型RM以沿著實際的作業(yè)工件W的形狀的方式對離散點D間進行插補，因此在真實工件模型RM上的傳感位置P2位于實際的作業(yè)工件W上。因此，即使作業(yè)機械手2實機不移動，在脫機環(huán)境下，也可以設(shè)定焊條3可接觸于實際的作業(yè)工件W的傳感位置P，能夠自動生成適當?shù)膫鞲袆幼鲾?shù)據(jù)。此外，上述的傳感位置P2的再設(shè)定也可以按照以下所示的順序進行。如圖5(a)、(c)所示，設(shè)定通過最初的傳感位置P1，且沿再設(shè)定前的焊條3的移動方向(傳感矢量SV)向圓的徑外方向延伸的直線L’。將該直線L’和真實工件模型RM相交的點作為再設(shè)定的傳感位置P2。此時也同樣，真實工件模型RM上的傳感位置P2位于實際的作業(yè)工件W上。因此，可以在脫機環(huán)境下自動生成適當?shù)膫鞲袆幼鲾?shù)據(jù)。如上所述，通過對于傳感動作進行步驟Sl 步驟S4，可以在脫機環(huán)境下生成自動指示適當?shù)膫鞲形恢肞的傳感動作數(shù)據(jù)，若將該傳感動作數(shù)據(jù)適用于作業(yè)機械手2實機，則不需要操作員的修正、再設(shè)定，可以可靠進行作業(yè)工件W的圓弧部分C的中心位置的補正值檢測，同時也實現(xiàn)示教作業(yè)負擔的減輕。本發(fā)明不限定于前述的實施方式。傳感動作生成裝置1等的各結(jié)構(gòu)或整體的構(gòu)造、形狀、尺寸等可以在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進行適當變更。作業(yè)機械手2的傳感動作生成裝置1通過離散點判斷機構(gòu)M2判斷傳感位置P是否與離散點D —致，但即便不具有離散點判斷機構(gòu)M2，即不管傳感位置P與離散點D是否一致，必然都可以進行真實工件模型RM的推定。作業(yè)機械手2不限于焊接用的機械手，涂裝用、組裝用等各種機械手都可以。接觸式傳感器3不限定于在引線中流通電流來觀察接觸時的短路狀態(tài)的接觸式的焊條，也可以是具備負載傳感器的荷重檢測傳感器。再設(shè)定機構(gòu)M4將再設(shè)定前的傳感位置Pl和圓弧中心0連結(jié)起來，在真實工件模型RM上再設(shè)定傳感位置P2，但也可以將最接近再設(shè)定前的傳感位置Pl的真實工件模型RM 上的點作為再設(shè)定的傳感位置P2。
權(quán)利要求
1.一種作業(yè)機械手的傳感動作生成方法，生成作業(yè)機械手進行傳感動作時使用的傳感動作數(shù)據(jù)，所述作業(yè)機械手具備可與具有圓弧部分的作業(yè)工件接觸的接觸式傳感器，其特征在于，基于以離散點近似了所述作業(yè)工件的圓弧部分的離散工件模型，推定對所述離散點間進行插補的真實工件模型，基于所述推定的真實工件模型，生成作業(yè)機械手的傳感動作數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的作業(yè)機械手的傳感動作生成方法，其特征在于， 在推定所述真實工件模型時，按照圓弧形狀對所述離散點間進行插補。
3.如權(quán)利要求1或2所述的作業(yè)機械手的傳感動作生成方法，其特征在于，在推定所述真實工件模型時，在所述離散工件模型上提取接觸式傳感器接觸的接觸面，將提取的接觸面與立起設(shè)置該接觸面的基準面的交線提取出來，然后將通過提取的交線的端點的圓弧作為所述真實工件模型提取出來。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的作業(yè)機械手的傳感動作生成方法，其特征在于， 所述離散工件模型由以所述離散點為頂點的多邊形構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的作業(yè)機械手的傳感動作生成方法，其特征在于， 在生成所述傳感動作數(shù)據(jù)時，在所述離散工件模型上求出接觸式傳感器接觸的傳感位置，在真實工件模型上對求出的傳感位置進行再設(shè)定，以包含所述再設(shè)定的傳感位置的方式生成傳感動作數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的作業(yè)機械手的傳感動作生成方法，其特征在于，在生成所述傳感動作數(shù)據(jù)時，再設(shè)定如下這樣的直線與所述真實工件模型相交的點作為傳感位置，所述直線通過再設(shè)定前的傳感位置，并且從按照圓弧形狀對所述離散點間進行了插補的真實工件模型的圓弧中心向徑外方向延伸。
7.如權(quán)利要求5所述的作業(yè)機械手的傳感動作生成方法，其特征在于，在生成所述傳感動作數(shù)據(jù)時，再設(shè)定如下這樣的直線與所述真實工件模型相交的點作為傳感位置，所述直線通過再設(shè)定前的傳感位置，并且與所述接觸式傳感器的移動方向重I=I ο
8.如權(quán)利要求1 7中任一項所述的作業(yè)機械手的傳感動作生成方法，其特征在于， 判斷在所述離散工件模型上接觸式傳感器接觸的傳感位置是否與離散點一致， 在判斷為所述傳感位置與離散點不一致的情況下，推定所述真實工件模型。
9.一種作業(yè)機械手的傳感動作生成裝置，其生成作業(yè)機械手進行傳感動作時使用的傳感動作數(shù)據(jù)，所述作業(yè)機械手具備可與具有圓弧部分的作業(yè)工件接觸的接觸式傳感器，其特征在于，所述傳感動作生成裝置具有模型推定機構(gòu)，其基于以離散點近似了所述作業(yè)工件的圓弧部分的離散工件模型，推定對所述離散點間進行插補的真實工件模型；以及數(shù)據(jù)生成機構(gòu)，其基于所述推定的真實工件模型，生成作業(yè)機械手的傳感動作數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的作業(yè)機械手的傳感動作生成裝置，其特征在于， 所述模型推定機構(gòu)構(gòu)成為按照圓弧形狀對所述離散點間進行插補。
11.如權(quán)利要求9或10所述的作業(yè)機械手的傳感動作生成裝置，其特征在于，所述模型推定機構(gòu)構(gòu)成為提取接觸式傳感器與所述離散工件模型接觸的接觸面，將提取的接觸面與立起設(shè)置該接觸面的基準面的交線提取出來，然后將通過提取的交線的端點的圓弧作為所述真實工件模型提取出來。
12.如權(quán)利要求9 11中任一項所述的作業(yè)機械手的傳感動作生成裝置，其特征在于， 所述離散工件模型由以所述離散點為頂點的多邊形構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求9 12中任一項所述的作業(yè)機械手的傳感動作生成裝置，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)生成機構(gòu)構(gòu)成為求出接觸式傳感器與所述離散工件模型接觸的傳感位置，在真實工件模型上對求出的傳感位置進行再設(shè)定，以包含所述再設(shè)定的傳感位置的方式生成傳感動作數(shù)據(jù)。
14.如權(quán)利要求13所述的作業(yè)機械手的傳感動作生成裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)生成機構(gòu)構(gòu)成為再設(shè)定如下這樣的直線與所述真實工件模型相交的點作為傳感位置，所述直線通過再設(shè)定前的傳感位置，并且從按照圓弧形狀對所述離散點間進行了插補的真實工件模型的圓弧中心向徑外方向延伸。
15.如權(quán)利要求13所述的作業(yè)機械手的傳感動作生成裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)生成機構(gòu)構(gòu)成為再設(shè)定如下這樣的直線與所述真實工件模型相交的點作為傳感位置，所述直線通過再設(shè)定前的傳感位置，并且與所述接觸式傳感器的移動方向重合。
16.如權(quán)利要求9 15中任一項所述的作業(yè)機械手的傳感動作生成裝置，其特征在于， 所述傳感動作生成裝置具有判斷在所述離散工件模型上接觸式傳感器接觸的傳感位置是否與離散點一致的離散點判斷機構(gòu)，所述模型推定機構(gòu)構(gòu)成為在所述離散點判斷機構(gòu)判斷為傳感位置與離散點不一致的情況下，推定所述真實工件模型。
全文摘要
提供一種作業(yè)機械手的傳感動作生成方法及傳感動作生成裝置，本發(fā)明的作業(yè)機械手的傳感動作生成方法適于生成作業(yè)機械手(2)進行傳感動作時使用的傳感動作數(shù)據(jù)，所述作業(yè)機械手(2)具備可與具有圓弧部分(C)的作業(yè)工件(W)接觸的接觸式傳感器(3)。傳感動作生成方法基于以離散點(D)近似了作業(yè)工件(W)的圓弧部分(C)的離散工件模型(DM)，推定對離散點(D)間進行插補的真實工件模型(RM)，基于推定的真實工件模型(RM)，生成作業(yè)機械手(2)的傳感動作數(shù)據(jù)。這樣，即使是具有圓弧部分的作業(yè)工件，也可自動生成適當?shù)膫鞲袆幼鲾?shù)據(jù)，減輕傳感動作數(shù)據(jù)的修正、再設(shè)定作業(yè)的負擔。
文檔編號G05B19/404GK102218735SQ20111009429
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者山崎雄干, 飛田正俊 申請人:株式會社神戶制鋼所