[发明专利]用于执行机器人离线编程的装置、方法、程序及记录介质

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人的编程技术，尤其涉及用于在离线状态下生成使机器人对机床执行工件或刀具的装卸作业的作业程序的离线编程装置以及离线编程方法。本发明还涉及用于在离线状态下生成使机器人对机床执行工件或刀具的装卸作业的作业程序的程序以及记录介质。

背景技术

在使用了机器人(尤其是产业机器人)的生产系统中已知如下的结构，使机器人对机床执行将工件或刀具等加工关联对象物提供给工作台或刀架等规定的装载部，或从这些规定的装载部中取出加工关联对象物，或变更其在装载部上的位置及姿势的装卸作业。在该系统结构中，可以通过不使用实际的机器人以及机床的离线编程法来对机器人示教装卸作业。一般，在离线编程法中使计算机具有机器人及其作业环境的模型，在显示画面上使机器人模型模拟执行希望的机器人动作，由此得到了应对实际的机器人示教的位置/姿势信息以及动作顺序信息。此时，通过机器人动作的仿真可确认示教信息的恰当性，所以能够作成最佳的作业程序。

可是，装载在机床上的工件或刀具等加工关联对象物相对于装载部的装卸作业执行时的位置以及姿势，有时根据在该机床中执行的工件加工程序的内容而发生变化。例如，对机床工作台提供以及取出工件时的工件在工作台上的位置，在针对该工件的加工程序中分别被指令为程序开始以及程序结束时的工件位置。另外，这样的工件装卸时的工件姿势被决定为在机床中已设定的固有的工件坐标系(通常将工作台或刀架的进给轴作为坐标轴的坐标系)的姿势(即，坐标轴的方向)。如此，根据工件加工程序中记述的工件位置指令值和机床固有的机械结构来决定工件装卸时的工件的位置以及姿势，由此，根据与未加工工件或已加工工件的形状或尺寸的变更相对应的加工程序的变更，具有变化多样的倾向。这样的状况在对机床的刀架装卸刀具的装卸作业中也同样会产生。

为了应对上述的实际情况，一直以来在包括机床以及机器人的生产系统中，在按照使用离线编程法生成的装卸作业程序使机器人进行动作的情况下，一般在每次变更给予机床的工件加工程序时，操作员以手动作业来修正装卸作业程序(即，再示教)。在修正作业程序时，按照变更后的工件加工程序将工件或刀具等加工关联对象物在机床的规定装载部上置于实际装卸时的位置以及姿势，并且针对该加工关联对象物操作员手动操作机器人，测定机器人与加工关联对象物实际的相对位置关系。在这样取得了相对位置的实际测量值之后，根据实际测量值自动修正装卸作业程序中的位置/姿势信息。此外，作为机器人与加工关联对象物的相对位置关系的测定方法，采用了使加工关联对象物接近机器人的手端操作装置区域，以机器人的多个不同的姿势来测定相对位置的方法(例如参照专利第2654206号公报(JP-B-2654206))；和通过临时安装在机器人上的视觉传感器在多个不同的位置上对加工关联对象物进行三维测量的方法(例如参照特开2005-138223号公报(JP-A-2005-138223))。

另外，作为随着机床中工件的变更(即，工件加工程序的变更)修正机器人的动作的其它方法，例如特开平5-324034号公报(JP-A-5-324034)所示，已知如下一种方法：在生产系统中配备综合控制机床控制器以及机器人控制器双方的上位计算机，在工件变更时通过从上位计算机向机器人控制器发送与新的工件对应的动作控制数据，使机器人执行新的工件的装卸作业。根据该方法，无需通过手动作业修正(即，再示教)给予机器人的作业程序。

在机器人对机床执行工件或刀具的装卸作业的生产系统中，在操作员通过手动作业对应工件加工程序的变更修正装卸作业程序的现有方法中，为了取得程序修正所需的实际数据需要进行测定作业，由此引起生产系统的工作效率的降低。另外，为了稳定并确保按照修正后的作业程序的机器人的动作精度，需要与上述测定作业有关的操作员的熟练程序，所以担心人工成本会上升。尤其在JP-A-2005-138223中记载的利用视觉传感器进行三维测量的方法中，由于要装备视觉传感器以及图像处理装置，所以还担心设备成本上升的问题。

另一方面，在JP-A-5-324034所记载的在生产系统中配备上位计算机的结构中，除了设备成本上升之外，关于与新的工件对应的动作控制数据，没有进行基于仿真的机器人动作的最优化，所以难以提高生产系统的效率、安全性以及可靠性。

发明内容