[发明专利]机器人的动作富裕量运算显示方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种含工业用机器人的机器人的动作富裕量运算显示方法及其装置。 

背景技术

近年来，利用工业用的机器人，正不断增加进行焊接和涂装、去毛刺、切断等各种作业。 

再现方式的机器人中，在生产线中设置示教用的工件进行教学(联机教学)。此外，基于不停止生产线进行机器人的教学的目的，在生产线外进行教学的脱机教学也已知。在计算机内构筑机器人、工件的模型和作业环境进行脱机教学也是常使用的方法。 

无论哪种方法，实际中以再现方式使机器人进行动作时，都存在有对象工件的安装误差和个体差异。由此，即使保持教学的示教数据不变来使机器人进行动作也不能正确地进行作业。在焊接机器人等中，通常是根据通过导线的接触感应(タツチセンシング：touch sensing)等，校正示教数据整体或一部分的偏差量来使机器人进行动作。 

但是，不清楚的是，当工件的偏差量较大时或进行教学时的示教点是机器人的动作范围界限附近时，利用已校正的示教数据机器人能否正确地进行动作。相对于此，已知有如下方法：用数值和图表显示示教点的各关节角度，示出关节角度是否在动作范围界限附近，促使操作者修正示教数据。此外，在专利文献1中公开有如下方法：针对各示教点预先赋予允许范围作为各示教点的位置偏差允许区域，并通过模拟验证此位置偏差允许区域是否包含在机器人的可动范围内。 

专利文献1：JP特开平8-328632号公报 

发明内容

在前者的显示示教点的各关节角度的方法中，由于在沿直角坐标轴的前端加工工具的动作区域中不能直觉地转换机器人中大量采用的旋转型的关节角度，所以即使操作者打算通过修正在数值上给予某个示教点充分的富裕，实际中也存在依然限制此示教点的允许范围的情形。 

在后者的方法中，即使是在通过模拟判明了预先设定的位置偏差允许范围未包含在机器人的可动范围内的情形下，也不显示修正示教点的指南，需要靠操作者的经验和直觉反复试验来修正示教点。此外，在后者的方法中，位置偏差区域被定义为相对于示教点根据经验等决定的允许半径内含有的区域。即，后者的方法中的位置偏差区域被定义为相对于示教点可全方位地动作的区域。但是，作为机器人的特性，可动作的区域不是各向同性而是具有方向性的，如专利文献1的方法，全方位均等地定义允许范围时，在边界附近实际中会产生所谓不满足允许范围的条件的不合适。相反，即使是在不满足全方位均等地设定的允许范围的情形下，虽然如果充分注意机器人的误差、工件的位置偏差误差、以及工件的制作上的个体差异的话，机器人也能进行作业，但在专利文献1的方法中，没有定量地示出成为此判断的指南的允许量，不能100％有效利用机器人的可动作区域。 

鉴于上述情况而进行本发明，其目的在于，对操作者和生产线的现场作业人员以可直觉地识别的方式定量地通知机器人的可动作区域，向操作者提供示教数据的修正指南，并且示出现场中的工件制造误差和工件配置误差的允许量并向现场作业人员提供现场的运用指南。 

本发明的第1方式提供一种机器人的动作富裕量运算显示方法，包括：第1步骤，针对机器人的示教程序中所含的多个示教点的每一个示教点，使表示上述机器人的位置姿势的多个参数中的1个参数或多个参数变化，从而计算表示在上述机器人的各关节的动作范围内从上述示教点起算能连续动作的区域的动作富裕量；以及第2步骤，用数值定量地显示各示教点的上述动作富裕量。 

因机器人的各关节的动作范围和特异点而产生的动作限制被用数值定量地显示为作为相对于机器人(把持加工工具的情形下是该加工工具的前端)的各示教点中的偏差的富裕量的动作富裕量。由此，操作者可定量 地把握相对于偏差的富裕量的多少，直觉地把握需要修正示教点的方向，能够缩短从示教程序的验证到修正的时间。 

针对设定在相邻的示教点之间的插补轨迹上的对象点，优选执行上述第1及第2步骤。 

除各示教点外，也针对示教点间的轨迹上的对象点计算并显示动作富裕量，从而，更详细调查的示教程序的验证及修正作业就成为可能。 

优选还包括第3步骤，在该第3步骤中，将在上述第1步骤中计算出的各示教点及各对象点中的动作富裕量与预先设定的允许富裕值比较；在上述第2步骤中，仅将上述动作富裕量在上述允许富裕值以下的上述示教点和上述对象点与上述动作富裕量一起显示。