机器人程序生成装置的制作方法

本发明涉及机器人程序生成装置，特别涉及用于至少包括机器人以及周边装置的机器人系统的机器人程序生成装置。

背景技术：

为了进行离线编程所需要的机器人系统的布局生成、程序生成以及模拟需要很多编程相关的知识、模拟装置的知识以及机器人的知识。因此，为了进行最终的模拟需要大量的时间。公开了各种用于削减模拟工时的技术。

日本特开2005-148789号公报中公开机器人示教程序编辑装置。在程序编辑装置中，预先定义临时配置了机器人、工件、周边装置等的工件单元的模板、机器人作业指示的模板以及与配置物体关联的机器人动作指令。如果按照机器人作业指示的模板句型对作业指示进行语音输入，则显示与配置物体关联的机器人动作指令，并且在画面上显示机器人动作。

日本特开2008-015683号公报中公开机器人编程装置。在机器人编程装置中，存储针对新工件的形状特征的匹配度最高的机械手的三维形状数据，能够以较少的工时容易且可靠地生成针对新工件的机器人的最优的运送作业程序。

配置于工件单元的配置要素的种类以及布局，根据导入机器人系统的用户的希望、环境等发生变化。另外，布局必须以避免静止状态下的配置要素的干扰、动作状态下的机器人与其它配置要素之间的干扰的方式来生成。即，布局会受到配置要素的设置位置以及大小、与配置模式对应的机器人的作业内容以及动作范围、机器人相对于工件的位置以及姿势等各种的影响。这样，布局以及机器人程序会相互影响，因此成为花费模拟工时的原因。

技术实现要素：

因此，期望一种通过简单的画面操作即时生成典型的配置模式的机器人程序的技术。

本公开的一个方式提供一种用于至少包括机器人以及周边装置的机器人系统的机器人程序生成装置，具备：选择机器人系统的典型的配置模式的单元；分别选择配置成所选择的配置模式的配置要素的单元；自动生成静止状态的配置要素相互不干扰的布局的单元；根据与所选择的配置模式对应的作业内容以及自动生成的布局来自动生成机器人程序的单元；在虚拟环境上执行自动生成的机器人程序，并根据有无动作状态的机器人的干扰以及机器人可否到达工件，自动修正布局中的配置要素的设置位置的单元；以及根据自动修正后的设置位置来修正机器人程序的单元。

附图说明

图1是一个实施方式的机器人程序生成装置的框图。

图2a是一个实施方式的选择配置模式的选择画面。

图2b是一个实施方式的选择周边装置的选择画面。

图2c是一个实施方式的选择机器人的选择画面。

图2d是一个实施方式的选择机械手的选择画面。

图2e是一个实施方式的选择工件的选择画面。

图3是一个实施方式的机器人程序生成软件的流程图。

图4是一个实施方式的显示自动生成的布局的显示画面。

图5a是表示一个实施方式的工件拾取姿势以及工件投放姿势的决定步骤的说明图。

图5b是表示一个实施方式的工件拾取姿势以及工件投放姿势的决定步骤的说明图。

图6是表示一个实施方式的工件拾取姿势以及工件投放姿势的决定步骤的流程图。

图7是表示其它实施方式的工件拾取姿势以及工件投放姿势的决定步骤的说明图。

图8是表示其它实施方式的工件拾取姿势以及工件投放姿势的决定步骤的流程图。

具体实施方式

以下参照附图详细说明本公开的实施方式。在各个附图中对相同或类似的要素赋予相同或类似的标记。另外，以下所记载的实施方式没有限定要求专利保护的范围中所记载的发明技术范围以及用语的意义。

图1是本实施方式的机器人程序生成装置10的框图。机器人程序生成装置10由至少具备cpu11、ram12、rom13、非易失性存储器14、显示部15、输入部16以及通信控制部17的公知计算机构成。rom13预先存储机器人程序生成软件20。机器人程序生成软件20是生成用于包括机器人、周边装置、机械手、工件、工作台等的机器人系统的机器人程序的软件，通过简单的向导操作即时生成典型的配置模式的机器人程序。cpu11将机器人程序生成软件20从rom13读出到ram12并执行，进行将输出数据显示在液晶显示器装置等显示部15上的指示，进行从触摸面板装置等输入部16输入输入数据的指示，并且进行将所生成的机器人程序等从通信控制部17发送给机器人控制装置(未图示)的指示。

非易失性存储器14预先存储多种配置模式数据21、多种周边装置数据22、多种机器人数据23、多种机械手数据24、多种工件数据25、多种作业内容数据26等。配置模式数据21包括配置成典型的配置模式的各种配置要素(机器人、周边装置、工作台、工件等)的设置位置数据。设置位置被定义为配置要素的设置面的中心位置。周边装置22包括各种机床的三维形状数据(例如注射成型机、放电加工机、激光加工机等的形状数据)。机器人数据23包括各种工业用机器人的三维形状数据，机械手数据24包括各种机械手的三维形状数据(例如吸附机械手、电动机械手等的形状数据)。工件数据25包括各种工件的三维形状数据(例如立方体、圆柱、球体等)。作业内容数据26包括根据配置模式预先定义的各种作业流程、与作业流程对应的各种机器人动作指令。作为作业流程，例如可以列举机器人a根据开门信号将工件d从周边装置b的工件拾取位置向工作台c的工件投放位置移动等。

图2a-图2e表示机器人程序生成软件的向导画面。图2a表示选择机器人系统的配置模式的选择画面30，在配置模式的选择画面30中显示描绘了典型的配置模式的多个选择按钮40。图2b表示配置成所选择的配置模式的周边装置的选择画面31，周边装置的选择画面31上显示描绘了多种周边装置的多个选择按钮41、选择周边装置的门位置的选择按钮42。图2c表示配置成所选择的配置模式的机器人的选择画面32，在机器人的选择画面32上显示描绘了多种机器人的多个选择按钮43。图2d表示配置成所选择的配置模式的机械手的选择画面33，机械手的选择画面33上显示描绘了多种机械手的多个选择按钮44。图2e表示配置成所选择的配置模式的工件的选择画面34，工件的选择画面34上显示描绘了多种工件的多个选择按钮45。工件的选择按钮45具有选择工件的cad数据的选择按钮、选择典型的工件形状的选择按钮。在其它实施方式中可以具有选择配置工件的工作台的选择画面。

图3是机器人程序生成软件的流程图。机器人程序生成软件通过执行下述的步骤来自动生成机器人系统的布局以及机器人程序。

(步骤s10)从典型的多种配置模式中选择机器人系统的配置模式(参照图2a)。

(步骤s11)从多种周边装置、多种机器人、多种机械手以及多种工件中选择配置成所选择的配置模式的配置要素(参照图2b-图2e)。

(步骤s12)将选择出的配置要素配置在虚拟空间上。

(步骤s13)判定在静止状态下是否有配置要素的干扰。干扰判定中能够使用公知的各种方法。

(步骤s14)当有静止状态的配置要素的干扰时(步骤s13为是)，自动修正自动生成的布局中的配置要素的设置位置。这里，将发生干扰的配置要素(机器人、周边装置、工件、工作台等)的某一个的设置位置移动到不干扰的位置。

(步骤s15)当在静止状态下没有配置要素的干扰时(步骤s13为否)，根据依存于所选择的配置模式的作业内容以及自动生成的布局来自动生成机器人程序。这里，例如生成由机器人a根据开门信号将工件d从工作台c的工件拾取位置向周边装置b的工件投放位置移动的机器人程序。

(步骤s16)在虚拟空间上执行自动生成的机器人程序。

(步骤s17)判定是否有动作状态的机器人与其他配置要素之间的干扰或者机器人是否没有到达工件。当动作状态的机器人没有与其他配置要素干扰并且机器人到达工件时(步骤s17为否)，布局以及机器人程序的自动生成结束。

(步骤s18)当动作状态的机器人与其他配置要素干扰或者机器人没有到达工件时(步骤s17为是)，自动修正自动生成的布局中的配置要素的设置位置。接着，返回步骤s15，根据自动修正后的设置位置来修正(再生成)机器人程序。

图4是显示自动生成的布局50的显示画面。布局50包括周边装置51、机器人52、机械手53、工件54以及工作台55的设置位置数据。通过布局50的显示画面，能够根据用户的希望、环境等容易地进行机器人系统的规格研究。另外，通过简单的向导操作而即时地生成典型的布局的机器人程序，因此削减布局的生成工时、机器人程序的生成工时。

图5a-图5b是表示工件拾取姿势以及工件投放姿势的决定步骤的说明图。当工件拾取姿势以及工件投放姿势有自由度时，如图5a所示围绕通过预先设定的刀具中心点(tcp)的轴线z来移动(例如旋转)面板56，如图5b所示将面板56的中心位置与在机器人52的固定基座57上设定的原点o(参照图4)之间的距离为最短的、面板56相对于工件54的位置决定为工件拾取姿势或工件投放姿势。

图6是决定图5所概述的工件拾取姿势以及工件投放姿势的流程图。机器人程序生成软件通过执行下述步骤来决定工件拾取姿势以及工件投放姿势。

(步骤s20)将机器人52向工件拾取位置移动。

(步骤s21)围绕通过预先设定的tcp的轴线z移动机器人52的面板56，将动作状态的机器人52不与其他配置要素干扰并且面板56的中心位置与在机器人52的固定基座57上设定的原点o(参照图4)之间的距离为最短的、面板56相对于工件54的位置决定为工件拾取姿势。

(步骤s22)将机器人52向工件投放位置移动。

(步骤s23)围绕通过预先设定的tcp的轴线z移动机器人52的面板56，将动作状态的机器人52不与其他配置要素干扰并且面板56的中心位置与在机器人52的固定基座57上设定的原点o之间的距离为最短的、面板56相对于工件54的位置决定为工件投放姿势。

将面板56的中心位置与在机器人52的固定基座57上设定的原点o之间的距离为最短的姿势决定为工件拾取姿势以及工件投放姿势，从而能够避免机器人的不自然的姿势，将周期时间最优化，并且考虑干扰状态来生成机器人程序。

图7是表示其它实施方式的工件拾取姿势以及工件投放姿势的决定步骤的说明图。在预先决定工件投放姿势时，在工件的拾取位置60围绕通过预先设定的tcp的轴线z在虚拟空间上移动面板56，将面板56的中心位置与在机器人52的固定基座57上设定的原点o之间的距离最近的、面板56相对于工件54的位置设定为工件拾取姿势，以所设定的工件拾取姿势在虚拟空间上将机器人52向工件投放位置61移动。当所设定的工件拾取姿势不适合于预先决定的工件投放姿势时，将面板56的中心位置与在机器人52的固定基座57上设定的原点o之间的距离第二近的、面板56相对于工件54的位置再次设定为工件拾取姿势，并重复同样的处理。

图8是表示决定图7所概述的工件拾取姿势以及工件投放姿势的流程图。机器人程序生成软件通过执行下述步骤来决定工件的拾取姿势以及工件的投放姿势。

(步骤s30)将1代入到i(输入整数的变量)。

(步骤s31)在虚拟空间上将机器人52向工件拾取位置60移动。

(步骤s32)围绕通过预先设定的tcp的轴线移动机器人52的面板56，将动作状态的机器人52不与其他配置要素干扰并且面板56的中心位置与在机器人52的固定基座57上设定的原点o之间的距离为第i接近的、面板56相对于工件54的位置设定为工件拾取姿势。

(步骤s33)以所设定的工件拾取姿势在虚拟空间上将机器人52向工件投放位置61移动。

(步骤s34)在i上加1。

(步骤s35)判定动作状态的机器人52与其他配置要素之间是否有干扰或者工件拾取姿势是否适合于预先决定的工件投放姿势。适合判定中可以预先定义容许范围。当机器人干扰其他配置要素或者工件拾取位置不适合于预先决定的工件投放姿势时(步骤s35为是)，返回步骤s31，在工件拾取位置60再次设定工件拾取姿势，并重复同样的处理(步骤s31-步骤s35)。

(步骤s36)当机器人不干扰其他配置要素并且工件拾取姿势适合于预先决定的工件投放姿势时(步骤s35为否)，将所设定的工件拾取姿势决定为工件拾取姿势。

判定所设定的工件拾取姿势是否适合于预先决定的工件投放姿势，从而即使在预先决定工件投放姿势的情况下，也能够以没有干扰的适当的姿势来拾取工件。

执行上述流程图的软件可以记录在计算机可读取的非瞬态的记录介质例如cd-rom中来提供。

本说明书中说明了各种实施方式，但是应认识到本发明不限定上述实施方式，而能够在请求专利保护的范围所记载的范围内进行各种变更。