机器人程序评价、修正方法及机器人程序评价、修正装置的制作方法.docx

机器人程序评价、修正方法及机器人程序评价、修正装置的制作方法专利名称：机器人程序评价、修正方法及机器人程序评价、修正装置的制作方法技术领域：本发明涉及用于修正机器人的动作程序使机器人执行希望的动作的机器人程序评价、修正方法以及机器人程序评价、修正装置背景技术： 一般，离线制作的机器人的动作程序几乎不能原样不变地在现场使用，要修正后方能使用这点是因为离线环境和(现场)环境中，工件和机器人的相对位置关系或者机器人的姿势等有微小的不同而产生偏离的缘故在动作程序的修正作业中，除修正动作路径的偏离的作业外，有时也包含修正对于伺服电动机的速度指令或者加速度指令的作业在修正动作程序的速度指令或者加速度指令的场合，在确认伺服电动机的负荷的同时，在现场使用示教操作盘，一边确认负荷率(duty)(对于电流值的极限值的比例的一个作业周期的平均值)，一边进行速度指令或者加速度指令的修正动作路径的偏离，是在机器人的目标动作路径和实际的动作路径之间产生的偏离，在修正这一偏离的场合，对于用机器人修正工件的目标位置而实际得到的示教点，一点一点地向靠近在画面上定义的示教点的方向移动，而形成目标的动作路径或者，作为其他方法的一例，从右把用目标位置的示教点和实际接触的示教点的差得到的单位差分矩阵乘在目标位置上，由此移动示教点，来进行示教点的修正。

作为公知的机器人程序评价、修正装置的一例，已知的有在特开2005-66797号公报(JP-A-2005-66797)或者特开2005-22062号公报(JP-A-2005-22062)中公开的装置另外，作为驱动该种装置的软件，市场上销售本申请人提供的软件“ロボガイド”(注册商标)但是，一边在现场确认负荷率一边修正对于伺服电动机的程序速度指令或者加速度指令的作业，大多为凑试，故此存在需要花费非常多工时的问题另外，在现场修正动作路径的偏离的作业，为使不产生干扰而成为慎重的作业，必须对每一示教点修正而且移动在动作路径上确定的偏离大的示教点来一点一点地进行修正，所以存在在机器人生产系统的构建上花费非常多时间的问题发明内容本发明的目的是提供能够在短时间内容易地进行离线制作的机器人的动作程序的评价以及修正的机器人程序评价、修正方法以及机器人程序评价、修正装置为实现上述目的，本发明提供机器人程序评价、修正方法，其用于修正机器人的动作程序以使该机器人执行希望的动作，具有通过计算机模拟，对于每次模拟计算驱动所述机器人的动作部分的电动机的负荷的步骤；按时间序列对于所述电动机的指令速度及指令加速度和所述电动机负荷关联起来进行存储的步骤；和通过评价函数评价所述电动机负荷是否超过允许值的步骤。

根据本发明，能够离线(设备上)评价伺服电动机的负荷，能够根据该评价判定动作程序的好坏因此，和在现场中评价电动机负荷的场合相比，能够以短的时间进行动作程序的修正作业，能够缩短现场中的机器人的调整时间进而，本发明具有重复执行所述计算机模拟、对于所述每次计算机模拟修正所述指令速度以及所述指令加速度、以使在所述电动机负荷的允许范围内所述机器人的周期时间成为最小的步骤根据本发明，具有对于每次模拟计算电动机的负荷的第一步骤、以时间序列排列将程序指令速度、指令加速度、电动机负荷对应起来进行存储的第二步骤、继评价电动机负荷的第三步骤之后、在电动机负荷的允许范围内修正程序指令速度以及指令加速度的第四步骤，这样能够关联进行动作程序的评价和修正作业，由此，能够更加缩短现场中的机器人的调整时间本发明提供机器人程序评价、修正方法，其用于修正机器人的动作程序以使该机器人执行希望的动作，具有存储所述机器人的目标动作路径上的任意的目标示教点、和与该目标示教点对应的基于计算机模拟的模拟动作路径上的模拟示教点的偏离量的步骤；和通过评价函数评价所述偏离量是否超过允许值，在所述偏离量大于允许值的场合，以规定的变更幅度挪动所述示教点以使该偏离量变小，在所述偏离量变得小于允许值以前重复执行所述计算机模拟来修正所述示教点的步骤。

根据该发明，因为能够通过第一步骤存储目标示教点和模拟示教点的偏离量、通过第二步骤在偏离量变到小于允许值以前重复执行计算机模拟修正示教点，所以与在现场使目标动作路径和模拟动作路径一致那样修正多个示教点的场合相比，能够在短时间内进行动作程序的示教点的修正作业由此，能够大幅度缩短现场中的机器人的调整时间另外，本发明提供机器人程序评价、修正装置，它使用具有用于确认机器人的动作的模拟功能的计算机、修正该机器人的动作程序以使所述机器人执行希望的动作，具有通过所述模拟对于每次模拟计算驱动所述机器人的动作部分的电动机的负荷的负荷计算单元；按时间序列将对于所述电动机的指令速度以及指令加速度和所述电动机负荷关联起来并进行存储的存储单元；通过评价函数评价所述电动机负荷是否超过允许值的判定单元根据本发明，能够离线(设备上)评价伺服电动机的负荷，能够根据该评价判定动作程序的好坏因此，和在现场评价电动机负荷的场合相比，能够以短的时间进行动作程序的修正作业，能够缩短现场中的机器人的调整时间还提供具有修正单元的机器人程序评价、修正装置，该修正单元，重复执行所述模拟，为使在所述电动机负荷的允许范围内该电动机的周期时间成为最小，对于所述每次模拟在所述指令速度以及所述指令加速度上加减规定的修正幅度，由此来修正所述指令速度以及所述指令加速度。

根据本发明，因为通过负荷计算单元对于每次模拟计算电动机的负荷，通过存储单元以时间序列关联存储指令速度、指令加速度、电动机负荷，通过判定单元评价电动机的负荷，通过修正单元在电动机负荷的允许范围内修正程序指令速度以及指令加速度，所以和在现场使周期时间成为最小那样修正动作程序的场合相比，能够以短的时间进行动作程序的修正作业，由此能够大幅度缩短现场中的机器人的调整时间另外，本发明提供机器人程序评价、修正装置，它使用具有用于确认机器人的动作的模拟功能的计算机来修正该机器人的动作程序，以使所述机器人执行希望的动作，具有存储所述机器人的目标动作路径上的任意的目标示教点、和与该目标示教点对应的基于计算机模拟的模拟动作路径上的模拟示教点的偏离量的存储单元；通过评价函数评价所述偏离量是否超过允许值，在所述偏离量大于允许值的场合，以规定的变更幅度挪动所述示教点以使该偏离量变小，在所述偏离量变得小于允许值以前重复执行所述计算机模拟来修正所述示教点的修正单元根据该发明，因为通过存储单元存储目标示教点和模拟示教点的偏离量、通过修正单元在偏离量变到小于允许值以前重复执行计算机模拟修正示教点，所以与在现场为使目标动作路径和模拟动作路径一致修正多个示教点的场合相比，能够在短时间内进行动作程序的示教点的修正作业。

由此，能够大幅度缩短现场中的机器人的调整时间本发明的上述以及其他的目的、特征以及优点，通过对于下面与附图关联的优选的实施形态的说明会更加明了附图中，图1是包含本发明的机器人程序评价、修正装置的机器人程序评价、修正装置系统的系统结构图；图2是表示机器人程序评价、修正装置的第一实施形态的结构图；图3是表示由图2所示的机器人程序评价、修正装置执行的修正方法的流程的流程图；图4是表示机器人程序评价、修正装置的第二实施形态的结构图；图5是表示由图4所示的机器人程序评价、修正装置执行的修正方法的流程的流程图；图6是表示机器人程序评价、修正装置的第三实施形态的结构图；以及图7是表示由图6所示的机器人程序评价、修正装置执行的修正方法的流程的流程图具体实施例方式下面使用附图详细说明本发明的实施形态图1是包含本发明的机器人程序评价、修正装置的机器人系统的系统结构图在图1中，7是在机器人程序评价、修正装置2中包含的计算机、8是连接计算机的键盘或者鼠标等的输入装置、9是连接计算机的输出装置另外，3是通过机器人动作程序控制机器人的动作的控制器、4是作为控制对象的产业用机器人、5是为示教等机器人的示教点用的示教装置。

此外，在机器人4中可以使用具有多个动作轴的各种机器人本发明的机器人程序评价、修正装置2，至少具有计算机7、输入装置8、输出装置9，是能够离线修正离线制作的动作程序的装置此外，由机器人程序评价、修正装置2、控制器3、机器人4和示教装置5，构成机器人程序评价、修正装置系统1机器人程序评价、修正装置2的输出装置9是作为显示装置的显示器，显示机器人4、作为加工对象的工件(未图示)或者在机器人4的周围存在的外围设备(未图示)等的图像数据计算机7与输出装置9一起能够根据动作程序实施机器人4的模拟模拟为进行机器人动作程序的评价或修正而被实施，遵照指定的移动指令使机器人模拟动作图2是表示机器人程序评价、修正装置2(计算机7)的第一实施形态的结构图本实施形态的机器人程序评价、修正装置2是为在电动机负荷的允许范围内使机器人4的周期时间成为最小来修正指令速度以及指令加速度的装置，具有例如指定6轴多关节型机器人的上腕或前腕等的动作部分和驱动该动作部分的伺服电动机的负荷的允许值的指定单元11；执行动作程序的模拟的模拟单元12；计算伺服电动机的负荷的负荷计算单元13；按时间序列将对于伺服电动机的指令速度以及指令加速度的和电动机负荷关联起来进行存储的存储单元14；和通过评价伺服电动机的负荷的周知的评价函数判定各动作轴的伺服电动机的负荷是否在允许范围内的判定单元15。

图3是表示由图2的机器人程序评价、修正装置执行的修正方法的流程的流程图在图3中，在步骤S1，在输出装置的画面上，进行三维配置机器人4、工件、外围设备的图像数据的布局的制作机器人4、工件、外围设备的位置或姿势等的图像数据，从CAD装置等读入图形信息、配置信息等来生成在步骤S2，在输出装置的画面上，生成与机器人4、工件、外围设备对应的动作程序在步骤S3设定程序的修正条件(对应机器人程序评价、修正装置2的指定单元11)具体说，或指定机器人4的动作部分，或指定伺服电动机的负荷的允许值，或指定在画面上显示的程序执行行，或指定成为修正对象的程序指令速度或者指令加速度，或指指定对于每次模拟变更的修正幅度δ，或指定周期时间的初始值在步骤S4，通过模拟单元12执行动作程序，进行机器人动作的模拟，和经过时间一起记录各动作轴的每单位时间的现在位置(对应机器人程序评价、修正装置2的模拟单元12)在步骤S5，从模拟结果的机器人4的各动作轴的经过时间和位置的关系，从下面的公式计算伺服电动机的负荷转矩(对应机器人程序评价、修正装置2的负荷计算单元13)负荷转矩＝牛顿欧拉转矩+摩擦力+转子惯性驱动力在步骤S6，按时间序列将每行的程序指令速度、指令加速度和各动作轴的电动机负荷关联起来进行存储(对应机器人程序评价、修正装置2的存储单元14)。

在步骤S7，对于动作程序的每行通过公知的评价函数判定各动作轴的电动机负荷是否在允许值以下，同时在最初执行了模拟时，对于每一行记录是否在允许范围内这里，所谓评价函数，指的是这样的函数，即为判定电动机的负荷，或者谋求机器人4、工件、外围设备等的相对位置关系的最优化而使用的作为评价基准的被加权过的函数(参照JP-A-2005-22062)图4是表示机器人程序评价、修正装置2(计算机7A)的第二实施形态的结构图本实施形态的机器人程序评价、修正装置2是在第一实施形态的机器人程序评价、修正装置2上追加修正单元16图5是表示由图4的机器人程序评价、修正装置2执行的修正方法的流程的流程图该流程图是在图3的流程图上追加了步骤S8在步骤S8，在步骤S7判定各动作轴的电动机负荷在允许范围内的场合，计算此时每行的指令速度、指令加速度和执行时间、全体的周期时间，在它比已经记录的周期时间短的场合进行记录然后，在对象程序行的指令速度、指令加速度上加上修正幅度δ，再次重复模拟在判定各动作轴的电动机负荷不在允许范围内的场合，从对象程序行的指令速度、指令加速。