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1、(10)申请公布号 CN 102161126 A (43)申请公布日 2011.08.24 CN 102161126 A *CN102161126A* (21)申请号 201110040028.4 (22)申请日 2011.02.16 2010-032520 2010.02.17 JP B23K 9/12(2006.01) B25J 9/22(2006.01) (71)申请人 株式会社神户制钢所 地址 日本兵库县 (72)发明人 山崎雄干 飞田正俊 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人 李贵亮 (54) 发明名称 作业机械手的传感动作生成方法、 传感动作 生。
2、成装置及传感动作生成程序 (57) 摘要 提供一种作业机械手的传感动作生成方法、 传感动作生成装置及传感动作生成程序。即使在 实际的作业工件信息和示教数据的误差大的情况 下， 也可自动生成适当的传感动作， 减轻传感动作 数据的修正、 再设定作业的负荷。 生成在作业机械 手进行传感动作时使用的传感动作数据， 作业机 械手具有可与作业工件接触的接触式传感器。在 作业机械手的接触式传感器与作业工件接触的传 感位置下， 提取接触式传感器接触的作业工件的 接触面， 并且选择构成该接触面的一个边缘， 再设 定作业机械手的传感姿势， 使得被选择的一个边 缘的位置与将在接触式传感器的基端侧设定的设 定位置投影。
3、在接触面上的位置一致， 以包括被再 设定的传感姿势的方式生成作业机械手的传感动 作数据。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 9 页 CN 102161127 A1/2 页 2 1. 一种作业机械手的传感动作生成方法， 所述传感动作生成方法生成具有可与作业 工件接触的接触式传感器的作业机械手进行传感动作时所使用的传感动作数据， 其特征在 于， 在所述作业机械手的接触式传感器与作业工件接触的传感姿势下， 提取所述接触式传 感器接触的作业工件的接触面， 并且选择构成该接触面的一个边缘， 对。
4、作业机械手的传感姿势进行再设定， 使得所述被选择的一个边缘的位置与在所述接 触式传感器的基端侧设定的设定位置在所述接触面上的投影位置一致， 以包括所述再设定的传感姿势的方式生成作业机械手的传感动作数据。 2. 如权利要求 1 所述的作业机械手的传感动作生成方法， 其特征在于， 在所述传感姿势下， 判断所述接触式传感器是以沿作业工件的接触面的方式还是以倾 斜方式与作业工件的接触面接触， 在所述接触式传感器以沿接触面的方式或者以倾斜方式与接触面触碰的情况下， 在所 述接触面内选择边缘。 3. 如权利要求 1 或者 2 所述的作业机械手的传感动作生成方法， 其特征在于， 在所述传感姿势下， 判断所述。
5、作业机械手是否与作业工件干涉， 在所述作业机械手与作业工件干涉的情况下， 在所述接触面内选择边缘。 4. 如权利要求 1 3 中任一项所述的作业机械手的传感动作生成方法， 其特征在于， 当在所述接触面内选择边缘时， 设定将以从所述接触式传感器的前端延伸向基端侧的 方式设定的矢量投影在所述接触面上的投影矢量， 选择所述接触面上与该投影矢量相交的缘端边作为所述边缘。 5. 一种作业机械手的传感动作生成装置， 所述传感动作生成装置生成具有可与作业 工件接触的接触式传感器的作业机械手进行传感动作时所使用的传感动作数据， 其特征在 于， 所述传感动作生成装置具有 ： 边缘选择机构， 其在所述作业机械手的。
6、接触式传感器与作业工件接触的传感姿势下， 提取所述接触式传感器接触的作业工件的接触面， 并且选择构成该接触面的一个边缘 ； 再设定机构， 其对作业机械手的传感姿势进行再设定， 使得所述被选择的一个边缘的 位置与在所述接触式传感器的基端侧设定的设定位置在所述接触面上的投影位置一致 ； 以 及 数据生成机构， 其以包括所述再设定的传感姿势的方式生成作业机械手的传感动作数 据。 6. 如权利要求 5 所述的作业机械手的传感动作生成装置， 其特征在于， 所述传感动作生成装置具有在所述传感姿势下判断所述接触式传感器是以沿作业工 件的接触面的方式还是以倾斜方式与作业工件的接触面接触的接触部位判断机构， 在。
7、由所述接触部位判断机构判断为接触式传感器以沿接触面的方式或者以倾斜方式 与接触面触碰的情况下， 所述边缘选择机构在所述接触面内选择边缘。 7. 如权利要求 5 或者 6 所述的作业机械手的传感动作生成装置， 其特征在于， 所述传感动作生成装置具有在所述传感姿势下判断所述作业工件是否与作业机械手 干涉的干涉判断机构， 权 利 要 求 书 CN 102161126 A CN 102161127 A2/2 页 3 在由所述干涉判断机构判断为作业机械手与作业工件干涉的情况下， 所述边缘选择机 构在所述接触面内选择边缘。 8. 如权利要求 5 7 中任一项所述的作业机械手的传感动作生成装置， 其特征在于。
8、， 所述边缘选择机构设定将以从所述接触式传感器的前端延伸向基端侧的方式设定的 矢量投影在所述接触面上的投影矢量， 并选择所述接触面上与该投影矢量相交的缘端边作 为所述边缘。 9. 一种作业机械手的传感动作生成程序， 所述传感动作生成程序生成具有可与作业 工件接触的接触式传感器的作业机械手进行传感动作时所使用的传感动作数据， 其特征在 于， 所述传感动作生成程序具有 ： 选择步骤， 在所述作业机械手的接触式传感器与作业工件接触的传感姿势下， 提取所 述接触式传感器接触的作业工件的接触面， 并且选择构成该接触面的一个边缘 ； 再设定步骤， 对作业机械手的传感姿势进行再设定， 使得所述被选择的一个边。
9、缘的位 置与在所述接触式传感器的基端侧设定的设定位置在所述接触面上的投影位置一致 ； 以及 数据生成步骤， 以包括所述再设定的传感姿势的方式生成作业机械手的传感动作数 据。 10. 如权利要求 9 所述的作业机械手的传感动作生成程序， 其特征在于， 所述传感动作生成程序具有在所述传感姿势下判断所述接触式传感器是以沿作业工 件的接触面的方式还是以倾斜方式与作业工件的接触面接触的接触部位判断步骤， 在所述选择步骤中， 在通过所述接触部位判断步骤判断为接触式传感器以沿接触面的 方式或者以倾斜方式与接触面触碰的情况下， 在所述接触面内选择边缘。 11. 如权利要求 9 或 10 所述的作业机械手的传感。
10、动作生成程序， 其特征在于， 所述传感动作生成程序具有在所述传感姿势下判断所述作业机械手是否与作业工件 干涉的干涉判断步骤， 在所述选择步骤中， 在通过所述干涉判断步骤判断为作业机械手与作业工件干涉的情 况下， 在所述接触面内选择边缘。 12.如权利要求911中任一项所述的作业机械手的传感动作生成程序， 其特征在于， 在所述选择步骤中设定将以从所述接触式传感器的前端延伸向基端侧的方式设定的 矢量投影在所述接触面上的投影矢量， 并选择所述接触面上与该投影矢量相交的缘端边作 为所述边缘。 权 利 要 求 书 CN 102161126 A CN 102161127 A1/9 页 4 作业机械手的传感。
11、动作生成方法、 传感动作生成装置及传 感动作生成程序 技术领域 0001 本发明涉及一种自动生成作业机械手的适当的传感动作数据的方法、 其装置及其 程序。 背景技术 0002 目前， 通常在作业机械手对作业工件进行作业之前， 进行如下的传感作业， 即， 通 过基于 “传感动作数据” 使在作业机械手上设置的接触式传感器与作业工件接触， 从而验证 计算机上的作业工件和作业机械手的位置关系， 基于该验证结果修正作业机械手的示教数 据。 0003 例如， 即使想要基于计算机上的示教数据， 用作业机械手在适当的位置、 姿势进行 焊接作业 ( 参照图 2(a)， 由于存在着实际的作业工件的形状或位置、 角。
12、度的偏差、 或作业 机械手本身的初始位置、 姿势的偏差或齿隙等， 所以在实际的作业工件信息和示教数据之 间产生误差， 若实际想要进行焊接作业， 则有时焊接部位会偏差， 作业机械手的焊条以外的 部位碰到作业工件 ( 参照图 2(b)、 (c)。 0004 因此， 在作业机械手进行焊接等作业之前， 需要进行一种传感作业， 以用来实际使 焊条与作业工件接触， 修正实际的作业工件信息和计算机上的作业工件的示教数据之间的 误差。 0005 在进行所述的传感作业时， 需要相对于作业机械手的传感动作数据， 生成该传感 动作数据的方法、 即作业机械手的传感动作生成方法经常是操作者手动进行， 但也开发出 几种自。
13、动生成传感动作的技术 ( 专利文献 1 等 )。 0006 专利文献 1 的作业机械手的传感动作生成方法， 关键在于包含作业工件的形状或 与其他部件的接近程度、 与作业工件的端部相邻的面的数量、 传感动作时的作业机械手的 姿势、 要不要检测作业工件的端部、 要不要检测作业工件的接触面的倾倒、 要不要检测作业 工件的端部的倾倒在内的数据， 并从传感动作图形数据库选出动作图形 ( 包括使焊条等接 触式传感器接触的作业工件上的面的位置、 数量 )， 对各传感动作， 输入规定项目 ( 离基准 位置的接触式传感器的接触位置、 离接触面的距离等因作业机械手的种类或制造商的不同 而不同的项目 )， 基于该数。
14、值生成传感动作数据。 0007 现有技术文献 0008 专利文献 0009 专利文献 1 ： 日本特许第 3411770 号公报 0010 专利文献 1 的方法虽然可以生成传感动作数据， 但是会产生以下的麻烦 ： 传感动 作数据的传感姿势不恰当， 在传感动作时接触式传感器之外的作业机械手的部位和作业工 件冲撞， 或者接触式传感器或深或浅地碰到作业工件， 在变成传感操作上不适宜的状况时 ( 以后， 将这些总称为 “干涉等” )， 没有修正实际生成的传感动作的方法。该状况即使在当 实际上作业工件的位置很大变化时不能检测出作业工件的位置的变化量的情况下也相同。 说 明 书 CN 102161126 。
15、A CN 102161127 A2/9 页 5 0011 此外， 在操作者手动进行了修正的情况下， 存在示教作业的负担要相应增加该修 正作业的部分的问题。 发明内容 0012 鉴于上述的问题， 本发明的目的在于提供一种作业机械手的传感动作生成方法、 传感动作生成装置以及传感动作生成程序， 即使在实际的作业工件信息和示教数据的误差 大的情况下， 也可以自动生成适当的传感动作数据， 从而可以减轻作业机械手的传感动作 的修正作业或示教作业的载荷。 0013 为了解决所述课题， 本发明采用了以下的技术手段。 0014 本发明的作业机械手的传感动作生成方法一种作业机械手的传感动作生成方法， 所述传感动作。
16、生成方法生成具有可与作业工件接触的接触式传感器的作业机械手进行传 感动作时所使用的传感动作数据， 其特征在于， 0015 在所述作业机械手的接触式传感器与作业工件接触的传感姿势下， 提取所述接触 式传感器接触的作业工件的接触面， 并且选择构成该接触面的一个边缘， 0016 对作业机械手的传感姿势进行再设定， 使得所述被选择的一个边缘的位置与将在 所述接触式传感器的基端侧设定的设定位置投影在所述接触面上的位置一致， 0017 以包括所述再设定的传感姿势的方式生成作业机械手的传感动作数据。 0018 由此， 即使在实际的数据和示教数据的作业工件的形状、 位置以及姿势的误差大 的情况下， 也可以自动。
17、生成避免干涉等的适当的传感动作数据， 可以减轻修正作业机械手 的传感动作数据的作业的负担并且缩短传感动作数据的生成时间， 从而可以提高示教数据 生成的作业效率。 0019 优选在所述传感姿势下， 判断所述接触式传感器是以沿作业工件的接触面的方式 还是以倾斜方式与作业工件的接触面接触， 在所述接触式传感器以沿接触面的方式或者以 倾斜方式与接触面触碰的情况下， 在所述接触面内选择边缘。 0020 此外， 也优选在所述传感姿势下， 判断所述作业机械手是否与作业工件干涉， 在所 述作业机械手与作业工件干涉的情况下， 在所述接触面内选择边缘。 0021 由此， 可以探测接触式传感器相对于作业工件的腹部触。
18、碰状态 ( 以沿接触面的方 式触碰的状态 )， 或倾斜触碰状态， 并且可以探测作业机械手相对于作业工件的干涉等， 即 使传感动作数据的传感姿势不恰当， 也可以自动修正传感动作数据。 0022 并且， 在本说明书中所谓的干涉或者干涉等， 是指在传感动作时接触式传感器以 外的作业机械手的部位和作业工件冲撞， 或者接触式传感器与作业工件深触碰或浅触碰， 从而在传感作业上不恰当的情况。 0023 进而优选当在所述接触面内选择边缘时， 设定将以从所述接触式传感器的前端延 伸向基端侧的方式设定的矢量投影在所述接触面上的投影矢量， 选择所述接触面上与该投 影矢量相交的缘端边作为所述边缘。 0024 由此， 。
19、在构成作业工件的多个面中， 可以将接触式传感器接触的面(接触面)的缘 端边、 即与接触式传感器的基端侧对应的缘端边用作边缘。即使修正传感位置使得该边缘 的位置与将边界位置投影的位置一致， 作业机械手也不与作业工件产生干涉等， 并且， 可以 可靠地在作业工件上使接触式传感器与作业工件接触从而避免不便的情况。 说 明 书 CN 102161126 A CN 102161127 A3/9 页 6 0025 本发明的作业机械手的传感动作生成装置一种作业机械手的传感动作生成装置， 所述传感动作生成装置生成具有可与作业工件接触的接触式传感器的作业机械手进行传 感动作时所使用的传感动作数据， 其特征在于， 。
20、0026 所述传感动作生成装置具有 ： 0027 边缘选择机构， 其在所述作业机械手的接触式传感器与作业工件接触的传感姿 势下， 提取所述接触式传感器接触的作业工件的接触面， 并且选择构成该接触面的一个边 缘 ； 0028 再设定机构， 其对作业机械手的传感姿势进行再设定， 使得所述被选择的一个边 缘的位置与将在所述接触式传感器的基端侧设定的设定位置投影在所述接触面上的位置 一致 ； 以及 0029 数据生成机构， 其以包括所述再设定的传感姿势的方式生成作业机械手的传感动 作数据。 0030 由此， 通过使接触式传感器的边界投影位置匹配于选择的边缘从而修正传感位 置， 即使作业工件的形状、 位。
21、置以及姿势方面的实际数据和示教数据之间的误差大， 也可以 自动生成适当的传感动作数据， 从而可以减轻传感动作的修正作业的负担以及提高数据生 成的操作性。 0031 优选所述传感动作生成装置具有在所述传感姿势下判断所述接触式传感器是以 沿作业工件的接触面的方式还是以倾斜方式与作业工件的接触面接触的接触部位判断机 构， 在由所述接触部位判断机构判断为接触式传感器以沿接触面的方式或者以倾斜方式与 接触面触碰的情况下， 所述边缘选择机构在所述接触面内选择边缘。 0032 此外， 也优选所述传感动作生成装置具有在所述传感姿势下判断所述作业工件是 否与作业机械手干涉的干涉判断机构， 在由所述干涉判断机构判。
22、断为作业机械手与作业工 件干涉的情况下， 所述边缘选择机构在所述接触面内选择边缘。 0033 由此， 可以探测接触式传感器的腹部触碰、 倾斜触碰以及作业机械手的干涉等， 从 而可以自动修正传感动作， 并且在短时间内生成传感动作数据。 0034 进而优选， 所述边缘选择机构设定将以从所述接触式传感器的前端延伸向基端侧 的方式设定的矢量投影在所述接触面上的投影矢量， 并选择所述接触面上与该投影矢量相 交的缘端边作为所述边缘。 0035 由此， 可以将接触面上的接触式传感器的基端侧的缘端边选为边缘， 即使修正传 感位置， 也可以防止作业机械手的干涉等， 并且可以可靠地使接触式传感器与作业工件接 触从。
23、而避免不便的情况。 0036 本发明的作业机械手的传感动作生成程序， 与上述的传感动作生成方法相同， 一 种作业机械手的传感动作生成程序， 所述传感动作生成程序生成具有可与作业工件接触的 接触式传感器的作业机械手进行传感动作时所使用的传感动作数据， 其特征在于， 0037 所述传感动作生成程序具有 ： 0038 选择步骤， 在所述作业机械手的接触式传感器与作业工件接触的传感姿势下， 提 取所述接触式传感器接触的作业工件的接触面， 并且选择构成该接触面的一个边缘 ； 0039 再设定步骤， 对作业机械手的传感姿势进行再设定， 使得所述被选择的一个边缘 的位置与将在所述接触式传感器的基端侧设定的设。
24、定位置投影在所述接触面上的位置一 说 明 书 CN 102161126 A CN 102161127 A4/9 页 7 致 ； 以及 0040 数据生成步骤， 以包括所述再设定的传感姿势的方式生成作业机械手的传感动作 数据。 0041 优选所述传感动作生成程序具有在所述传感姿势下判断所述接触式传感器是以 沿作业工件的接触面的方式还是以倾斜方式与作业工件的接触面接触的接触部位判断步 骤， 在所述选择步骤中， 在通过所述接触部位判断步骤判断为接触式传感器以沿接触面的 方式或者以倾斜方式与接触面触碰的情况下， 在所述接触面内选择边缘。 0042 还优选所述传感动作生成程序具有在所述传感姿势下判断所述。
25、作业机械手是否 与作业工件干涉的干涉判断步骤， 在所述选择步骤中， 在通过所述干涉判断步骤判断为作 业机械手与作业工件干涉的情况下， 在所述接触面内选择边缘。 0043 进而优选在所述选择步骤中设定将以从所述接触式传感器的前端延伸向基端侧 的方式设定的矢量投影在所述接触面上的投影矢量， 并选择所述接触面上与该投影矢量相 交的缘端边作为所述边缘。 0044 发明效果 0045 根据本发明， 即使在实际的作业工件信息和示教数据的误差大的情况下， 也可以 进行适当的传感动作数据的自动生成， 从而可以减轻传感动作的修正以及示教的作业负 担。 附图说明 0046 图 1 是本发明的作业机械手的传感动作生。
26、成装置的构成图 ； 0047 图 2 是表示实际的作业工件信息和示教数据的误差的图 ； 0048 图3(a)是表示接触式传感器的腹部触碰的图， (b)是表示倾斜触碰的图， (c)是表 示浅触碰的图 ； 0049 图 4(a) 是腹部触碰的可探测部位的侧视图， (b)、 (c) 是提升作业机械手以使可探 测部位的边界投影位置与边缘一致时的侧视图、 立体图 ； 0050 图 5(a) 是倾斜触碰的可探测部位的侧视图， (b)、 (c) 是提升作业机械手以使可探 测部位的边界投影位置与边缘一致时的侧视图、 立体图 ； 0051 图 6(a) 是提升作业机械手以使深触碰的可探测部位的边界投影位置与边缘。
27、一致 时的立体图， (b) 是降低作业机械手以使浅触碰的可探测部位的边界投影位置与边缘一致 时的立体图 ； 0052 图 7 是表示以传感位置为原点的 xyz 坐标系和作业机械手的姿势改变的图 ； 0053 图 8 是表示作业机械手的传感动作生成方法以及传感动作生成程序的流程图的 图 ； 0054 图 9 是作业机械手的传感动作生成装置的构成图 ； 0055 其中 ： 0056 1- 传感动作生成装置 ； 2- 作业机械手 ； 2a- 作业机械手的手前端 ； 3- 接触式传感 器(焊条) ； 3a-接触式传感器的前端 ； 3b-接触式传感器的基端 ； 4-计算机 ； 5-接触式传感 器的可探测。
28、部位 ； 6-设定位置(可探测部位的边界位置) ； W-作业工件 ； P-传感位置 ； S-传 感姿势 ； T- 接触面 ； E- 接触面的边缘 ； WP- 将设定位置投影在接触面上的边界投影位置 ； 说 明 书 CN 102161126 A CN 102161127 A5/9 页 8 V1- 从接触式传感器的前端延伸向基端侧的矢量 ( 焊条矢量 ) ； V2- 将焊条矢量投影在接触 面上的投影矢量 ； M1- 几何学建模机构 ； M2- 传感动作指定机构 ( 数据生成机构 ) ； M3- 接触 部位判断机构 ； M4- 干涉判断机构 ； M5- 边缘选择机构 ； M6- 位置修正机构 ( 再。
29、设定机构 )。 具体实施方式 0057 以下， 基于图 1 图 9 说明本发明的实施方式。 0058 并且， 以下的实施方式是将本发明具体化的一例， 并不限定本发明的技术范围。 0059 图 1 表示本发明的作业机械手 2( 作业用机器人 ) 的传感动作生成装置 1。 0060 该传感动作生成装置1具有作业机械手2、 按照内置的示教数据使该作业机械手2 动作的控制盘 11 以及可输入示教数据的示教悬吊装置 12( 控制器 )。进而， 控制盘 11 连接 于脱机示教用的计算机 4。 0061 本实施方式的计算机 4 在脱机环境下通过使在作业机械手 2 上设置的焊条 3( 接 触式传感器 ) 接触。
30、于作业工件 W， 生成包含传感位置 P、 传感时的作业机械手 2 的传感姿势 S 在内的传感动作的示教数据 ( 传感动作数据 )。 0062 此外， 计算机 4 在脱机上的示教数据中的作业工件 W 的位置和由焊条 3 探测取得 的实际的作业工件 W 位置不同时， 利用与探测的位置的差值， 可以逐次修正进行传感动作 的部位以后的作业机械手 2 的动作， 同时进行传感作业。 0063 并且， 操作者以计算机 4 或示教悬吊装置 12 的输入， 按照预先示教了动作的程序 ( 示教程序 )， 控制作业机械手 2， 或者也可以手动生成传感动作数据。 0064 作业机械手 2 作为焊接用机器人是一般的六轴。
31、的多关节型机器人， 在其手前端 2a( 前端 ) 配备有焊条 3。此外， 作业机械手 2 也可以是具备滑块的机械手或者是七轴以上 的机械手。 0065 焊条3是具有规定长度的条构件， 在传感作业时， 还可以起到探测与作业工件W的 接触的接触式传感器的作用。例如， 可以在作业机械手 2 的手前端 2a 的电极流通电流， 使 手前端 2a 靠近作业工件 W， 观察与焊条 3 接触时的短路状态， 可以判断接触状态。 0066 但是， 上述的所谓 “传感动作” 是指如下这样的作业 ： 作业机械手 2 即使以适当 的位置、 姿势进行焊接作业， 有时也在实际的作业工件 W 信息和示教数据之间产生误差， 因。
32、 此， 在实际进行焊接作业之前使焊条 3 接触于作业工件 W， 对计算机 4 上的相关于作业机械 手 2 及作业工件 W 的形状和配置进行修正乃至再设定。 0067 以下说明该传感动作 ( 作业 ) 中的接触式传感器 3 的状态。 0068 作为接触的状态有 ： 使焊条 3 沿接触面 T 且焊条 3 与作业工件 W 线接触的腹部触 碰 ( 参照图 3(a)、 作业工件 W 相对于接触面 T 倾斜地触碰的倾斜触碰 ( 参照图 3(b) 等。 0069 在腹部触碰的情况下， 由于焊条 3 的长度方向沿接触面 T， 所以焊条 3 与作业工件 W 为线接触。 0070 在倾斜触碰的情况下， 由于焊条3。
33、的长度方向相对于接触面T倾斜地触碰， 所以焊 条 3 与作业工件 W 的接触部位仅为前端 3a 的一处 ( 一点 )。 0071 如图 3(b) 或图 6(a) 所示， 当与实际的作业工件 W( 在腹部触碰或倾斜触碰的任一 个的状态下 ) 接触的焊条 3 在按照示教数据指示的传感位置 P 的下方， 即焊条 3 在从基端 3b 朝向前端 3a 的方向上深触碰 ( 深触碰 ) 时， 实际进行焊接作业时焊接部位偏离， 存在由 说 明 书 CN 102161126 A CN 102161127 A6/9 页 9 于传感姿势 S 而使得作业机械手 2 的焊条 3 以外的部位碰到作业工件 W 的情况 ( 。
34、发生干涉 等 )。 0072 因此， 在这种干涉等的情况下， 需要对示教数据中的传感位置 P 进行再设定， 将示 教数据中的传感位置 P 向上方修正实际的作业工件 W 信息和示教数据的误差的量。 0073 另一方面， 如图 3(c) 或图 6(b) 所示， 当与实际的作业工件 W 接触的焊条 3 在示教 数据的传感位置 P 的上方， 即在从焊条 3 的前端 3a 朝向基端 3b 的方向上浅触碰 ( 浅触碰 ) 时， 也产生焊接部位的偏离或作业机械手2的干涉等， 必须对示教数据上的传感位置P进行 再设定， 将示教数据上的传感位置 P 向下方修正实际的作业工件 W 信息和示教数据的误差 的量。 0。
35、074 并且， 焊条 3 也可以从与作业工件 W 接触的位置进行作业工件 W 的现在位置的探 测。 0075 在本实施方式中， 焊条 3 的可探测部位 5( 预先设定并且可以探测与作业工件 W 接 触的部位 )， 不仅为前端 3a 的一点， 而是以距离前端 3a 的规定长度来设定。 0076 该规定长度 ( 距离前端 3a 的长度 ) 是根据作业机械手 2 的机种或焊条 3 的种类 而决定的值， 可以任意设定。焊条 3 的突出长度一般为 20 25mm 左右， 作为可以探测作业 工件 W 的变化量的程度的长度， 其一半至三分之二的长度为适当的长度， 预先设定为距离 焊条 3 的前端 3a 有 。
36、10mm 左右的长度。 0077 即， 焊条 3 在基端 3b 侧在从前端 3a 离开规定距离的地方， 设有分开可探测部位 5 和除它之外的部位的边界的设定位置 6( 边界位置 )。 0078 下面使用图 8、 图 9， 说明本发明的作业机械手 2 的传感动作生成方法。该传感动 作生成的处理是通过与控制盘 11 连接的脱机示教用的计算机 4 进行的。 0079 并且， 传感动作生成装置 1 具有用于执行本发明的传感动作生成方法的计算机程 序 ( 传感动作生成程序 )。 0080 传感动作生成程序如图 8 的流程图所示， 为了在计算机 4 上进行生成传感动作数 据的处理， 将传感动作生成程序作为。
37、计算机 4 可以读取的形式的数据而记录在记录介质 ( 省略图示 ) 上。 0081 如图 8 所示， 在步骤 S1( 数据生成步骤 ) 中， 指定焊条 3 与作业工件 W 接触的传感 位置 P、 传感动作时的作业机械手 2 的传感姿势 S， 生成传感动作数据。 0082 并且， 在步骤 S1 生成的传感动作数据也包括在后述的步骤 S4( 再设定步骤 ) 被再 设定的传感姿势 S， 在传感姿势 S 的再设定中包含传感位置 P 的再设定。 0083 在步骤 S2 中， 判断焊条 3 是否为与作业工件 W 腹部触碰的状态或者倾斜触碰的状 态 ( 接触部位判断步骤 )， 然后， 判断作业机械手 2 是。
38、否与作业工件 W 发生干涉 ( 干涉判断 步骤 )。 0084 在焊条 3 与作业工件 W 腹部触碰或者倾斜触碰的情况下， 或者作业机械手 2 与作 业工件 W 干涉的情况下， 处理移至步骤 S3。此外， 在除此之外的情况下， 处理移至步骤 S5。 0085 在步骤 S3( 选择步骤 ) 中， 在作业工件 W 的接触面 T 内选择边缘 E。 0086 在步骤 S4( 再设定步骤 ) 中， 使作业机械手 2 移动或者改变姿势直到位置 WP( 边 界投影位置 ) 与在步骤 S3 中选择的边缘 E 一致的位置， 再设定传感动作数据中的传感姿势 S， 其中位置 WP( 边界投影位置 ) 是将焊条 3 。
39、的可探测部位 5 的设定位置 6( 边界位置 ) 投 说 明 书 CN 102161126 A CN 102161127 A7/9 页 10 影到接触面 T 上的位置。 0087 在步骤 S5 中， 在下一传感动作被指定的情况下， 处理移至步骤 S1。 0088 以下详细说明步骤 S1 步骤 S5。 0089 在步骤 S1 中， 首先在计算机 4 上通过几何学建模机构 M1 生成作业机械手 2 以及 作业工件 W 的几何学形状和配置的几何学数据。 0090 基于生成的几何学数据， 通过传感动作指定机构 M2( 数据生成机构 ) 指定焊条 3 的传感位置 P 以及传感动作时的作业机械手 2 的传。
40、感姿势 S。 0091 并且， 如图 3 所示， 所谓传感位置 P 是指作业工件 W 的接触的接触面 T 上的点以及 位置， 所谓传感姿势 S 是指焊条 3 与作业工件 W 腹部触碰的腹部触碰姿势、 或倾斜触碰的焊 接姿势等姿势。 0092 此外， 在本实施方式中， 设定传感动作时焊条 3 的接触范围广且可以稳定检测作 业工件 W 的位置的变化量的腹部触碰姿势作为传感姿势 S。 0093 所述传感位置 P 以及传感姿势 S 是通过由鼠标或键盘指定计算机 4 上的规定项 目， 或者通过检索数据库等基于存储的数据生成传感动作数据而被指定的。 0094 作业机械手 2 按照传感动作数据取传感动作， 。
41、但是示教数据和实际的作业工件 W 的形状、 位置以及姿势之间存在误差， 需要通过使作业机械手 2 的焊条 3 与作业工件 W 接触 来修正示教数据 ( 参照图 2)。 0095 因此， 在步骤 S2 中， 通过接触部位判断机构 M3 判断焊条 3 的腹部触碰或者倾斜触 碰的有无， 然后， 通过干涉判断机构 M4 判断作业机械手 2 的干涉的有无。 0096 并且， 接触部位判断机构 M3 在焊条 3 和作业工件 W 的接触点为 2 点以上的情况下 判断为腹部触碰， 在接触点仅为焊条 3 前端 3a 的 1 点的情况下判断为倾斜触碰。 0097 在接触部位判断机构M3判断为焊条3发生腹部触碰或者。
42、倾斜触碰的情况下， 或者 干涉判断机构 M4 判断为作业机械手 2 发生干涉等的情况下， 处理移至下一步骤 S3， 在不是 这样的情况下移至步骤 S5。 0098 在步骤 S3 中， 由边缘选择机构 M5 在作业工件 W 的接触面 T 内选择边缘 E。 0099 首先， 边缘选择机构M5， 如图4(a)所示， 在以腹部触碰姿势与作业工件W接触的焊 条 3 上， 设定从前端 3a 向基端 3b 侧沿焊条 3 延伸的矢量 V1( 焊条矢量 )。 0100 该焊条矢量 V1 的起点为前端 3a， 朝向为从前端 3a 至基端 3b， 即， 是靠近作业机械 手 2 的管嘴 ( 把持焊条 3 的筒前端 )。
43、 的方向。焊条矢量 V1 的大小任意， 由以前端 3a 为起 点并向上方 ( 从前端 3a 向基端 3b 侧 ) 延伸的半直线表示。 0101 并且， 焊条 3 的边界位置 6 被设定于 ： 从焊条矢量 V1 上的起点 ( 前端 3a) 离开规 定距离的地方。 0102 下面， 将焊条矢量 V1 投影在焊条 3 接触的接触面 T 上 ( 参照图 4(a) 中的视角 )。 0103 将该被投影的矢量设定为投影矢量 V2， 此外， 将焊条矢量 V1 的起点 ( 焊条 3 的前 端 3a) 被投影的位置设定为前端投影位置 SP， 将边界位置 6 被投影的位置设定为边界投影 位置 WP。 0104 投。
44、影矢量V2是沿接触面T且朝向上方延伸的半直线(半直線)， 投影矢量V2与边 界投影位置 WP 的上方相交， 即与位于靠近作业机械手 2 的管嘴的位置的接触面 T 的缘端边 相交。 说 明 书 CN 102161126 A CN 102161127 A8/9 页 11 0105 边缘选择机构 M5 选择与投影矢量 V2 相交的缘端边作为边缘 E。 0106 并且， 如图 4(a) 所示， 设从前端投影位置 SP 垂至边缘 E 的垂线的长度为 L1， 设连 结前端投影位置 SP 和边界投影位置 WP 的线段的长度为 L2。 0107 在步骤 S4 中， 通过位置修正机构 M6( 再设定机构 ) 改。
45、变传感位置 P， 如上述那样， 从而使得将预先设定的焊条 3 的可探测部位 5 的边界位置 6 投影在上述接触面 T 上的边界 投影位置 WP 与在步骤 S3 中选择的边缘 E 一致。 0108 位置修正机构 M6， 如图 4(b)、 (c) 所示， 使焊条 3 移动如下的量 d， 所述量为从所述 垂线的长度 L1 减去所述线段的长度 L2 之后的差量 d。此时， 由于 L1 L2， 所以差量 d 为 正的值， 焊条 3 被移动至上方 ( 投影矢量 V2 的正方向 )。 0109 通过差量 d 的上方移动， 边界投影位置 WP 和选择的边缘 E 一致， 焊条 3 的可探测 部位 5 的边界位置。
46、 6 位于与选择的边缘 E 相同的高度。 0110 同样地， 前端投影位置 SP 也向上方移动差量 d， 将移动后的前端投影位置 SP 修正 为新的传感位置 P， 再设定传感动作数据。 0111 像这样通过位置修正机构M6再设定， 从而可以生成与传感动作相适的焊条3的传 感位置 P 以及传感姿势 S。 0112 并且， 在本实施方式中， 虽然作为传感姿势 S 设定了腹部触碰姿势， 但是， 由于实 际的作业工件 W 的配置或倾斜， 结果存在焊条 3 相对于作业工件 W 倾斜触碰的情况。 0113 但是， 关于倾斜触碰的焊条 3 上的焊条矢量 V1， 在以图 5(a) 所示的视角看焊条矢 量 V1。
47、 的情况下， 仅仅是焊条矢量 V1 中沿接触面 T 的分量被投影到接触面 T 上。此时， 虽然 所述线段的长度 L2 比焊条 3 的可探测部位 5 的长度短， 但是， 接触面 T 上的投影矢量 V2 可 以通过上述的步骤S3、 步骤S4同样进行处理， 即使在使焊条3向斜上方移动时， 只要是沿接 触面 T 的方向的移动量为差量 d 就可以。 0114 因此， 不管焊条 3 倾斜触碰还是腹部触碰， 都可以通过边缘选择机构 M5 以及位置 修正机构 M6 进行传感位置 P 的自动修正。 0115 此外， 根据作业机械手 2 相对于实际的作业工件 W 的传感姿势 S， 如图 7(a) 所示， 以投影在。
48、接触面T上的位置(边界投影位置)WP位于选择的边缘E的下方的深触碰的形式， 并且在使焊条 3 仅向上方移动中， 存在作业机械手 2 与作业工件 W 的一部分、 或其他的部件 W 发生干涉等 ( 接触 ) 的情况。 0116 在此情况下， 位置修正机构 M6 以焊条 3 接触的传感位置 P 为原点 O， 以从该原点 O 向在步骤 S3 选择的边缘 E 引的垂线方向为 z 方向， 以接触面 T 方向为 y 方向， 形成 xyz 坐 标系。 0117 通过该坐标系， 使焊条 3 前端 3a 的位置和原点 O 一致， 将如下姿势作为初始姿势， 所述姿势是使从焊条3前端3a的位置向基端3b侧延伸且投影到。
49、接触面T上的投影矢量V2 与 Z 轴一致的姿势 ( 参照图 7(a)。由此， 以倾滚角 ( 一角 ) -90、 俯仰角 ( 角 ) 0、 偏摆角 ( 一角 ) 0的方式改变作业机械手 2 的姿势， 设定如图 7(b) 所 示那样的成为腹部触碰姿势的姿势。 0118 然后， 如图 7(c) 所示， 通过使焊条 3 的前端 3a 向 z 方向， 即向上方移动如下差量 d， 所述差量 d 是从原点 O 垂到边缘 E 的垂线的长度 L1 中减去将焊条 3 的可探测部位 5 投 影在接触面 T 上的线段的长度 L2 之后的差量 d， 从而使焊条 3 的可探测部位 5 的边界位置 说 明 书 CN 102161126 A CN 102161127 A9/9 页 12。