具有加工条件管理功能的加工应用程序机器人系统

摘要

本发明提供具有加工条件管理功能的加工应用程序机器人系统，其在针对加工条件的设定等的操作限制为有效时也可以许可加工条件的调整，另一方面在加工条件的管理或运用上也可以确保安全性。机器人系统具备：进行预定加工作业的机器人；控制机器人的动作的机器人控制部；控制由机器人进行的加工作业中的加工处理的加工控制部；接口部，其由作业人员的操作等对决定向加工控制装置指示的该加工处理的内容的加工条件进行设定、变更或调整；以及进行针对加工条件的设定、变更或调整的操作限制的加工条件变更管理部。将操作限制为无效时所设定的加工条件的设定内容设成基准条件，操作限制为有效时，可在以基准条件为基准的可调整范围内调整加工条件。

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有加工条件管理功能的加工应用程序机器人系统。

背景技术

目前，在加工用途的机器人系统(加工应用程序机器人系统)中，存在如 下方法，即通过由机器人控制装置或加工控制装置具备的开关等进行的模式切 换，或基于该控制装置的软件具备的密码登录功能等的操作员的切换，来对多 个操作模式进行管理。例如，在下位操作模式或预定条件下，施加限制使得无 法进行对焊接品质产生影响的重要设定的变更，从而能够防患上位操作模式利 用者或系统管理人员未识别或未希望的设定变更或误设定等麻烦于未然，提高 系统管理以及运用的安全性。

作为与这些关联的公知技术例，在日本特开2007-210007号公报中记载了 如下技术，即通过焊接电源的按键开关能够选择多个闭锁模式的某个，并根据 每个闭锁模式对与焊接电源相关的操作进行限制。

此外，在国际公开第2012/157157号公报中记载了如下技术，即根据焊接 条件设定器与焊接电源的连接状态、以及焊接条件的变更可否设定的内容，来 决定可否变更焊接条件。

在利用现有技术的加工应用程序机器人系统中，首先，通过没有操作限制 (或较少操作限制)的上位操作模式进行加工程序的生成或示教、加工条件的 设定。接着，机器人系统运转至生产运转阶段为止后，主要在能够进行加工程 序的启动以及停止等最低限的操作的下位操作模式中运用该机器人系统。由 此，能够保护处于生产运转可能的状态的加工应用程序机器人系统而不受对加 工品质产生恶劣影响的误设定或系统管理人员未认识或未希望的设定变更等 的影响。

但是实际上，即使进入生产运转后应进行示教位置以及姿势、加工条件的 微调整的状况也会频繁发生。其理由根据电弧焊接或点焊接等的应用程序也不 同，例如在电弧焊接时，有由于焊接对象物的设置误差或尺寸误差而导致目标 位置的散乱、由于生产运转时的连续焊接向焊接对象物以及夹具的入热量的变 化等。因此，谋求构筑考虑了生产运转后的各种外部原因的稳定性较高的加工 条件。

另一方面，即使在现状的加工条件中没有问题，也要考虑用于要确认微增 或微减指令电流时的加工状态的状况。每次发生这些状况时，操作员必须将操 作模式切换成上位，从而产生操作性变得恶劣的问题。尤其，将机器人控制装 置以及加工控制装置远离现场设置时，为了切换操作模式的移动较麻烦。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种在下位操作模式下也许可加工条件的调 整，另一方面在加工条件的管理或运用上也能够确保安全性的加工应用程序机 器人系统。

为了实现上述目的，本发明提供一种加工应用程序机器人系统，其具备： 机器人，其对被加工物进行预定的加工作业；机器人控制部，其对所述机器人 的动作进行控制；加工控制部，其对所述机器人进行的加工作业中的加工处理 进行控制；接口部，其对用于决定向所述加工控制部指示的所述加工处理的内 容的加工条件进行设定、变更或调整；以及加工条件变更管理部，其根据预定 的判定条件，来进行针对所述加工条件的设定或设定变更的操作限制，该加工 应用程序机器人系统将基于所述加工条件变更管理部的操作限制为无效时所 设定的加工条件设成基准条件，在基于所述加工条件变更管理部的操作限制为 有效时，能够在以所述基准条件为基准的可调整范围内对所述加工条件进行调 整。

在优选的实施方式中，基于所述加工条件变更管理部的操作限制为有效时 所变更的所述加工条件，在基于所述加工条件变更管理部的操作限制为无效时 能够作为新的基准条件应用，另一方面也能够放弃所变更的内容向原来的基准 条件返回。

在优选的实施方式中，在基于所述加工条件变更管理部的操作限制为无效 时，设定所述可调整范围。

在优选的实施方式中，所述接口部对基于所述加工条件变更管理部的操作 限制为有效时所变更的加工条件进行高亮显示。

在优选的实施方式中，所述加工条件变更管理部通过包含给予了所述加工 条件的设定权限的上位操作模式和增加了针对所述加工条件的设定或设定变 更的操作限制的下位操作模式的多个操作模式切换，进行针对所述加工条件的 设定或设定变更的操作限制。

在优选的实施方式中，所述加工条件变更管理部对预先设定的多个操作员 水平的每个操作员水平、或通过密码管理的多个操作员的每个操作员，进行针 对所述加工条件的设定或设定变更的操作限制。

附图说明

参照附图对以下的优选的实施方式进行说明，从而使本发明的上述或其他 目的、特征以及优点更加明确。

图1是表示本发明的加工应用程序机器人系统的基本结构的功能框图。

图2是表示图1的机器人系统的处理的一例的流程图。

具体实施方式

图1是表示本发明的优选的实施方式的加工应用程序机器人系统(以下， 简单地称为机器人系统)的基本结构的功能框图。机器人系统10具有：机器 人14，其对加工对象物即被加工物12进行预定的加工作业；机器人控制装置 (机器人控制部)16，其对机器人14的动作进行控制；加工控制装置(加工 控制部)18，其对机器人14进行的加工作业中的加工处理进行控制；接口部 20，其通过作业人员24的操作等，对用于决定向加工控制装置18指示的加工 处理的内容的加工条件进行设定、变更或调整；以及加工条件变更管理部22， 其进行针对加工条件的设定、变更或调整的操作限制。另外，在图1中，将机 器人控制装置16和加工控制装置18作为不同装置进行了记载，但机器人控制 装置16和加工控制装置18为一体的系统也包括在本发明中。

另外，本申请说明书中的“加工”的术语，是指使用机器人对原料或素材 进行加工而制作新的物品，具体而言，包括焊接、机械加工、激光加工、涂抹 等可以应用于本发明的加工应用程序机器人系统的所有作业。此外，机器人控 制装置16对机器人的位置以及姿势进行控制，例如对使搭载在机器人14的机 械臂前端的焊炬或喷枪等作业工具(未图示)接近被加工物12的动作进行控 制。另一方面，加工控制装置18例如对与焊炬连接的焊接电源或与喷枪连接 的涂料供给源等进行控制，更具体而言，对该焊接电源的输出(电流、电压等) 或涂料供给源的输出(压力、流量等)进行控制。因此，本说明书中的“加工 条件”不包括机器人的动作控制，更具体而言，不包括与机器人的位置以及姿 势的控制相关的动作控制。此外，作为接口20的具体例，列举了机器人控制 装置16或加工控制装置18具有的示教操作盘。

图2是表示图1的机器人系统的处理的一例的流程图。首先，在步骤S1 中，加工条件变更管理部22管理针对机器人系统的加工条件的设定以及设定 变更的操作限制。例如，在机器人系统中设定了多个操作模式时，加工条件变 更管理部22可以在该多个操作模式中，对于上位操作模式使操作限制无效， 即许可任意地进行加工条件的设定以及设定变更，而对于下位操作模式使操作 限制有效，即限制加工条件的设定以及设定变更的操作。

操作模式(操作限制的有效/无效)的切换可以根据各种判定条件来进行， 但例如也可以通过操作设置在上述的机器人控制装置16或加工控制装置18 上的开关等来进行。即使在没有在机器人系统中设置操作模式或开关的情况 下，也可以通过利用接口部20的软件控制来对加工条件变更管理部22的功能 进行控制。例如，也可以根据预先设定的操作员水平(具有可任意地进行所有 设定的权限的水平、具有能够进行与加工相关的设定的权限的水平、具有仅可 以进行程序的启动的权限的水平等)，对多个作业人员的每个作业人员决定加 工条件的设定以及设定变更的操作限制。或者，也可以对由密码管理的多个作 业人员自动地分配操作员水平。通常，在加工条件的设定以及设定变更的操作 限制为无效的状态下进行操作的是机器人系统10的管理人员或进行加工应用 程序机器人系统的运行/设定的熟练工，在加工条件的设定以及设定变更的操 作限制为有效的状态下进行操作的是仅可以进行加工程序的启动或停止等基 本操作的操作员。

另外，本申请说明书中的“上位(的)操作模式”是管理人员/熟练工等、 对加工条件具有预定的(通常为无限制)设定权限的作业人员可以执行的操作 模式，表示操作的自由度比下位(的)操作模式上位(加工条件设定时制约较 少)。另一方面，“下位(的)操作模式”是相比管理人员/熟练工等设定权限 被限定了的一般作业人员或非熟练工可操作的操作模式，表示对上位(的)操 作模式加上了某种限制的操作模式。另外，图1所示的作业人员24可以包括 上述的作业人员的某个，即经由接口部20的操作可以在上位操作模式以及下 位操作模式的任何一个下进行。

在步骤S1中，对加工条件的设定以及设定变更的操作限制为无效时，在 步骤S2中，可以任意地进行加工条件的设定/变更。在此，所设定/变更的加 工条件成为决定加工条件的可调整范围时的基准条件(步骤S3)。将该基准条 件与加工条件独立地存储在系统中。一般，机器人系统进行各种加工，因此可 以设定/保存多个加工条件，举个具体例，例如进行将第一加工条件设成对部 件A进行加工的条件，且将第二加工条件设成用于加工与部件A不同的部件 B的条件的运用。通常，需要与在系统中设定的加工条件的数量相同的数量的 基准条件，对每个加工条件设定/保存基准条件。此外，设定/变更了加工条件 时，可以将其内容复制到加工条件用的基准条件中，也可以与加工条件独立地 手动设定基准条件。

在接着的步骤S4中，设定加工条件的设定以及设定变更的操作限制为有 效时的加工条件可调整范围(后述)。或者，也可以预先决定加工条件可调整 范围。

另一方面，当在步骤S1中加工条件的设定以及设定变更的操作限制为有 效时，可以仅在以基准条件为基准的加工条件可调整范围内对加工条件进行调 整(步骤S5)。在此，加工条件的可调整范围是用于在加工条件的设定以及设 定变更的操作限制为有效的情况下，禁止对加工品质产生较大影响的程度的加 工条件的变更的范围，表示即使在该可调整范围内变更加工条件，加工品质也 不会产生较大变化的范围。例如，也可以将可调整范围设定成只能进行加工条 件的微调整的程度。或者，也可以进行如下运用，即当机器人系统进行电弧焊 接时，加工条件中虽然包括电流或电压等多个指令，但通过禁止一切电流的调 整，仅许可电压在微调整范围内的变更。当加工条件的设定以及设定变更的操 作限制为无效时，可任意地设定加工条件可调整范围的设定。

另外，即使在步骤S5中对加工条件进行调整，仅加工条件改变，基准条 件也不会发生变化，因此在此不会出现可调整的加工条件的范围发生变化的情 况。此外，在上述中将基准条件与加工条件独立地保存在机器人系统中，但也 可以不保存基准条件。此时，在步骤S3中设定的加工条件直接成为基准条件， 加工条件与基准条件相同。因此，通过步骤S5中的加工条件的调整基准条件 也发生变化，但通过将步骤S5中的调整引起的变化量存储在机器人系统中， 可以算出调整前的加工条件即基准条件。

对在加工条件的设定以及设定变更的操作限制为有效时被调整的加工条 件，可以通过上述的接口部20等单元，进行用红字强调或黑白反转等高亮显 示(步骤S6)。此外，代替高亮显示这样的视觉单元或除此之外，还可以使用 在加工条件调整时发出警报等听觉单元。

上述的高亮显示在加工条件的设定以及设定变更的操作限制为无效时也 可以同样地进行，可以容易地确认操作限制为有效时被调整的加工条件(步骤 S7)。此时，在接口部20中，不仅可以显示被调整的加工条件，也可以显示调 整前的加工条件即基准条件。由此，作业人员可以容易地知道进行了哪些调整， 且能够判断该调整是否恰当。该判断可以根据在被调整的加工条件下实际加工 的被加工物的加工品质来进行，也可以由管理人员/熟练工根据经验等来进行。 作为后者的具体例可以列举机器人系统10进行电弧焊接，当加工条件的设定 以及设定变更的操作限制为有效时被调整的加工条件仅为电流值而没有对电 压进行调整时，通常在电弧焊接中如果改变电流值则电压值也需要重新调整， 因此即使被调整的电流值在可调整范围内，也可以判断为不是恰当的加工条件 调整。

加工条件变更管理部22在判断为加工条件的设定以及设定变更的操作限 制为有效时进行的加工条件的调整为恰当时，在加工条件的设定以及设定变更 的操作限制为无效时可以应用该被调整的加工条件，并设定成新的基准条件 (步骤S8)。另一方面，当判断为在加工条件的设定以及设定变更的操作限制 为有效时的加工条件的调整为不恰当时，在加工条件的设定以及设定变更的操 作限制为无效时，可以放弃该调整，并将加工条件返回为调整前的加工条件(步 骤S9)。

最后，在步骤S10中，解除高亮显示返回原本的显示状态，并结束一连串 的处理。

另外，本发明的加工应用程序机器人系统并不局限于图1所示。可以有数 台对被加工物进行作业的机器人，也可以将机器人以外的周边装置嵌入到系统 内。此外，可以使机器人控制装置与加工控制装置一体化，使其实质成为一个 控制装置，本发明也包括这样的方式。

根据本发明，即使在施加了针对加工条件的设定以及设定变更的操作限制 的情况下，也可以对加工条件进行调整，因此操作员不需要进行操作限制的切 换作业，从而提高操作性。此外，仅将操作限制为有效时的加工条件的调整限 制成以基准条件为基准的可调整范围内，因此在加工条件的管理以及运用上可 以维持恒定的安全性。

在针对加工条件的设定以及设定变更的操作限制为有效时所调整的加工 条件，除了可以在操作限制为无效时作为新的基准条件应用，还可以放弃变更 而复原成原来的加工条件，因此在加工条件的管理以及运用上能够确保安全 性。此外，在针对加工条件的设定以及设定变更的操作限制为有效时应用的加 工条件可调整范围，可在操作限制为无效时进行设定，因此在加工条件的管理 以及运用上可以确保安全性。