机器人程序修正装置、机器人控制装置、机器人模拟装置以及机器人程序修正方法

摘要

本发明提供一种机器人程序修正装置(2)，能够在不改变曾经示教的动作范围的情况下修正动作程序，从而避免与周边设备之间的干扰。机器人程序修正装置(2)包括：程序存储部(7)，用于存储机器人(5)的动作程序；程序执行部(9)，用于执行被存储的动作程序；停止位置推断部(12)，在执行动作程序期间，在机器人(5)的各动作位置上，基于机器人(5)的动作速度推断电源被切断的情况下的机器人(5)的停止位置；停止位置判断部(13)，判断被推断出的停止位置是否位于预定的区域内；以及速度修正部(14)，当判断停止位置位于区域外时，修正动作程序内的设定速度，以使与停止位置对应的动作位置的动作速度下降。

说明书

技术领域

本发明涉及机器人程序修正装置、机器人控制装置、机器人模拟装置以及机器人程序修正方法。

背景技术

以往，已知一种动作范围设定装置，在考虑根据机器人的速度计算出的惯性移动距离的基础上计算机器人的停止位置(例如，参照专利文献1)。

专利文献1所公开的动作范围设定装置在考虑惯性移动距离的基础上，计算机器人能够到达的到达范围，并以不与周边设备发生干扰的方式调整动作范围。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-178842号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，专利文献1的动作范围设定装置只是暂时改变曾经示教的动作范围，并且在进行调整后，动作范围可能与期望的动作范围不同。

本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种机器人程序修正装置、机器人控制装置、机器人模拟装置以及机器人程序修正方法，能够在不改变曾经示教的动作范围的情况下修正动作程序，从而避免与周边设备的之间的干扰。

解决问题的手段

为了解决上述课题，本发明提供以下手段。

本发明的一个方面提供一种机器人程序修正装置，该机器人程序修正装置包括：程序存储部，用于存储机器人的动作程序；程序执行部，用于执行被存储于所述程序存储部的所述动作程序；停止位置推断部，在所述程序执行部执行所述动作程序期间，在所述机器人的各动作位置上，基于所述机器人的动作速度推断电源被切断的情况下的所述机器人的停止位置；停止位置判断部，用于判断所述停止位置推断部推断出的所述停止位置是否位于预定的区域内；以及速度修正部，当所述停止位置判断部判断所述停止位置位于所述区域外时，修正所述动作程序内的设定速度，以使与所述停止位置对应的所述动作位置的动作速度下降。

根据本方面，在利用程序执行部执行被存储于程序存储部的机器人的动作程序时，基于记载于机器人的动作程序的各示教点的位置坐标和前往下一个示教点时的设定速度执行动作程序，以使机器人的各轴进行动作。在动作程序执行期间，在机器人的各动作位置上，停止位置推断部基于机器人的动作速度推断电源切断情况下的机器人的停止位置，并且通过停止位置判断部判断被推断出的停止位置是否位于预定的区域内。

并且，当停止位置判断部判断被推断出的停止位置位于预定的区域外时，由于速度修正部进行修正以使动作程序内的设定速度下降，因而能够降低下次在经过相同的位置时被停止位置判断部判断为位于预定的区域外的可能性。同时，能够任意地对设定速度的下降量进行设定，通过将下降量设定为较大的值，能够对动作程序的设定速度进行设定，从而使停止位置暂时位于预定的区域内。相反，如果将下降量设定为较小的值，则通过执行一次以上的动作程序，能够将设定速度修正为可以使停止位置位于预定的区域内的最大的设定速度。由此，能够在不修改动作程序的各示教点的位置坐标的情况下，防止电源被切断的情况下的停止位置位于预定的区域外的情况。

本发明的其他方面提供一种机器人控制装置，其包括：上述的机器人程序修正装置；警报停止部，当所述停止位置判断部判断所述停止位置位于所述区域外时，发出警报并切断所述机器人的电源；以及模式切换部，用于在所述程序执行部执行所述动作程序时，将所述警报停止部的动作切换为无效，以通过所述速度修正部对所述设定速度进行修正。

根据本方面，在利用模式切换部将警报停止部的动作切换为无效的状态下执行动作程序，由此，即使在推断出的停止位置被判断为位于预定的区域外的情况下，也不进行警报的报告和电源的切断，而仅是进行修正以使与该动作位置对应的动作程序内的设定速度下降。并且，在动作程序的修正结束之后，利用模式切换部将警报停止部的动作切换为有效，从而即使切断电源也能够使机器人动作，以使停止位置不会位于预定的区域外，并且，在由于某种原因而判断被推断出的停止位置位于预定的区域外时，可以通过警报停止部的动作发出警报并切断电源。

在所述方面中，在所述程序执行部执行所述动作程序以通过所述速度修正部修正所述设定速度时，所述模式切换部进行切换，从而使程序执行部在所述机器人停止的状态下执行所述动作程序。

如上所述，在通过程序执行部执行动作程序以修正设定速度的情况下，能够在机器人不进行动作的情况下修正动作程序内的设定速度，从而使停止位置不变为位于预定区域外。由此，能够在可靠地防止机器人对周边设备产生干扰的同时，修正动作程序。

另外，本发明的其他方面提供一种具备所述机器人程序修正装置的机器人模拟装置。

根据本方面，能够使用机器人的三维模型执行动作程序，对与动作位置对应的动作程序内的设定速度进行修正，该动作位置为推断出的停止位置被判断为位于预定区域外的动作位置。

另外，本发明的其他方面提供一种机器人程序修正方法，该机器人程序修正方法包括以下步骤：执行步骤，执行预先创建并存储的机器人的动作程序；停止位置推断步骤，在所述执行步骤执行所述动作程序期间，在所述机器人的各动作位置上，基于所述机器人的动作速度推断电源被切断的情况下的所述机器人的停止位置；停止位置判断步骤，判断所述停止位置推断步骤推断出的所述停止位置是否位于预定的区域内；以及速度修正步骤，在所述停止位置判断步骤判断所述停止位置位于所述区域外时，修正所述动作程序内的设定速度，以使与所述停止位置对应的所述动作位置的动作速度下降。

发明的效果

根据本发明，能够实现在不改变曾经示教的动作范围的情况下，修正动作程序以避免与周边设备之间的干扰这样的效果。

附图说明

图1是表示具备本发明的一个实施方式的机器人程序修正装置的机器人控制装置的框图。

图2是表示图1的机器人程序修正装置所具备的停止位置推断部的详细情况的框图。

图3是对图1的机器人控制装置的根据本发明的一个实施方式的机器人程序修正方法进行说明的流程图。

图4是表示图1的机器人控制装置的变形例的框图。

具体实施方式

下面，参照附图对根据本发明的一个实施方式的机器人程序修正装置2和机器人控制装置1进行说明。

如图1所示，根据本实施方式的机器人控制装置1包括：根据本实施方式的机器人程序修正装置2、警报停止部3以及模式切换部4，该模式切换部4能够将警报停止部3的动作切换为至无效状态。在图1中，为了简化说明，机器人5的各轴马达6仅示出单个马达。

根据本实施方式的机器人程序修正装置2包括：存储部7，用于存储动作程序的程序；程序执行部9，用于执行被存储于程序存储部7的动作程序，并生成向机器人5的各轴马达6的伺服放大器8发送的指令信号；停止位置推断部12，基于从马达6所具备的编码器10输出的位置信息，推断从电源11向马达6供给的电源被切断时的停止位置；停止位置判断部13，用于判断被推断出的停止位置是否位于预定区域内；以及速度修正部14，当判断停止位置位于预定区域外时，修正动作程序所记载的设定速度。在图中，符号15是用于存储预定区域的信息的区域存储部，并且区域存储部15与停止位置判断部13连接。

如图2所示，停止位置推断部12包括：位置存储部16，用于存储一个控制周期之前的位置信息；速度计算部17，通过将编码器10检测出的马达6的当前位置与存储于位置存储部16的一个控制周期之前的马达6的位置的差分除以控制周期，从而计算出当前的动作速度；惯性移动距离计算部18，基于当前的动作速度计算惯性移动距离；以及停止位置计算部19，基于当前位置与惯性移动距离计算停止位置。

惯性移动距离计算部18例如具有映射表(未图示)，该映射表将惯性移动距离与机器人5的动作速度相关联地存储起来，每当速度计算部17计算出的动作速度被输入时，输出从映射表内检索出的惯性移动距离。需要说明的是，由于惯性移动距离随着安装于机器人5的工具等的重量而变化，因此也可以预先将工具等的重量以及动作速度相关联地存储于映射表中，在输入工具等的重量后，基于被输入的工具等的重量和计算出的动作速度在映射表中进行检索。

停止位置判断部13对停止位置计算部19计算出的停止位置与存储于区域存储部15的预定区域的信息进行比较，从而判断停止位置是否配置于预定区域内。并且，当判断出停止位置配置于预定区域外时，停止位置判断部13向警报停止部3和速度修正部14输出关于该情况的信息。

警报停止部3包括：报告部20，用于将停止位置判断部13判断停止位置被配置于预定区域外的信息作为警报进行报告；以及电源切断部21，用于切断从电源11向伺服放大器8的供给的电源。

模式切换部4是操作者能够导通或关闭的开关，通过从输入部22中输入信号从导通或关闭该开关，从而能够导通或关闭从停止位置判断部13向电源切断部21输出的信号。操作者通过手动将模式切换部4切换为关闭状态，从而即使在停止位置判断部13输出了判断停止位置配置于预定区域外的情况下，也不会通过电源切断部21切断电源。

速度修正部14对动作程序进行修正，以使动作程序上的示教点的设定速度下降，其中，动作程序用于规定机器人5的动作位置的动作速度，并且机器人5是停止位置判断部13做出了停止位置被配置于预定区域外的判断的机器人。

具体而言，动作程序主要设定多个示教点的坐标位置以及设定速度，即，使机器人5从各示教点向下一个示教点移动时的动作速度，其中，第一示教点与第二示教点之间的各动作位置的动作速度由设定于第二示教点的设定速度决定。因此，当在第一示教点与第二示教点之间的任意一个动作位置上做出了停止位置被配置于预定区域外的判断时，速度修正部14使设定于第二示教点的设定速度下降。作为速度修正部14的设定速度的下降量，只要预先设定为适当的值即可。

下面，对使用了上述结构的根据本实施方式的机器人程序修正装置2和机器人控制装置1的机器人程序修正方法进行说明。

为了修正机器人5的动作程序，如图3所示，操作者从输入部22操作模式切换部4，从而设定为动作程序的修正模式(步骤S1)。

例如，当动作模式被设定为修正模式时，将系数设定为MODE＝1(步骤S2、S3)，当动作模式不是修正模式时，将系数设定为MODE＝0(步骤S2、S4)。

在该状态下，由程序执行部9执行被存储于程序存储部7中的动作程序(执行步骤S5)，从而以规定的控制周期从马达6的编码器10获取当前位置信息(步骤S6)。根据当前位置信息和被存储于位置存储部16的一个控制周期之前的位置信息，计算当前的动作速度，并计算惯性移动距离，同时根据当前位置信息与惯性移动距离推断出停止位置(停止位置推断步骤S7)。

判断被推断出的停止位置是否位于存储于区域存储部15的预定区域内(停止位置判断步骤S8)，当判断停止位置在预定区域内时，进入步骤S12。当判断停止位置在预定区域外时，通过报告部20发出警报报告(步骤S9)，当处于修正模式时(步骤S10)，进行动作程序的修正，以使设定速度下降(速度修正步骤S11)。在继续执行动作程序的情况下，重复从执行步骤S5开始的工序(步骤S12)。

当不处于修正模式时(步骤S10)，使电源切断部21动作并切断向伺服放大器8供给的电源(步骤S13)，机器人5被紧急停止。

如上所述，根据本实施方式的机器人程序修正装置2、机器人控制装置1以及机器人程序修正方法，当停止位置判断部13判断由停止位置推断部12根据当前位置和动作速度推断出的停止位置位于预定区域外时，修正动作程序以使该动作位置的速度下降，因而能够降低下次在相同的动作位置上触发停止位置变成预定区域外的警报的可能性。

在这种情况下，在本实施方式中并不是对机器人5的动作程序的各示教点的坐标位置进行修正，而是使被判断为停止位置位于预定区域外的动作位置上的设定速度的示教点的设定速度下降，因而具有能够在不改变操作者曾经示教的动作范围的情况下，避免与周边设备之间的干扰这样的优点。

例如，当操作者将示教点设定在作为预定区域的安全栏的边缘位置时，按照动作程序所设定的设定速度，即使存在机器人在该示教点附近电源被切断而惯性移动，从而导致机器人5与安全栏接触的情况，也能够利用本实施方式的机器人程序修正装置2和机器人程序修正方法使该示教点附近的机器人5的动作速度下降，因而，即使电源被切断且进行惯性移动，机器人5也不会与安全栏接触。此时，示教点的坐标位置并未被改变，因而能够使机器人5按照操作者示教的示教点那样进行动作。

需要说明的是，虽然速度修正部14的动作速度的下降量可以是任意的，但是，通过将下降量设为较大的值，能够提前设定不进行警报停止的设定速度，另一方面，通过将下降量设为较小的值，能够通过执行一次以上的动作程序来设定不进行警报停止的最大的设定速度。在通过执行一次动作程序而未设定为不进行警报停止的设定速度的情况下，通过反复执行动作程序，能够设定为不进行警报停止的最大的设定速度。

另外，在本实施方式中，在执行用于修正动作程序的动作程序时，虽然按照使电源切断部21进行的电源切断无效的方式设定模式切换部4，但模式切换部4也可以被省略。在这种情况下，虽然每当判断被推断出的停止位置位于预定区域外时，都切断电源并进行紧急停止，但在该时刻，只要按照使动作速度下降的方式进行修正即可。

另外，作为模式切换部4，虽然说明了在修正模式的情况下将电源切断部21设为无效的情况，但作为替代，如图4所示，也可以采用将从程序执行部9输出的指令信号的输出目的地从伺服放大器8切换到动作位置计算部23的方案。动作位置计算部23模拟各轴的马达6的动作，计算程序执行时的各动作位置。

在修正模式的情况下，操作者从输入部22输入信号，从而通过模式切换部4使从程序执行部9向伺服放大器8的指令信号的输入停止，作为其替代，通过以向动作位置计算部23输入的方式进行切换，能够在保持使机器人5停止的状态下推断停止位置，对动作程序的设定速度进行修正。

另外，在本实施方式中，虽然在机器人控制装置1中使机器人5动作并修正设定速度，但也可以由软件构成图1所示的各构成要素的模型，在个人计算机上通过执行动作程序的机器人模拟装置，离线地使机器人5的三维模型动作并修正设定速度。

附图标记

1 机器人控制装置

2 机器人程序修正装置

3 警报停止部

4 模式切换部

5 机器人

7 程序存储部

9 程序执行部

12 停止位置推断部

13 停止位置判断部

14 速度修正部

S5 执行步骤

S7 停止位置推断步骤

S8 停止位置判断步骤

S11 速度修正步骤