机器人模拟装置制造方法及图纸

提供一种能够使力控制的参数设定容易化的机器人模拟装置。一种模拟装置(50)，模拟一边使搭载于机器人操纵器的工具部与对象工件接触一边进行的力控制动作，模拟装置(50)具备：存储部(51)，其存储动作程序和作为与力控制动作有关的设定参数的力控制参数；以及力控制模拟执行部(52)，其基于动作程序和力控制参数来执行力控制动作的模拟，其中，力控制模拟执行部(52)具备虚拟力生成部(54)，该虚拟力生成部(54)基于根据力控制动作的模拟结果得到的工具部的位置信息，来生成在工具部与对象工件接触的状态下工具部从对象工件受到的虚拟力，力控制模拟执行部(52)基于该虚拟力和被设定为力控制参数的目标力来执行力控制动作的模拟。模拟。模拟。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人模拟装置


[0001]本专利技术涉及一种模拟机器人的动作的机器人模拟装置。

技术介绍

[0002]提供了进行工业用机器人的动作的模拟的各种模拟装置。例如，专利文献1中记载了以下内容：“一种模拟装置，其进行将机器人虚拟化而得到的虚拟机器人的模拟，所述模拟装置的特征在于，具备：受理部，其受理用于指示所述虚拟机器人所具有的虚拟保持部对虚拟对象物的保持和释放中的至少一方的命令；以及控制部，其基于所述受理部受理到的所述命令，来进行所述虚拟保持部对所述虚拟对象物的保持和释放中的至少一方。”(专利文献1，权利要求1)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2019
‑
63879号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]机器人操纵器(robot manipulator)具备力传感器，由此能够一边检测施加于工件的力并进行力控制，一边进行作为高级作业的探索作业、嵌入作业、研磨之类的作业。然而，为了适当地进行力控制，要求熟练的参数调整能力。一般来说，为了进行这样的参数调整，需要作业者反复力控制的失败/成功来掌握参数设定的技术秘密。期望一种能够使力控制的参数设定容易化的机器人模拟装置。
[0008]用于解决问题的方案
[0009]本公开的一个方式是一种机器人模拟装置，是模拟一边使搭载于机器人操纵器的工具部与对象工件接触一边进行的力控制动作的模拟装置，所述模拟装置具备：存储部，其存储动作程序和作为与所述力控制动作有关的设定参数的力控制参数；以及力控制模拟执行部，其基于所述动作程序和所述力控制参数来执行所述力控制动作的模拟，其中，所述力控制模拟执行部具备虚拟力生成部，该虚拟力生成部基于根据所述力控制动作的模拟结果得到的所述工具部的位置信息，来生成在所述工具部与所述对象工件接触的状态下所述工具部从所述对象工件受到的虚拟力，所述力控制模拟执行部基于该虚拟力和被设定为所述力控制参数的目标力来执行所述力控制动作的模拟。
[0010]专利技术的效果
[0011]根据上述结构，操作者能够直观地掌握按压力的产生状态，能够使力控制的参数设定容易化。
[0012]根据附图中示出的本专利技术的典型的实施方式的详细的说明，进一步明确本专利技术的这些目的、特征及优点以及其它目的、特征及优点。
附图说明
[0013]图1是包括作为一个实施方式所涉及的模拟装置的控制装置的机器人系统的系统结构图。
[0014]图2示出机器人系统的结构例。
[0015]图3示出机器人系统的其它结构例。
[0016]图4是控制装置、外部计算机以及显示装置的功能框图。
[0017]图5是机器人动作控制部中的力控制的框线图。
[0018]图6是说明探索作业的图。
[0019]图7是表示探索作业的模拟动作的流程图。
[0020]图8A是说明探索作业、嵌入作业中的工具部的动作状态的图。
[0021]图8B是说明探索作业、嵌入作业中的工具部的动作状态的图。
[0022]图8C是说明探索作业、嵌入作业中的工具部的动作状态的图。
[0023]图8D是说明探索作业、嵌入作业中的工具部的动作状态的图。
[0024]图9是说明嵌入作业的图。
[0025]图10是表示嵌入作业的模拟动作的流程图。
[0026]图11是示出虚拟力的显示例的图。
[0027]图12是示出虚拟力的显示的其它例的图。
[0028]图13示出在图12的显示画面中还显示用于建议控制参数的调整的消息图像的状态。
[0029]图14示出在图12的显示画面中还显示进行用于向设定画面迁移的引导的图像的状态。
[0030]图15是示出显示了用于对力控制参数的设定输入进行引导的界面图像的例子的图。
具体实施方式
[0031]接着，参照附图来对本公开的实施方式进行说明。在参照的附图中，对同样的结构部分或功能部分标注了同样的附图标记。为了容易理解，在这些附图中适当变更了比例尺。另外，附图所示的方式是用于实施本专利技术的一个例子，本专利技术并不限定于图示的方式。
[0032]图1是包括作为一个实施方式所涉及的机器人模拟装置的控制装置50的机器人系统100的系统结构图。如图1所示，控制装置50与在手腕部前端搭载有工具的机器人操纵器10(下面记载为操纵器10)及作为检测施加于工具的外力的力检测器的力传感器3连接。力传感器3安装在操纵器10的手腕部前端与工具之间。或者，力传感器3也可以设置于工件。控制装置50具备力控制功能，由此能够使操纵器10一边检测施加于工件的力，一边执行作为高级作业的探索作业、精密嵌入作业、研磨(模仿动作)之类的各种作业。控制装置50也可以具有作为一般的计算机的结构，该一般的计算机具有CPU、ROM、RAM、存储装置、操作部、显示部、输入输出接口、网络接口等。
[0033]并且，控制装置50与外部计算机90及显示装置70连接，其中，该外部计算机90承担在控制装置50执行力控制作业的模拟(下面记述为力控制模拟)的情况下执行基于操纵器10的运动模型的物理模拟的功能，该显示装置70显示力控制模拟的结果。此外，在本说明书
中，模拟除了包括通过数值模拟来计算操纵器等的位置的动作之外，还包括使操纵器等形状模型按照示教数据等模拟地进行动作的情况。
[0034]在图2和图3中示出机器人系统100的结构例。此外，在图2和图3中，仅图示了操纵器10(包括力传感器3和工具部11)以及对象工件。图2示出在工具部11搭载用于对工件W1执行研磨作业的研磨机(grinder)8的结构例。在这样的结构例的情况下，控制装置50执行基于力控制的针对对象工件的研磨作业。
[0035]图3示出在工具部11搭载用于执行针对工件W2的嵌入作业的机械手9的结构例。在图3中，在工具部11搭载有用于把持缸体等工件7的机械手9。在图3的结构例中，控制装置50执行通过力控制来将机械手9所把持的工件7嵌入形成于对象工件W2的孔中的作业。
[0036]控制装置50还具备如下功能：按照操作者提供的示教数据(动作程序)和力控制参数来执行力控制模拟，由此将工具部11从对象工件受到的力(即作用于对象工件的按压力)的大小和产生部位可视化，并使其作为AR(增强现实)图像或VR(虚拟现实)图像显示在显示装置70中。由此，操作者例如能够在执行实际的力控制作业之前的阶段掌握何种程度的按压力作用于对象工件的哪个部位，并且能够进行动作程序、力控制参数的调整。此外，在本说明书中，设为力控制参数包括目标按压力、按压方向速度、力控制增益、探索区域、速度增益以及示教位置中的至少一者。
[0037]图4是控制装置50、外部计算机90以及显示装置70的功能框图。如图4所示，控制装置50具有存储各种信息的存储部51、负责执行力控制模拟的力控制模拟执行部52、控制机器人操纵器10的动作的机器人动作控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机器人模拟装置，是模拟一边使搭载于机器人操纵器的工具部与对象工件接触一边进行的力控制动作的模拟装置，所述机器人模拟装置具备：存储部，其存储动作程序和作为与所述力控制动作有关的设定参数的力控制参数；以及力控制模拟执行部，其基于所述动作程序和所述力控制参数来执行所述力控制动作的模拟，其中，所述力控制模拟执行部具备虚拟力生成部，该虚拟力生成部基于根据所述力控制动作的模拟结果得到的所述工具部的位置信息，来生成在所述工具部与所述对象工件接触的状态下所述工具部从所述对象工件受到的虚拟力，所述力控制模拟执行部基于该虚拟力和被设定为所述力控制参数的目标力来执行所述力控制动作的模拟。2.根据权利要求1所述的机器人模拟装置，其中，还具备物理模拟部，该物理模拟部使用表示所述机器人操纵器的运动方程式，基于所述动作程序和所述力控制参数，来执行所述机器人操纵器的动作的物理模拟，所述虚拟力生成部基于所述工具部与所述对象工件接触的状态下的通过所述物理模拟而得到的所述工具部的所述位置信息，来求出所述虚拟力。3.根据权利要求2所述的机器人模拟装置，其中，所述虚拟力生成部基于与所述对象工件的刚性有关的系数、与所述工具部的刚性有关的系数以及所述工具部的弹簧系数中的任一者、以及所述工具部与所述对象工件接触的状态下的所述工具部相对于所述对象工件的距离，来求出所述虚拟力。4.根据权利要求1或2所述的机器人模拟装置，其中，所述虚拟力生成部基于日志数据来生成所述虚拟力，其中，所述日志数据记录有在利用所述机器人操纵器来对所述对象工件执行基于所述力控制的动作的情况下由配置于所述工具部与所述机器人操纵器之间的力检测器或设置于所述对象工件的力检测器检测出的力、以及所述工具部的位置信息。5.根据权利要求1或2所述的机器人模拟装置，其中，还具备虚拟力学习部，该虚拟力学习部基于由包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：羽根幹人，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：