焊缝信息设定装置、程序、自动示教系统以及焊缝信息设定方法
【专利摘要】本发明提供焊缝信息设定装置，对于形状类似大小不同的工件模型，减轻每次制定焊接机器人的动作轨迹信息进行的操作人员的焊缝信息的输入作业。焊缝信息设定装置用于焊接机器人的自动示教系统，为了该焊接机器人实施作业前的焊接指示，设定焊接机器人实施作业的工件模型的焊缝信息，焊缝信息设定装置具备：存储作为基础形状的基本工件模型的焊缝信息的基本焊缝信息存储部；类似工件构造信息获取部，其从类似工件构造信息存储部获取应制定焊缝信息的工件模型、即与基本工件模型大小不同形状类似的类似工件模型的构造信息；类似焊缝信息制定部，其利用基本工件模型的焊缝信息并根据获取到的类似工件模型的构造信息来自动制定类似工件模型的焊缝信息。
【专利说明】焊缝信息设定装置、程序、自动示教系统以及焊缝信息设定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在自动示教系统中使用的焊缝信息设定装置、程序、自动示教系统以及焊缝信息设定方法。
【背景技术】
[0002]进行焊接的焊接机器人以执行由其示教数据设定的作业的方式进行动作。焊接机器人的示教方法具有例如基于PTP (Point to Point)直线插补的CP (Continuous Pass)控制方式，其指定机器人应通过的点的位置、姿势及将这些点连结起来的插补方法。然而，由于该示教方法在作为作业对象的工件的焊接位置处以手动作业来指定机器人通过的全部的点的位置、姿势及其插补方法，因此具有在示教中花费过多时间的缺点。
[0003]作为公报所述的现有技术，存在如下的技术:为了在使用焊接机器人来进行框架等的焊接时实现效率提高，预先将拐角接缝形状与焊接轨迹及焊接条件等模式化而存储于存储器，当对框架等的拐角焊缝进行示教时，对模式选择与基准点I点进行教授(例如，参照专利文献I)。
[0004]另外，还存在如下的技术:当使用利用了 CAD数据的离线示教方法对类似的工件进行新的示教时，暂时呼出储存的路线程序库，从而用作新的作业路线数据的制定(例如，参照专利文献2)。而且，在该专利文献2中，当相对于同种的对象物而利用路线程序库时，需要输入部件的数据(例如，参照专利文献2的段落
[0069])。
[0005]另外，还存在如下的技术:包括作为基于三维信息而自动地制定机器人的作业动作路线的无示教方式的第一示教步骤、以及作为操作人员输入作业动作路线的通常的离线示教方式的第二示教步骤，相对于能够应用无示教方式的作业线而言，在第一示教步骤中进行示教，对于无法采用无示教方式的作业线而言，由操作人员进行示教(例如，参照专利文献3)。根据上述内容，即便是较多存在的无法采用无示教方式的作业线的作业对象物，也能够通过将无示教方式与离线示教组合来减少进行在线示教的作业区域。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开昭56-102376号公报
[0009]专利文献2:日本特开平8-286722号公报
[0010]专利文献3:日本特开2000-190264号公报发明概要
[0011]发明要解决的课题
[0012]然而，在上述的现有技术中，在每次制定机器人的动作轨迹信息时，操作人员需要进行成为作业对象的焊接位置的基准点的指定，从三维工件模型指定并提取焊缝。另外，为了制定各焊缝中的动作轨迹信息，操作人员必须输入例如动作轨迹图形、机器人ID、动作轨迹信息的编号等动作轨迹制定所需要的参数。
[0013]近年来，伴随着市场需求的多样化，产品(工件)的复杂化与大型化迅速发展，此外少量地生产多品种的工件成为主流。其中，在生产高度(H尺寸)、宽度(W尺寸)、进深(D尺寸)等的大小不同的工件的情况下，例如即便是类似形状也无法利用现有的动作轨迹信息，每次工件变化，都需要进行再次示教。当进行该再次示教时，要求操作人员提取较多的焊缝并按照焊缝输入动作轨迹制定所需要的参数的手动作业(以下，称作“焊缝信息的输入作业”。)。对于利用离线示教的操作人员而言，该手动作业带来的作业负荷较大，成为使用自动程序设计功能的离线示教的效率恶化的原因之一。
[0014]
【发明内容】
[0015]本发明的目的在于，对于形状类似但大小不同的工件而言，减少每次制定焊接机器人的动作轨迹信息时进行的操作人员所进行的焊缝信息的输入作业。
[0016]解决方案
[0017]为了实现所述课题，本发明应用的焊缝信息设定装置在焊接机器人的自动示教系统中使用，为了进行该焊接机器人实施作业前的焊接指示而设定该焊接机器人实施作业的工件的焊缝信息，其特征在于，所述焊缝信息设定装置具备:基本焊缝信息存储机构，其存储作为基础形状的基本工件模型的焊缝信息；构造信息获取机构，其获取应制定焊缝信息的工件模型、即与所述基本工件模型大小不同且形状类似的类似工件模型的构造信息；以及类似焊缝信息制定机构，其利用存储于所述基本焊缝信息存储机构的所述基本工件模型的焊缝信息，并根据由所述构造信息获取机构获取到的所述类似工件模型的构造信息来自动制定该类似工件模型的焊缝信息。
[0018]在此，其特征在于，存储于所述基本焊缝信息存储机构的所述基本工件模型的焊缝信息包括所述基本工件模型的焊缝的识别信息与焊接轨迹信息，由所述构造信息获取机构获取的所述构造信息包括所述类似工件模型的焊缝的识别信息与构成要素、或焊缝的构成要素。
[0019]另外，若其特征在于，所述类似焊缝信息制定机构对存储于所述基本焊缝信息存储机构的所述基本工件模型的焊缝信息中的、具有与所述类似工件模型的构造信息所包含的所述识别信息相同的识别信息的焊缝信息进行再利用，并制定所述类似工件模型的焊缝信息，则具有在处于类似关系的工件模型彼此向相关的焊缝赋予相同的识别信息的倾向，鉴于上述倾向这样的作业现场的特征，在能够大幅度地减少焊缝信息的输入作业这方面是优选的。
[0020]另一方面，其特征在于，所述类似焊缝信息制定机构对所述类似工件模型的构造信息与存储于所述基本焊缝信息存储机构的所述基本工件模型的焊缝信息进行比较，在不具有相同的识别信息的情况下，不使用该基本工件模型的焊缝信息而使用该构造信息来制定新的焊缝信息。根据所述发明，与不采用本结构的情况相比，能够提高用于类似工件模型的焊缝信息的制定的自由度。
[0021]另一方面，本发明是作为为了焊接机器人实施作业之前的焊接指示而设定该焊接机器人实施作业的工件的焊缝信息的系统而使计算机发挥功能的程序，其特征在于，使所述计算机实现如下功能:获取包括基础形状即基本工件模型的焊缝的识别信息和焊接轨迹信息的基本工件模型的焊缝信息的功能；获取应重新制定焊缝信息的工件模型即与所述基本工件模型大小不同且形状类似的类似工件模型的构造信息的功能；利用读出的所述基本工件模型的焊缝信息并根据获取到的所述类似工件模型的构造信息来自动制定该类似工件模型的焊缝信息的功能。
[0022]此外，本发明是焊接机器人的自动示教系统，其特征在于，所述自动示教系统具备:焊接机器人，其在手臂的前端设有进行焊接作业的焊炬，并进行基于示教数据的作业；存储装置，其存储所述示教数据；控制装置，其从该存储装置读入该示教数据并对所述焊接机器人的动作进行控制；示教装置，其在进行所述焊接机器人的示教作业时能够实现操作人员所进行的焊接作业条件的输入；以及焊缝信息设定装置，其为了进行所述焊接机器人实施作业前的焊接指示而设定该焊接机器人实施作业的工件的焊缝信息，所述焊缝信息设定装置具备:基本焊缝信息存储机构，其存储作为基础形状的基本工件模型的焊缝信息；构造信息获取机构，其获取应制定焊缝信息的工件模型、即与所述基本工件模型大小不同且形状类似的类似工件模型的构造信息；类似焊缝信息制定机构，其利用存储于所述基本焊缝信息存储机构的所述基本工件模型的焊缝信息，并根据由所述构造信息获取机构获取到的所述类似工件模型的构造信息来自动制定该类似工件模型的焊缝信息。
[0023]此外，本发明是为了进行焊接机器人实施作业前的焊接指示而设定该焊接机器人实施作业的工件的焊缝信息的焊缝信息设定方法，其特征在于，获取作为基础形状的基本工件模型的焊缝信息，获取应重新制定焊缝信息的工件模型、即与所述基本工件模型大小不同且形状类似的类似工件模型的构造信息，利用读出的所述基本工件模型的焊缝信息，根据获取到的所述类似工件模型的构造信息来自动制定该类似工件模型的焊缝信息。
[0024]发明效果
[0025]根据本发明，对于形状类似但大小不同的工件而言，能够减少在每次制定焊接机器人的动作轨迹信息时进行的操作人员所进行的焊缝信息的输入作业。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是表示使用本实施方式所涉及的焊接机器人的自动示教系统的简要结构的图。
[0027]图2是表示本实施方式的焊缝信息设定装置的硬件结构例的图。
[0028]图3是表示本实施方式的焊缝信息设定装置的功能结构例的图。
[0029]图4 (a)、(b)是用于说明存储于类似工件构造信息存储部且从类似工件构造信息获取部获取的类似工件模型的构造信息的一例的图。
[0030]图5是表示由类似工件构造信息获取部、类似工件构造信息确认部、及确认结果显示.修正接受部完成的处理的流程图。
[0031]图6 (a)、(b)是用于说明在图5的步骤102~104中进行的类似工件模型的构造信息的确认处理的图。
[0032]图7是表示在图5的步骤106~108的处理中使用的显示画面的一例的图。
[0033]图8是用于说明本实施方式中的类似工件模型的焊缝信息的制定功能的概念的说明图。
[0034]图9是表示由类似焊缝信息制定部及制定结果显示?编辑接受部执行的处理的流程的流程图。
[0035]图10是用于说明图9的步骤202的相同焊缝名的确认处理的图。
[0036]图11 (a)~(C)是用于说明图9的步骤203、204、205的处理的图。
[0037]图12 (a)、(b)是用于说明图9的步骤207所示的处理中的焊缝信息的自动输入处理的图。
[0038]图13 (a)、(b)是用于说明图9的步骤208的矢量数据是否具有匹配性的判断的处理的图。
[0039]图14是用于说明图9的步骤211所示的处理中的新的焊缝信息的制定处理的图。
[0040]图15是表示图9的步骤210所示的类似工件模型的焊缝信息的制定结果的显示例的图。
[0041]图16 (a)、(b)是用于说明本实施方式的简要结构的说明图。
[0042]附图标记说明如下:
[0043]50…焊缝信息设定装置，51…类似工件构造信息获取部，52…类似工件构造信息确认部，53…确认结果显示.修正接受部，54…基本焊缝信息设定接受部，55…类似焊缝信息制定部，56...制定结果显示.编辑接受部，57...类似焊缝信息存储处理部，61...焊缝信息存储部，62...类似工件构造信息存储部
【具体实施方式】
[0044]以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细地说明。
[0045][本实施方式的简要说明]
[0046]首先，在具体地说明本实施方式之前，为了方便对本发明的理解，对本实施方式应用的焊缝信息设定进行简要说明。
[0047]图16 (a)、(b)是用于说明本实施方式的简要结构的说明图。图16 (a)是本实施方式应用的焊缝信息设定的概念图，图16 (b)是作为焊缝再利用功能的文件设定GUI的一例而示出用于根据类似工件模型的构造信息的文件和基本工件模型的焊缝信息的文件来制定类似工件模型的焊缝信息的设定画面例。
[0048]在图16 Ca)中，作为由机器人10来实施焊接作业的工件的模型，示出基本工件模型301、以及与该基本工件模型301相比大小不同但形状类似的两个类似工件模型302、303。在图16 (a)所示的例子中，示出中型的基本工件模型301和类似的大型的类似工件模型302及小型的类似工件模型303。
[0049]对于焊接机器人的自动程序设计方式，为了制定机器人10的动作轨迹信息，需要进行焊缝信息的输入作业。此时，由于按产品区分生产计划，在生产线上每次类似形状的工件变化为尺寸不同的工件，操作人员都需要再次输入焊缝信息。在输入焊缝信息时，即便每一个的输入时间较短，但在具有例如接近400个焊缝的情况下，输入过程需要花费数个小时。
[0050] 在本实施方式中，首先，在焊缝信息设定时选择成为基准的基本工件模型301。作为前提，该基本工件模型301的焊缝信息已经存在。然后，再利用该基本工件模型301的焊缝信息，并自动地进行焊缝信息尚未存在的、大小不同但形状类似的类似工件模型302、303的焊缝信息的输入。由此，减少在每次类似形状的作业对象变化为尺寸不同的工件时进行的“焊缝信息的输入作业”。
[0051]在图16 (b)所示的设定画面中，为了根据基本工件模型301来制定类似工件模型302,303的焊缝信息，从焊缝数据库(后述的焊缝信息存储部61)选择成为基准的基本工件模型的焊缝信息的文件，并从应重新实施焊接作业的类似工件模型的文件(后述的类似工件构造信息存储部62)选择类似工件模型的构造信息。操作人员进行上述的选择作业，由此执行后述的本实施方式的作业。需要说明的是，操作人员使用输入仪器106对图2所示的显示装置104所显示的设定画面进行选择作业。
[0052]接着，对本实施方式进行具体地说明。在本实施方式中，以使用焊接机器人的自动示教系统为例进行说明。
[0053][自动示教系统的结构]
[0054]图1是表示本实施方式所涉及的使用焊接机器人的自动示教系统的简要结构的图。
[0055]如图1所示，焊接机器人系统具备机器人(机械手)10、控制机器人的控制装置(控制器)20、输入示教数据的示教装置30。另外，作为本实施方式的特征性结构的焊缝信息的设定处理由例如通过计算机系统来实现的焊缝信息设定装置50执行。另外，控制装置20具备相对于例如存储卡等可移动的存储介质40而进行数据的读写的接口，能够将示教数据向存储介质40写出、或读入向存储介质40写入的示教数据并储存于存储装置。
[0056]机器人10具备有着多个关节的手臂(臂)，进行基于示教数据的各种作业。在焊接机器人系统的情况下，在手臂的前端设有用于进行对象物的焊接作业的焊炬11。控制装置20具备存储示教数据的存储装置(存储器)和读入示教数据并控制机器人10的动作的处理装置(CPU)。在机器人10的示教作业时，作业者为了输入焊接路线、焊接作业条件等而使用示教装置30。示教装置30具备由液晶显示器等构成的显示画面31、输入按钮32。
[0057]控制装置20具有相对于机器人10的接口及相对于示教装置30的接口，经由上述接口而与机器人10及示教装置30连接。另外，控制装置20具备相对于例如存储卡等可移动的存储介质40而进行数据的读写的接口，能够将示教数据向存储介质40写出、或读入向存储介质40写入的示教数据并储存于存储装置。
[0058][焊缝信息设定装置的硬件结构]
[0059]图2是表示焊缝信息设定装置50的硬件结构例的图。
[0060]如图2所示,焊缝信息设定装置50具备作为运算机构的CPlXCentral ProcessingUnit)101、以及作为主存储机构的存储器102。另外，作为外部仪器，具备图像显示机构(显卡等)103及显示装置104、磁盘装置(HDD =Hard Disk Drive) 105、键盘、鼠标等输入仪器106。需要说明的是，图2仅例示出由计算机系统来实现焊缝信息设定装置50的情况下的硬件结构，焊缝信息设定装置50并不局限于图示的结构。
[0061][焊缝信息设定装置的功能结构]
[0062]图3是表示焊缝信息设定装置50的功能结构例的图。
[0063]如图3所示，焊缝信息设定装置50具备:作为对成为用于焊缝信息设定的基础的基本工件模型的焊缝信息进行存储的基本焊缝信息存储机构之一而发挥功能的焊缝信息存储部61 ;作为对成为新的焊缝信息设定的对象的类似工件模型的构造信息进行存储的类似工件构造信息存储机构之一而发挥功能的类似工件构造信息存储部62。该焊缝信息存储部61及类似工件构造信息存储部62能够通过计算机系统的磁盘装置105 (参照图2)来实现。然而，也存在上述两者或任一方设于与图2所示的计算机系统不同的壳体、空间分离的外部(例如，远程服务器、外设存储装置等)的情况。在所述情况下，经由未图示的网络而与图2所示的计算机系统连接。
[0064]另外，如图3所示，焊缝信息设定装置50具备:作为构造信息获取机构之一而发挥功能的类似工件构造信息获取部51 ;类似工件构造信息确认部52 ;确认结果显示.修正接受部53。还具备:基本焊缝信息设定接受部54 ;作为类似焊缝信息制定机构之一而发挥功能的类似焊缝信息制定部55 ;相同地作为类似焊缝信息制定机构之一而发挥功能的制定结果显示?编辑接受部56 ;以及类似焊缝信息存储处理部57。该类似工件构造信息获取部51、类似工件构造信息确认部52、确认结果显示?修正接受部53、基本焊缝信息设定接受部54、类似焊缝信息制定部55、制定结果显示?编辑接受部56、类似焊缝信息存储处理部57通过例如图2所示的硬件结构中的CPU101、存储器102、及磁盘装置105来实现。更具体来说，通过计算机来实现基于本实施方式的焊缝信息设定装置50的功能的程序储存于磁盘装置105，将该程序在存储器102中展开，并由CPUlOl执行，由此来实现上述的各个功能。另外，确认结果显示.修正接受部53、基本焊缝信息设定接受部54、制定结果显示.编辑接受部56借助图像显示机构103并利用⑶I功能而在显示装置104中显示各种信息，借助输入仪器106而接受来自操作人员的输入。
[0065]类似工件构造信息获取部51从类似工件构造信息存储部62获取用于制定类似工件模型的焊缝信息的类似工件模型的构造信息。获取的构造信息是意欲利用本实施方式应用的自动示教系统的用户(设计者)预先从制定好的工件模型获得的信息。更具体来说，是由规定的CAD描绘好的图形模型、构成制定该图形模型时所描绘的焊缝的点坐标值(焊缝坐标值)、属性、及焊缝名。焊缝名是设计者在设计工件产品时有计划地决定的，在产品设计时由设计者的规则决定。作为详情，使用图4 (a)、(b)而进行说明。
[0066]需要说明的是，作为构造信息，能够持有“棱线”的信息来代替构成焊缝的点坐标值、属性。例如，将预料到相对于各构件的三维形状数据而成为焊缝的各构件的棱线代替点坐标值、属性或一并具备该点坐标值、属性。在所述情况下，在预料到焊接的一侧的棱线设定焊接候补线，并将表示该设定好的焊接候补线的数据与三维形状数据一并设定。因而，本实施方式应用的“构造信息”包括焊缝的识别信息(例如焊缝名)、棱线等焊缝的构成要素。
[0067]在类似工件构造信息确认部52中，对于由类似工件构造信息获取部51获取到的类似工件模型的构造信息，基于该类似工件模型的构造信息而进行不一致的预先检查，以避免由此在制定焊缝信息的类似焊缝各自之间产生矛盾。
[0068]在确认结果显示.修正接受部53中，类似工件构造信息确认部52所进行的焊缝信息的检查的结果显示于显示装置104，基于该显示，操作人员(使用者)操作输入仪器106并接受进行的确认/修正处理。如此一来，实施了确认/修正处理的类似工件模型的构造信息作为类似工件模型的确认构造信息而存储于磁盘装置105。
[0069]需要说明的是，在本实施方式中，“操作人员(使用者)”是操作焊缝信息设定装置50的人员，存在与通过CAD的操作来设计工件模型的“用户(设计者)”主体相同的情况、也存在主体不同的情况。
[0070]使用图5~图7对类似工件构造信息获取部51、类似工件构造信息确认部52、及确认结果显示.修正接受部53的处理进行详细说明。
[0071]基本焊缝信息设定接受部54将成为应重新制定焊缝信息的类似工件模型的基础的基本工件模型的焊缝信息从焊缝信息存储部61读出并设定为比较对象。在焊缝信息存储部61存储有多个种类的焊缝信息的情况下，接受相对于成为应重新制定的类似工件模型的基础的基本工件模型的基本焊缝信息的用户选择，读出数据并进行设定。在焊缝信息存储部61中按照基本工件模型的种类、或类似工件模型的种类而存储(保存)有手工制定的焊缝信息文件、或由本实施方式自动制定的焊缝信息文件。
[0072]在此，“焊缝信息”包含作为焊缝的识别信息的焊缝名及其焊接轨迹信息。该“焊缝信息”以一条焊缝为单位设定参数。
[0073]需要说明的是，在本实施方式中，为了便于说明，有时将基本工件模型的焊缝信息省略为“基本焊缝信息”、将类似工件模型的焊缝信息省略为“类似焊缝信息”、将新制定的焊缝信息省略为“新焊缝信息”而使用。
[0074]“焊接轨迹信息”表示在使用自动程序设计功能而制定动作轨迹信息时输入的参数。该焊接轨迹信息例如包含动作轨迹模式、机器人ID、动作轨迹信息的编号、焊缝的构成要素。该构成要素包括表示焊缝的位置(坐标)、属性的信息，例如焊缝模型等。
[0075]另外，焊接轨迹信息有时包括母材面、立板面等构件面的矢量信息以及其他信息。构件面的矢量信息即便操作人员不输入、也能够根据构成要素进行自动计算。
[0076]“动作轨迹模式”是将机器人相对于焊接位置的运条焊动作模式化。
[0077]“机器人ID”表示利用自动制定后的动作轨迹信息的机器人的识别信息(ID)，当使用动作轨迹模式来制定动作轨迹信息时，表示成为处理对象的机器人的识别信息(ID)。
[0078]“焊接轨迹信息的编号”是表示向动作轨迹信息赋予的识别信息(ID)，即所谓的示教程序编号。
[0079]“动作轨迹信息”表示移动实机的机器人并带有用于进行焊接的动作轨迹(机器人的通过点与姿势、及点与点之间的插补信息)、机器人命令(弧度0N/0FF等)的示教程序。
[0080]类似焊缝信息制定部55使用由基本焊缝信息设定接受部54设定的基本工件模型的焊缝信息，并根据由类似工件模型的确认结果显示.修正接受部确认的构造信息来制定类似工件模型的焊缝信息。
[0081]在制定结果显示.编辑接受部56中，对于由类似焊缝信息制定部55制定的类似工件模型的焊缝信息，显示制定结果。尤其是在基本工件模型的焊缝信息与制定的类似工件模型的焊缝信息之间检测出不一致的情况下，在不一致位置变得明了的状态下显示处理结果。然后，相对于该显示而接受由操作人员完成的类似工件模型的焊缝信息文件的修正处理、编辑处理。需要说明的是，在未检测出不一致的情况下，也可以不进行该制定结果显示.编辑接受部56的处理，而直接移至下一类似焊缝信息存储处理部57的处理。
[0082]类似焊缝信息存储处理部57进行如下的处理:为了能够用作新的基本工件模型的焊缝信息，将自动制定的类似工件模型的焊缝信息存储于焊缝信息存储部61。
[0083]接着，对上述的图3所示的各功能部的内容进行更详细的说明。
[0084][类似工件模型的构造信息的说明]
[0085]图4 (a)、(b)是用于说明存储于类似工件构造信息存储部62且从类似工件构造信息获取部51获取的类似工件模型的构造信息的一例的图。图4 (a)示出焊缝的一例，图4 (b)示出表示图4 (a)所示的焊缝的构造信息的记入格式例。
[0086]图4 (a)所示的焊缝由第一线76、第二线77、第三线78构成。第一线76为直线，由第一点71与第二点72这两点表现。另外，与第一线76相连的第二线77为曲线，由第二点72、第三点73、第四点74这三点表现。此外，与第二线77相连的第三线78为直线，由第四点74与第五点75这两点表现。焊缝方向是第一点71 —第二点72 —第三点73 —第四点74 —第五点75的顺序。
[0087]图4 (b)所示的构造信息具有焊缝名79和构成焊缝的点的总数即点数80。该焊缝名79作为识别焊缝的识别信息而发挥功能。在本实施方式中，对于在类似关系之中与基本工件模型存在关系的焊缝，使用与基本工件模型的焊缝信息的焊缝名相同的焊缝名。这是由于，在意欲利用自动示教系统的用户(设计者)的使用例如CAD的工件模型的设计阶段，对处于类似关系的工件彼此的关联的焊缝赋予相同的识别编号。
[0088]另外，图4 (b)所示的构造信息包括第一线76、第二线77、第三线78各自是直线(L)还是圆弧(C)的线的属性。另外，作为焊缝坐标值，包括构成各焊缝的点(第一点71~第五点75)的坐标值(X，Y，Z)。
[0089][类似工件模型的构造信息的确认处理]
[0090]接着，对类似工件构造信息的确认处理进行说明。
[0091]图5是表示由类似工件构造信息获取部51、类似工件构造信息确认部52、及确认结果显示.修正接受部53完成的处理的流程图。
[0092]首先，类似工件构造信息获取部51从类似工件构造信息存储部62进行类似工件模型的构造信息的读入(步骤101)。然后，由类似工件构造信息确认部52判断与类似工件模型的焊缝相关的数据是否存在不一致。更具体来说，首先，判断是否存在焊缝名与焊缝坐标值(步骤102)。在不存在焊缝名与焊缝坐标值的情况下(在步骤102中为NO)，移至后述的步骤106。在存在焊缝名与焊缝坐标值的情况下(在步骤102中为YES)，判断存在的焊缝名是否不重复(步骤103)。在重复的情况下(在步骤103中为NO)，移至后述的步骤106。在不重复的情况下(在步骤103中为YES)，判断焊缝坐标值是否不重复(步骤104)。在重复的情况下(在步骤104中为NO)，移至后述的步骤106。在不重复的情况下(在步骤104中为YES)，移至基于类似焊缝信息制定部55的类似工件模型的焊缝信息的制定处理(步骤105)。
[0093]图6 (a)、(b)是用于说明在图5的步骤102~104中进行的类似工件模型的构造信息的确认处理的图。图6 (a)是表示焊缝名及焊缝坐标值的有无/重复的检查结果例的图，图6 (b)是表示焊缝(坐标值)的重复例的图。
[0094]在图6 Ca)所示的第I段的焊缝的信息“AWELD_0..300L2”中，“AWELD_C”为焊缝名112。另外，“…300L2”为由点信息表现的焊缝的坐标值113。以下，第2段之后也相同。由第2段的“AWELD_0"300L2”表示的焊缝的信息114中，焊缝名112及坐标值113与第I段的焊缝的信息一致。由第4段的“AWELD_0"800L2”表示的焊缝的信息115中，“AWELD_C”即焊缝名112与第I段的焊缝的信息一致。由第5段的“AWELD_D…300L2”表示的焊缝的信息116中，“…300L2”即坐标值113与第I段的焊缝的信息一致。在第6段的焊缝的信息117中，焊缝名112为「无(空白)」。在第7段的焊缝的信息118中，坐标值113为“无(空白)”。
[0095] 在图6 (b)的左图中，第一焊缝121与第二焊缝122在直线部123重复。在图6(b)的右图中，第三焊缝125与第四焊缝126在直线部127重复。
[0096]如此，在类似工件构造信息确认部52中，进行焊缝名及焊缝坐标值的有无/重复的检查，在判断为即使有一个存在问题的情况下，移至步骤106的处理。
[0097]在此，在坐标值113所示的信息中，例如“…300L2”的“3”表示X坐标值，“O”表示Y坐标值，接下来的“O”表示Z坐标值，“L”表示线的属性，“2”表示总点数。另外，虽未图示，但还包括焊缝的构件面(母材面、立板面、构件的面矢量等)的识别信息。
[0098][类似工件模型的构造信息的确认结果显示与修正]
[0099]在图5所示的步骤106中，显示构成类似工件模型的焊缝的确认结果。然后，通过是否按下存在于显示画面的取消按钮来确认取消指示的有无(步骤107)。取消指示暂时停止向由类似焊缝信息制定部55执行的处理的移送。在无取消指示的情况下(在步骤107中为NO)，移至步骤105。在有取消指示的情况下(在步骤107中为YES)，确认结果显示?修正部53接受操作人员基于显示的确认结果进行的修正及/或编辑(步骤108)。然后，返回步骤 102。
[0100]图7是表示在步骤106~108的处理中使用的显示画面的一例的图。图7所示那样的显示画面通过图2所示的显示装置104来显示。图5的步骤102~104的确认处理由焊缝一条一条地进行，图7所示那样的显示是作为类似工件模型的焊缝整体下的确认处理的结果进行显示。在图7所示的显示画面中，显示焊缝的种类131、焊缝名的信息132、备注栏133等。位于种类131的“再利用”的显示，在制定类似焊缝信息时，表示根据基本焊缝信息而在再利用中使用的类似工件的焊缝。另外，位于种类131的“未注册”的显示表现焊缝名或坐标值空白的情况。在图7的“未注册”的例子中，作为无焊缝名的情况而完成在焊缝名的信息132的栏处显示“无焊缝名”。
[0101]另外，在具有警告的情况下，将焊缝的信息彩色区分而进行表现也是有效的。例如，在焊缝名重复的情况下为红色，在焊缝(坐标)重复的情况下为紫色等。此外，在具有警告的情况下，在备注栏133显示警告信息。
[0102]另外，在图7所示的显示画面中，能够接受来自操作人员的修正/编辑的指示。在图7所示的例子中，显示OK按钮138和取消按钮139。操作人员使作为输入仪器106之一的鼠标等瞄准仪器移动至上述的按钮显示的位置，并点击上述的按钮。
[0103]焊缝信息设定装置50识别操作人员相对于该显示画面的作业，由此能够识别图5的步骤107所示的操作人员的指示。另外，对于图7所示的显示内容，在点击取消按钮139之后，操作人员使用键盘等来直接输入显示内容，由此能够接受图5的步骤108所示的修正.编辑。
[0104]通过上述的一系列的处理，新制定焊缝信息的类似工件模型的构造信息完整，移至步骤105即类似焊缝信息制定处理。
[0105][类似工件模型的焊缝信息的制定]
[0106]接着，对基于图3所示的类似焊缝信息制定部55、制定结果显示.编辑接受部56的类似焊缝信息制定处理进行说明。
[0107]图8是用于说明本实施方式中的类似工件模型的焊缝信息的制定功能的概念的说明图。基本工件模型的焊缝信息141是为了焊缝再利用而由图3所示的基本焊缝信息设定接受部54从焊缝信息存储部61读出的。该基本工件模型的焊缝信息141以一条焊缝为单位来设定信息。当焊缝再利用时，参照类似工件模型的构造信息144。
[0108]该构造信息144是由图3所示的确认结果显示.修正接受部53来接受修正后的类似工件模型的构造信息。该构造信息144也以一条焊缝为单位来设定信息。
[0109]在本实施方式中，利用类似工件模型的焊缝信息的制定处理，使用基本工件模型的焊缝信息141、类似工件模型的构造信息144来自动制定类似工件模型的焊缝信息145。
[0110]图9是表示由类似焊缝信息制定部55及制定结果显示?编辑接受部56执行的处理的流程的流程图。在图9所示的处理中，对于焊缝名与基本工件模型的焊缝信息一致的类似工件模型的焊缝的构造信息，将其他确认事项即焊缝彼此的点数、属性的一致作为条件，使用一致的基本工件模型的焊缝信息与类似工件模型的焊缝的构造信息，再利用基本工件模型的焊缝信息来制定类似工件模型的焊缝信息。另一方面，对于焊缝名与基本工件模型的焊缝信息不一致的类似工件模型的焊缝的构造信息，不使用基本工件模型的焊缝信息，而仅使用该焊缝的构造信息来制定新的焊缝信息。
[0111]首先，类似焊缝信息制定部55获取基本工件模型的焊缝信息与类似工件模型的构造信息(步骤201)。
[0112]接着，以基本工件模型的焊缝信息与类似工件模型的构造信息为基础，进行相同焊缝名的检查，即确认焊缝名是否相同(步骤202 )。
[0113]带有相同焊缝名的焊缝信息(在步骤202中为YES)移至下一确认处理(步骤203之后)。不带有相同焊缝名的焊缝信息(在步骤202中为NO)移至新的焊缝信息的制定处理(步骤211)，标记为“未注册”(步骤212)，并进行类似焊缝信息的制定处理的结果显示(步骤 210)。
[0114]在步骤202中为Y ES、即焊缝名相同的情况下，作为其确认处理，首先，判断焊缝彼此的点数是否一致(步骤203)。在焊缝彼此的点数不一致的情况下(在步骤203中为NO)，对于不一致的焊缝，移至步骤213的类似工件模型的焊缝信息的制定处理的中止。然后，作为使用显示装置104 (参照图2)的类似工件模型的焊缝信息的制定处理的结果显示，针对该焊缝而显示为“错误”(步骤214)，并移至步骤210。在焊缝彼此的点数一致的情况下(在步骤203中为YES)，判断焊缝彼此的属性是否一致(步骤204)。在此，“属性”是指使用图4而说明过的例如是直线(L)还是圆弧(C)等。在不一致的情况下(在步骤204中为NO)，移至步骤213，对于不一致的焊缝，中止类似工件模型的焊缝信息的制定处理，并对该焊缝标记为“错误”(步骤214)，并移至步骤210。在属性一致的情况下(在步骤204中为YES)，判断焊缝彼此的焊接方向是否一致(步骤205)。在一致的情况下(在步骤205中为YES)，移至类似工件模型的焊缝信息的制定处理(步骤207)。在不一致的情况下(在步骤205中为NO)，使用显示装置104来进行警告标记(为“警告”的标记)(步骤206)，并移至步骤207。
[0115]在步骤207中进行了类似工件模型的焊缝信息的制定处理之后，完成矢量数据是否具有匹配性的判断(步骤208)。若具有匹配性(在步骤208中为YES)，则结果为正常，并进行类似工件模型的焊缝信息的制定处理的结果显示(步骤210)。若不具有匹配性(在步骤208中为NO)，标记为“错误”(步骤209)，并进行类似工件模型的焊缝信息的制定处理的结果显示(步骤210)。
[0116]图10是用于说明步骤202的相同焊缝名的确认处理的图。图10的上图是由基本焊缝信息设定接受部54接受并设定的基本工件模型的焊缝信息。图10的下图是由类似工件构造信息确认部52确认、或由确认结果显示.修正接受部53来接受修正后的类似工件模型的构造信息。在相同焊缝名的确认处理中成为比较对象的是基本工件模型的焊缝信息的焊缝名151和类似工件模型的构造信息中的焊缝名152。在图10所示的例子中，类似工件模型的“AWELD_C”与“AWELD_A”具有相同的焊缝名，“AWELD_D”在基本工件模型的焊缝信息不存在相同的焊缝名。如上所述，在具有成为相同的焊缝名的情况下移至步骤203。在不具有成为相同的焊缝名的情况下移至步骤211，并进行新的焊缝信息的制定处理。
[0117]图11 (a)?(C)是用于说明上述的步骤203、204、205的处理的图。在此，示出成为比较对象的基本工件模型的焊缝信息和类似工件模型的构造信息。
[0118]在步骤203的处理中，基于基本工件模型的焊缝信息和类似工件模型的构造信息而在相同名的焊缝彼此进行焊缝点数的比较确认。其结果是，对于焊缝点数一致的焊缝，其焊缝信息移至下一确认处理(步骤204)。在图11 (a)所示的例子中，基本工件模型的焊缝点数161-1与类似工件模型的焊缝点数161-2在相同名的焊缝彼此被比较。
[0119]在步骤204的处理中，基于基本工件模型的焊缝信息和类似工件模型的构造信息而在相同名的焊缝彼此进行焊缝属性的比较确认。其结果是，对于焊缝属性一致的焊缝，其焊缝信息移至下一确认处理(步骤205)。在图11 (b)所示的例子中，基本工件模型的焊缝属性162-1与类似工件模型的焊缝属性162-2在相同名的焊缝彼此被比较。
[0120]在步骤205的处理中，基于基本工件模型的焊缝信息和类似工件模型的构造信息而在相同名的焊缝彼此进行焊缝方向的比较确认。在图11 (C)所示的例子中，由基本工件模型的坐标值163-1计算出的焊缝方向、和由类似工件模型的坐标值163-2计算出的焊缝方向在相同名的焊缝彼此被比较。需要说明的是，在图11 (c)中，虽然在坐标值163-1、163-2处各自仅示出I点的坐标值，但实际上，例如以直线为2点、圆弧为3点这样，各自存在多个坐标值。在此，将上述的2点、例如从开始点向结束点的方向设为焊缝方向，并设为比较的对象。
[0121]而且，作为上述比较的结果，对于焊缝方向一致的焊缝，移至类似工件模型的焊缝信息的制定处理(步骤207)。在焊缝方向不一致的情况下，经由步骤206的警告标记的处理，并在步骤207中设定为类似工件模型的焊缝的构造信息的焊缝方向。
[0122]图12 (a)、(b)是用于说明步骤207所示的处理中的焊缝信息的自动输入处理的图。图12 (a)示出具有相同名的焊缝的基本工件模型的焊缝信息和类似工件模型的构造信息。在此，两者的记入顺序不同。另外，图12 (b)示出自动输入的类似工件模型的焊缝信息的例子。
[0123]当制定类似工件模型的焊缝信息时，将机器人ID、动作轨迹模式、动作轨迹信息编号从基本工件模型的焊缝信息中获取。另一方面，焊缝的构成要素从类似工件模型的构造信息中获取。而且，根据确定“焊缝信息”的规则，按照焊缝信息的记入顺序分配，由此能够实现图12 (b)所示那样的焊缝信息的自动设定。
[0124]图13 (a)、(b)是用于说明步骤208的矢量数据是否具有匹配性的判断的处理的图。图13 (a)表示被比较的基本工件模型和类似工件模型的例子，图13 (b)是表示对上述的矢量数据的匹配性进行判断的指标的一例的图。
[0125]由上述的各处理制定好的焊缝信息相对于基本工件模型的焊缝信息而进行是否具有作为类似工件模型的焊缝信息的匹配性的确认(检查)。作为其方法，首先，对基本工件模型的焊缝的焊缝方向矢量181-1、和如上述那样制定有焊缝信息的类似工件模型的焊缝的焊接方向矢量181-2的差异D进行计算。然后，对该差异D是否在允许范围内进行判断。例如，当允许范围为0°以上10°以下时，差异D的值的绝对值在允许范围内，即，若0° < I D I < 10°，则认为具有匹配性。如此一来，判断差异D是否在允许范围内，若在允许范围内，则判断为具有匹配性(在步骤208中为Yes)，若在允许范围外(比10°大)，则判断为不具有匹配性(在步骤208中为No)。需要说明的是，“焊接方向矢量181 (181-1，181-2)”例如是下述方向的矢量，若各个焊缝由焊接开始点185 (185-1，185-2)与焊接结束点186 (186-1，186-2)这两点来定义，则该方向是从该焊接开始点185 (185-1，185-2)朝向焊接结束点186 (186-1,186-2)的方向。
[0126]图14是用于说明步骤211所示的处理中的新的焊缝信息的制定处理的图。如上所述，图10 (a)的“AWELD_D”无相同焊缝名。因此，基于类似工件模型的构造信息「AWELD_D」而进行焊缝信息的制定。在图14所示的例子中，使用类似工件模型的焊缝的起点153和终点154的坐标值来制定线模型155。然后，基于该线模型155来自动检测构件面(母材面156和立板面157)。基于上述信息来制定新的焊缝信息。
[0127][制定结果的显示]
[0128]图15是示出步骤210所示的类似工件模型的焊缝信息的制定结果的显示例的图。图3所示的制定结果显示.编辑接受部56使用图2所示的显示装置104来向操作人员显示制定结果。图9的流程图所示的各种确认处理由焊缝一条一条地进行，图15所示那样的显示作为在类似工件模型的焊缝整体的确认处理的结果而被显示。
[0129]在图15所示的显示例中，显示制定处理的种类191、编号(N0.) 192、焊缝名193、制定处理的结果194、错误或警告的内容195。另外，完成作为制定结果的汇总的错误数标记196和警告数标记197。
[0130]在此，对于种类191而言，在能够利用基本工件模型的焊缝信息的情况下标记为“再利用”，将在基本工件模型的焊缝信息中不存在的焊缝作为步骤212的新标记而标记为“未注册”。在步骤211中制定新的焊缝信息，对于在步骤212中标记为“未注册”的焊缝，之后成为动作轨迹模式、机器人ID、焊接轨迹信息的编号等的输入对象。
[0131]对于制定处理的结果194，标记为“正常”、“错误”、或“警告”。“正常”标记为在步骤208中确认矢量数据的匹配性的情况。“错误”为步骤209、步骤212、步骤214的结果标记。“警告”为步骤206的警告标记。对于错误、警告的内容195，实际的错误内容由便于操作人员理解的形式表现。
[0132]如此一来，将制定结果向操作人员显示。
[0133][类似工件模型的焊缝信息的编辑]
[0134]如以上那样，制定类似焊缝信息，并显示制定结果。图3所示的制定结果显示?编辑接受部56使用图2所示的输入仪器106并接受操作人员根据需要而进行的编辑作业。例如，焊接方向的变更、长度的伸缩等焊缝编辑、焊缝削除、焊缝的结合、焊接轨迹信息的编辑、焊接顺序的编辑等。进行的编辑结果作为新的类似工件模型的焊缝信息而覆盖保存于存储器102等，由类似焊缝信息存储处理部57进行处理，并存储于焊缝信息存储部61。
[0135] 然后，在自动制定接下来的新的类似工件模型的焊缝信息的情况下，能够利用类似焊缝信息存储处理部57将存储于焊缝信息存储部61的之前的类似工件模型的焊缝信息用作新的基本工件模型的焊缝信息。
[0136]通过具有上述的编辑的接受功能，例如，即便在因新构件的追加、模型的设计变更而导致仅使工件的一部分改变其形状的情况下，也能够制定焊缝信息。而且，若提取该焊缝信息、并追加注册于焊缝信息存储部61，则之后能够再利用该焊缝信息。另外，由于能够删除变为不需要的基本工件模型的焊缝信息，因此能够防止错误利用基本工件模型的焊缝信息，并且基本工件模型的焊缝信息的管理变得简单。
[0137][本实施方式的效果]
[0138]以上，如详细说明那样，根据本实施方式，在类似形状的工件模型(类似工件模型)中，能够基于从成为基础的基本工件模型提取出的基本工件模型的焊缝信息，集中并自动地进行类似工件模型的焊缝信息的制定。由此，无需再次进行以往那样的输入作业，即在类似形状的尺寸不同的工件中每次改变作业对象时进行的、焊缝提取作业及动作轨迹制定所需要的参数的输入作业。因此，能够减轻基于操作人员的输入作业的负担，从而能够提高使用自动程序设计功能的离线示教系统的效率。另外，由于动作轨迹信息的制定也迅速地进行，因此还能够大幅度地缩短机器人的示教中的时间、工作量。
[0139]需要说明的是，如上述那样，虽然能够将由本实施方式制定的类似工件模型的焊缝信息作为新的基本工件模型的焊缝信息而存储于焊缝信息存储部61，但还可以将上述的基本工件模型的焊缝信息按照工件的机种区分保存并进行利用。通过按照工件的机种区分保存并进行利用，成为作业对象的工件模型间的焊缝管理变得容易，能够防止使用不同机种的焊缝来自动制定动作轨迹信息等的错误。另外，由于在自动程序设计功能使用焊缝信息，因此无需焊缝信息向自动程序设计功能的个别设定。由此，动作轨迹信息的制定时间也变短。
[0140][本实施方式的其他结构例]
[0141]在上述的说明中，由计算机来实现的焊缝信息设定装置50获取基本工件模型的焊缝信息和类似工件模型的构造信息，并进行制定类似工件模型的焊缝信息的处理。与此相对地，也可以将基于本实施方式的焊缝信息设定装置50的功能由例如图1所示的焊接机器人系统的控制装置20及示教装置30实现。
[0142]在该情况下，控制装置20具备图2所示的硬件结构例中的CPUlOl、存储器102、磁盘装置105。另外，利用示教装置30的显示画面31及其驱动机构来实现图像显示机构103及显示装置104，由示教装置30的输入按钮32来实现输入仪器106。在该情况下，例如将图16 (b)所示的设定画面、图7、图15所示那样的显示画面显示于示教装置30的显示画面31。然后，操作人员操作示教装置30的输入按钮32来进行所希望的指定作业。控制装置20接受基于该示教装置30的输入作业。
[0143]另外，由本实施方式实现的焊缝信息设定方法如上述那样，能够作为焊缝信息设定装置50的CPUlOl执行的处理而应用。然而，也可以分散各步骤而由与网络连接的多个计算机装置来实现。另外，类似工件模型的构造信息的保存由例如便携式的存储装置(未图示)来完成，基本工件模型的焊缝信息保存于焊缝信息设定装置50的磁盘装置105等，对于数据的保存场所也能够具有各种方式。
【权利要求】
1.一种焊缝信息设定装置，该焊缝信息设定装置在焊接机器人的自动示教系统中使用，为了进行该焊接机器人实施作业前的焊接指示而设定该焊接机器人实施作业的工件的焊缝信息，其特征在于， 所述焊缝信息设定装置具备: 基本焊缝信息存储机构，其存储作为基础形状的基本工件模型的焊缝信息； 构造信息获取机构，其获取应制定焊缝信息的工件模型、即与所述基本工件模型大小不同且形状类似的类似工件模型的 构造信息；以及 类似焊缝信息制定机构，其利用存储于所述基本焊缝信息存储机构的所述基本工件模型的焊缝信息，并根据由所述构造信息获取机构获取到的所述类似工件模型的构造信息来自动制定该类似工件模型的焊缝信息。
2.根据权利要求1所述的焊缝信息设定装置，其特征在于， 存储于所述基本焊缝信息存储机构的所述基本工件模型的焊缝信息包括所述基本工件模型的焊缝的识别信息与焊接轨迹信息， 由所述构造信息获取机构获取的所述构造信息包括所述类似工件模型的焊缝的识别信息与构成要素、或焊缝的构成要素。
3.根据权利要求2所述的焊缝信息设定装置，其特征在于， 所述类似焊缝信息制定机构对存储于所述基本焊缝信息存储机构的所述基本工件模型的焊缝信息中的、具有与所述类似工件模型的构造信息所包含的所述识别信息相同的识别信息的焊缝信息进行再利用，并制定所述类似工件模型的焊缝信息。
4.根据权利要求2所述的焊缝信息设定装置，其特征在于， 所述类似焊缝信息制定机构对所述类似工件模型的构造信息与存储于所述基本焊缝信息存储机构的所述基本工件模型的焊缝信息进行比较，在不具有相同的识别信息的情况下，不使用该基本工件模型的焊缝信息而使用该构造信息来制定新的焊缝信息。
5.一种自动示教系统，该自动示教系统是焊接机器人的自动示教系统，其特征在于， 所述自动示教系统具备: 焊接机器人，其在手臂的前端设有进行焊接作业的焊炬，并进行基于示教数据的作业； 存储装置，其存储所述示教数据； 控制装置，其从该存储装置读入该示教数据并对所述焊接机器人的动作进行控制； 示教装置，其在进行所述焊接机器人的示教作业时能够实现操作人员所进行的焊接作业条件的输入；以及 焊缝信息设定装置，其为了进行所述焊接机器人实施作业前的焊接指示而设定该焊接机器人实施作业的工件的焊缝信息， 所述焊缝信息设定装置具备: 基本焊缝信息存储机构，其存储作为基础形状的基本工件模型的焊缝信息； 构造信息获取机构，其获取应制定焊缝信息的工件模型、即与所述基本工件模型大小不同且形状类似的类似工件模型的构造信息；以及 类似焊缝信息制定机构，其利用存储于所述基本焊缝信息存储机构的所述基本工件模型的焊缝信息，并根据由所述构造信息获取机构获取到的所述类似工件模型的构造信息来自动制定该类似工件模型的焊缝信息。
6.一种焊缝信息设定方法，该焊缝信息设定方法为了进行焊接机器人实施作业前的焊接指示而设定该焊接机器人实施作业的工件的焊缝信息，其特征在于， 获取作为基础形状的基本工件模型的焊缝信息， 获取应重新制定焊缝信息的工件模型、即与所述基本工件模型大小不同且形状类似的类似工件模型的构造信息， 利用读出的所述基本工件模型的焊缝信息，根据获取到的所述类似工件模型的构造信息来自动制定该类似工件模型的焊缝信息。
【文档编号】B23K9/127GK104070265SQ201410024876
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2013年3月28日
【发明者】金玄升, 泉敏之 申请人:株式会社神户制钢所