焊接机器人编程装置和焊接机器人的编程方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用户能够轻松调整工具的姿势的技术。焊接机器人(5)的编程装置(2)包括：模型获取单元(23)，用于获取三维模型；焊接线指定单元(24)，用于指定焊接线；目标角度设定单元(26)，用于设定目标角度；前进角度设定单元(26)，用于设定前进角度；坐标系设定单元(25)，用于设定虚拟坐标系和工具坐标系，其中，虚拟坐标系具有基于焊接线而设定的第一轴、垂直于第一轴并且平行于被焊接的一个工件的表面的第二轴、分别垂直于第一轴和第二轴的第三轴，工具坐标系被设定为根据目标角度使其围绕第一轴旋转并根据前进角度使其围绕第三轴旋转的坐标系；姿势设定单元(27)，用于基于所述工具坐标系设定工具的焊接姿势；以及程序制作单元(31)。

Programming Device of Welding Robot and Programming Method of Welding Robot

The invention provides a technique for the user to easily adjust the posture of the tool. The programming device (2) of welding robot (5) includes: model acquisition unit (23) for acquiring three-dimensional model; welding line assignment unit (24) for specifying welding line; target angle setting unit (26) for setting target angle; forward angle setting unit (26) for setting forward angle; coordinate system setting unit (25) for setting virtual coordinate system and tool coordinate system, in which the virtual coordinate system and tool coordinate system are set. The virtual coordinate system has a first axis based on the welding line, a second axis perpendicular to the first axis and parallel to the surface of a workpiece to be welded, and a third axis perpendicular to the first axis and the second axis respectively. The tool coordinate system is set as a coordinate system which rotates around the first axis according to the target angle and rotates around the third axis according to the forward angle.\uff08 27) for setting the welding posture of the tool based on the tool coordinate system; and a program making unit (31).

【技术实现步骤摘要】
焊接机器人编程装置和焊接机器人的编程方法
本专利技术涉及一种焊接机器人编程装置和焊接机器人的编程方法。
技术介绍
在焊接机器人中，用于焊接两个构件的工具的焊接姿势被设定为不干扰各个构件和其它的外围设备等。以往，已知如下一种技术：当设定表示用户期望的工具的焊接姿势的目标角度和前进角度时，通过使用各个构件和焊接机器人的形状等的数据，在各构件与焊接机器人等不干扰的范围内提供自动设定了等于或接近用户所期望的目标角度和前进角度的工具的焊接姿势(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-94131号公报
技术实现思路
专利技术所需解决的问题在专利文献1所记载的技术中，虽然在设定用户所期望的目标角度和前进角度时自动设定工具的焊接姿势，但存在想要对设定后的焊接姿势进行调整的情况。在这种情况下，用户无法以设定后的焊接姿势为基准来修正工具的姿势，因而需要以目标角度和前进角度被输入前的状态为基准而再次从头开始设定包含调整的目标角度和前进角度。本专利技术正是鉴于上述情况而完成的，提供了一种焊接机器人的编程装置和焊接机器人的编程方法，即使在工具的焊接姿势被设定之后，用户也能够以被设定的焊接姿势为基准而轻松地调整工具的姿势。解决问题的手段为了实现上述目的，本专利技术提供以下手段。本专利技术的一个方面提供一种焊接机器人的编程装置，其包括：模型获取单元，用于获取焊接机器人的三维模型和由所述焊接机器人的工具焊接的两个工件的三维模型；焊接线指定单元，用于基于两个所述工件的三维模型指定焊接两个所述工件的焊接线和该焊接线上的原点；接收单元，用于接收操作；目标角度设定单元，其计算被焊接于所述原点的两个所述工件所形成的角度并将其作为投影在垂直于所述焊接线的表面上的角度，并且使用计算出的角度计算所述工具的目标角度，或者基于所述接收单元接收到的操作设定所述目标角度；前进角度设定单元，用于基于所述接收单元接收到的操作设定所述工具的前进角度；坐标系设定单元，用于设定虚拟坐标系和工具坐标系，其中，所述虚拟坐标系以所述原点为基准并且具有构成所述虚拟坐标系的三个轴，所述三个轴为基于所述焊接线而设定的第一轴、垂直于所述第一轴并且平行于被焊接的一个所述工件的表面的第二轴、以及分别垂直于所述第一轴和所述第二轴的第三轴，所述工具坐标系被设定于所述工具，并且所述坐标系设定单元将所述工具坐标系设定为根据所述目标角度使其围绕所述虚拟坐标系的所述第一轴旋转并根据所述前进角度使其围绕所述虚拟坐标系的所述第三轴旋转的坐标系；姿势设定单元，用于基于被设定的所述工具坐标系设定所述工具的焊接姿势；以及程序制作单元，其以被设定的所述工具坐标系为基准制作所述焊接机器人焊接两个所述工件的动作程序。根据本方面，基于获取的焊接机器人和工件的三维模型来指定焊接线。虚拟坐标系被设定为以焊接线上的原点为中心，并且具有平行于焊接线的第一轴、垂直于第一轴并且平行于两个工件中的一个工件的表面的第二轴、分别垂直于第一轴和第二轴的第三轴。工具坐标系被设定为根据目标角度而围绕第一轴旋转、并且根据前进角度而围绕第三轴旋转的坐标系。基于被设定的工具坐标系设定工具的焊接姿势。使用被设定的工具坐标系制作焊接机器人的动作程序。即，根据本方面，通过旋转以焊接线和焊接的一个工件为基准的虚拟坐标系来设定工具坐标系。在该工具坐标系中，第二轴与工具的长边方向一致，当被设定的工具的焊接姿势发生改变时，用户能够以工具的长边方向为基准而改变工具的焊接姿势，因而易于调整被设定了一次的工具的焊接姿势。在所述方面中，优选地，还包括干扰检测单元，所述干扰检测单元在虚拟空间中使用所述焊接机器人的三维模型和两个所述工件的三维模型，检测在以设定的所述焊接姿势对所述焊接线进行了焊接时的所述焊接机器人与两个所述工件之间的干扰，在检测到所述干扰的情况下，所述姿势设定单元使所述工具坐标系围绕所述第一轴、所述第二轴以及所述第三轴中的至少一个轴的轴线旋转，从而设定消除所述干扰的新的所述焊接姿势。通过这样地设置，在焊接两个工件时，焊接机器人与工件不发生干扰的工具的焊接姿势被自动设定，从而对两个工件进行焊接。在所述方面中，优选地，所述模型获取单元获取所述焊接机器人或被设置于所述工件周围的外围设备的三维模型，所述干扰检测单元在虚拟空间中使用所述外围设备的三维模型，检测在以被设定的所述焊接姿势对所述焊接线进行了焊接时的所述焊接机器人、两个所述工件以及所述外围设备之间的所述干扰。通过获取外围设备的三维模型，从而在既考虑焊接机器人与工件之间的干扰又考虑它们与外围设备之间的干扰的情况下，自动设定工具的焊接姿势。在所述方面中，优选地，在检测到所述干扰的情况下，所述姿势设定单元使所述工具围绕所述第二轴的轴旋转并判定能否消除所述干扰，在能够消除所述干扰的情况下设定围绕所述第二轴的轴线旋转的新的所述焊接姿势，在不能消除所述干扰的情况下设定不仅围绕所述第二轴并且还围绕所述第一轴和/或所述第三轴的轴线旋转的新的所述焊接姿势。通过这样地设置，当工具与焊接机器人、工件之间发生干扰时，优先使工具的焊接姿势中的第二轴进行旋转以避免干扰。由此，与最初被设定的角度相比，能够使用于避免干扰的工具的焊接姿势的目标角度和前进角度的角度变化较小。在所述方面中，优选地，还包括能否到达判定单元，所述能否到达判定单元在虚拟空间中使用所述焊接机器人的三维模型和两个所述工件的三维模型，判定所述工具能否以被设定的所述焊接姿势从所述焊接线的起点到达终点，当判定为不可能到达时，所述姿势设定单元将所述焊接线上不可能到达的部分的所述焊接姿势设定为能够实现所述到达的新的所述焊接姿势。通过这样地设置，能够自动设定用于焊接被指定的整个焊接线的工具的焊接姿势，从而焊接两个工件。所述方面中，优选地，当判定为不可能到达时，针对所述焊接线上不可能到达的部分的所述焊接姿势，所述姿势设定单元使所述工具围绕所述第二轴的轴线旋转并判定能否以旋转后的所述焊接姿势到达所述终点，在判定所述到达为可能时设定围绕所述第二轴的轴线旋转的新的所述焊接姿势，在判定所述到达为不可能时设定不仅围绕所述第二轴并且还围绕所述第一轴和/或所述第三轴的轴线旋转的新的所述焊接姿势。通过这样地设置，在最初被设定的工具的焊接姿势中焊接线上存在无法焊接的部分的情况下，优先使工具的焊接姿势中的第二轴旋转，并对整个焊接线进行焊接。由此，与最初被设定的角度相比，能够使焊接整个焊接线的工具的焊接姿势的目标角度和前进角度的角度变化较小。在所述方面中，优选地，在预先设定了所述工具可围绕所述第二轴的轴线旋转的角度范围的情况下，所述姿势设定单元设定使所述工具在该可旋转的角度范围内围绕所述第二轴的轴线旋转的新的所述焊接姿势。通过这样地设置，例如在存在与工具的前端附近连接的帘线等的其他构件的情况下，由于第二轴在预先设定的可旋转的角度范围内旋转，因而能够避免工具与其它构件之间的干扰等。在所述方面中，优选地，所述坐标系设定单元将平行于所述焊接线的轴设定为所述第一轴。通过这样地设置，虚拟坐标系的第一轴与所述焊接线为同一条线，因而用户容易识别第一轴，并且用户能够容易地以工具的长边方向为基准而调整工具的焊接姿势。所述方面中，优选地，所述坐标系设定单元将所述焊接线上的起点与终点之间的中点设定为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接机器人的编程装置，其特征在于，包括：模型获取单元，用于获取焊接机器人的三维模型和由所述焊接机器人的工具焊接的两个工件的三维模型；焊接线指定单元，用于基于两个所述工件的三维模型指定焊接两个所述工件的焊接线和该焊接线上的原点；接收单元，用于接收操作；目标角度设定单元，其计算被焊接于所述原点的两个所述工件所形成的角度并将其作为投影在垂直于所述焊接线的表面上的角度，并且使用计算出的角度计算所述工具的目标角度，或者基于所述接收单元接收到的操作设定所述目标角度；前进角度设定单元，用于基于所述接收单元接收到的操作设定所述工具的前进角度；坐标系设定单元，用于设定虚拟坐标系和工具坐标系，其中，所述虚拟坐标系以所述原点为基准并且具有构成所述虚拟坐标系的三个轴，所述三个轴为基于所述焊接线而设定的第一轴、垂直于所述第一轴并且平行于被焊接的一个所述工件的表面的第二轴、分别垂直于所述第一轴和所述第二轴的第三轴，所述工具坐标系被设定于所述工具，并且所述坐标系设定单元将所述工具坐标系设定为根据所述目标角度使其围绕所述虚拟坐标系的所述第一轴旋转并根据所述前进角度使其围绕所述虚拟坐标系的所述第三轴旋转的坐标系；姿势设定单元，用于基于被设定的所述工具坐标系设定所述工具的焊接姿势；以及程序制作单元，其以被设定的所述工具坐标系为基准制作所述焊接机器人焊接两个所述工件的动作程序。...

【技术特征摘要】
2017.09.12 JP 2017-1744761.一种焊接机器人的编程装置，其特征在于，包括：模型获取单元，用于获取焊接机器人的三维模型和由所述焊接机器人的工具焊接的两个工件的三维模型；焊接线指定单元，用于基于两个所述工件的三维模型指定焊接两个所述工件的焊接线和该焊接线上的原点；接收单元，用于接收操作；目标角度设定单元，其计算被焊接于所述原点的两个所述工件所形成的角度并将其作为投影在垂直于所述焊接线的表面上的角度，并且使用计算出的角度计算所述工具的目标角度，或者基于所述接收单元接收到的操作设定所述目标角度；前进角度设定单元，用于基于所述接收单元接收到的操作设定所述工具的前进角度；坐标系设定单元，用于设定虚拟坐标系和工具坐标系，其中，所述虚拟坐标系以所述原点为基准并且具有构成所述虚拟坐标系的三个轴，所述三个轴为基于所述焊接线而设定的第一轴、垂直于所述第一轴并且平行于被焊接的一个所述工件的表面的第二轴、分别垂直于所述第一轴和所述第二轴的第三轴，所述工具坐标系被设定于所述工具，并且所述坐标系设定单元将所述工具坐标系设定为根据所述目标角度使其围绕所述虚拟坐标系的所述第一轴旋转并根据所述前进角度使其围绕所述虚拟坐标系的所述第三轴旋转的坐标系；姿势设定单元，用于基于被设定的所述工具坐标系设定所述工具的焊接姿势；以及程序制作单元，其以被设定的所述工具坐标系为基准制作所述焊接机器人焊接两个所述工件的动作程序。2.根据权利要求1所述的焊接机器人的编程装置，其特征在于，还包括干扰检测单元，所述干扰检测单元在虚拟空间中使用所述焊接机器人的三维模型和两个所述工件的三维模型，检测在以设定的所述焊接姿势对所述焊接线进行了焊接时的所述焊接机器人与两个所述工件之间的干扰，在检测到所述干扰的情况下，所述姿势设定单元使所述工具坐标系围绕所述第一轴、所述第二轴以及所述第三轴中的至少一个轴的轴线旋转，从而设定消除所述干扰的新的所述焊接姿势。3.根据权利要求2所述的焊接机器人的编程装置，其特征在于，所述模型获取单元获取所述焊接机器人或被设置于所述工件周围的外围设备的三维模型，所述干扰检测单元在虚拟空间中使用所述外围设备的三维模型，检测在以设定的所述焊接姿势对所述焊接线进行了焊接时的所述焊接机器人、两个所述工件以及所述外围设备之间的所述干扰。4.根据权利要求2或3所述的焊接机器人的编程装置，其特征在于，在检测到所述干扰的情况下，所述姿势设定单元使所述工具围绕所述第二轴的轴旋转并判定能否消除所述干扰，在能够消除所述干扰的情况下设定围绕所述第二轴的轴线旋转的新的所述焊接姿势，在不能消除所述干扰的情况下设定不仅围绕所述第二轴并且还围绕所述第一轴和/或所述第三轴的轴线旋转的新...

【专利技术属性】
技术研发人员：后平宽之，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP