脫機編程裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種脫機編程裝置（10），其包含：根據(jù)選擇的動作圖形全部涂抹所選擇的立體形狀的曲面或者連續(xù)的多個平面，并使向工件模型的面投影動作圖形地在虛擬空間內(nèi)配置立體形狀的立體形狀配置部（27）；向工件模型的面投影動作圖形來生成刀具的加工路徑的加工路徑生成部（28）；以及根據(jù)生成的加工路徑和工件模型的面的法線方向，自動決定刀具模型的位置或者位置姿勢的刀具位置姿勢決定部（29）。
【專利說明】脫機編程裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及示教具有加工在作業(yè)空間內(nèi)配置的工件、即被加工部件的刀具的機器人的程序的脫機編程裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在使用在機器人上裝備的刀具加工工件時，需要事前示教機器人的動作。日本特開平5 - 289722號公報公開了在工件的涂裝對稱面中示教用于加工工件的刀具的移動開起點和移動結(jié)束點，生成刀具的加工路徑的方法。
[0003]另外，在日本特許第3500739號公報中公開了從指定的示教點的數(shù)目判斷工件的要加工的一部分，生成加工路徑的方法。進而，在日本特許第3903617號公報中公開了用平行線區(qū)分機器人的作業(yè)區(qū)域，把機器人的往復(fù)動作的動作點作為展開往復(fù)數(shù)據(jù)計算的方法。進而，在日本特許第4246324號公報中公開了根據(jù)在實際作業(yè)時存儲的刀具的位置姿勢生成作業(yè)者的動作圖形，在機器人的示教中利用的方法。
[0004]但是，在現(xiàn)有技術(shù)中為完全加工工件的表面全體，需要在工件上的極多的地方求刀具的位置或者位置姿勢。進而，在工件的要加工的面包含彎曲部的情況下，使適合工件的表面那樣生成刀具的加工路徑困難。因此，為生成那樣的加工路徑需要許多工時。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述情形而提出本發(fā)明，其目的在于提供一種脫機編程裝置，其能夠大幅削減為求出加工工件的刀具的位置或者位置姿勢而要求的工時。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)第一方式，提供一種脫機編程裝置，其示教具有對在作業(yè)空間內(nèi)配置的工件進行加工的刀具的機器人的程序，其特征在于，具有:生成以三維方式表現(xiàn)上述作業(yè)空間的虛擬空間的虛擬空間生成部；在通過上述虛擬空間生成部生成的上述虛擬空間內(nèi)配置上述工件的工件模型、上述機器人的機器人模型以及上述刀具的刀具模型的模型配置部；存儲由表示上述刀具的周期性動作的連續(xù)的軌跡形成的多種動作圖形的動作圖形存儲部；存儲包含曲面的立體形狀以及包含連續(xù)的多個平面的立體形狀的立體形狀存儲部；從在上述動作圖形存儲部中存儲的上述多種動作圖形中選擇一種動作圖形的動作圖形選擇部；從上述立體形狀存儲部中選擇包含上述曲面的立體形狀或者包含上述連續(xù)的多個平面的立體形狀的立體形狀選擇部；根據(jù)通過上述動作圖形選擇部選擇的一種動作圖形全部涂抹通過上述立體形狀選擇部選擇的上述立體形狀的上述曲面或者上述連續(xù)的多個平面，并使向上述工件模型的至少一個面投影上述動作圖形地在上述虛擬空間內(nèi)配置上述立體形狀的立體形狀配置部；向上述工件模型的上述至少一個面投影用于全部涂抹上述立體形狀的上述曲面或者上述連續(xù)的多個平面的上述動作圖形，來生成上述刀具的加工路徑的加工路徑生成部；和根據(jù)通過該加工路徑生成部生成的上述加工路徑和上述工件模型的上述至少一個面的法線方向，自動決定上述刀具模型的位置或者位置姿勢的刀具位置姿勢決定部。[0007]根據(jù)第二方式，在第一方式中，還具有:投影方向指定部，其指定向上述工件模型的上述至少一個面投影用于全部涂抹上述立體形狀的上述曲面或者上述連續(xù)的多個平面的上述動作圖形的方向。
[0008]根據(jù)第三方式，在第一方式中，還具有變更上述立體形狀的尺寸的尺寸變更部。
[0009]根據(jù)第四方式，在第一方式中，還具有變更上述動作圖形中的上述周期性動作的間距間隔的間距間隔變更部。
[0010]根據(jù)第五方式，在第一方式中，還具有指定通過上述動作圖形表示的上述刀具的行進方向以及往復(fù)方向中的至少一方的方向指定部。
[0011]根據(jù)第六方式，在第一方式中，還具有變更上述動作圖形中的往復(fù)運動的起點以及終點的位置的位置變更部。
[0012]根據(jù)第七方式，在第一方式中，還具有在上述虛擬空間內(nèi)指定接觸上述工件的上述刀具的接觸區(qū)域的接觸區(qū)域指定部，上述刀具位置姿勢決定部根據(jù)通過上述接觸區(qū)域指定部指定的上述接觸區(qū)域，從上述加工路徑自動求出與上述工件模型接觸時的上述刀具模型的位置或者位置姿勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]從在附圖中表示的本發(fā)明的典型的實施方式的詳細的說明中，能夠更加明了本發(fā)明的這些目的、特征和優(yōu)點以及其他的目的、特征和優(yōu)點。
[0014]圖1是基于本發(fā)明的第一實施方式的脫機編程裝置的概念圖。
[0015]圖2是表示動作圖形存儲部的細節(jié)的圖。
[0016]圖3是表示立體形狀存儲部的細節(jié)的圖。
[0017]圖4是表示圖1表示的脫機編程裝置的動作的流程圖。
[0018]圖5A是第一工件模型的第一立體圖。
[0019]圖5B是第一工件模型的第二立體圖。
[0020]圖5C是第一工件模型的第三立體圖。
[0021]圖是第一工件模型的第四立體圖。
[0022]圖6是圖表示的第一工件模型的縱斷面圖。
[0023]圖7是表示基于本發(fā)明的第二實施方式的脫機編程裝置的顯示部的圖。
[0024]圖8A是第二工件模型的第一立體圖。
[0025]圖8B是第二工件模型的第二立體圖。
[0026]圖8C是第二工件模型的第三立體圖。
[0027]圖9A是第一工件模型的第五立體圖。
[0028]圖9B是第一工件模型的第六立體圖。
[0029]圖9C是第一工件模型的第七立體圖。
[0030]圖9D是第一工件模型的第八立體圖。
[0031]圖10是圖9D表示的第一工件模型的縱斷面圖。
[0032]圖11是立體形狀以及第一工件模型的立體圖。
[0033]圖12是立體形狀以及第二工件模型的立體圖。
[0034]圖13是立體形狀以及第一工件模型的立體圖。[0035]圖14是用于說明變更立體形狀的長度、寬度以及縱深的圖。
[0036]圖15是用于說明變更立體形狀的半徑以及中心角的圖。
[0037]圖16是用于說明變更動作圖形的間距間隔的圖。
[0038]圖17A是用于說明變更動作圖形的行進方向的第一圖。
[0039]圖17B是用于說明變更動作圖形的行進方向的第二圖。
[0040]圖18A是用于說明變更動作圖形的行進方向的第三圖。
[0041]圖18B是用于說明變更動作圖形的行進方向的第四圖。
[0042]圖19A是用于說明在動作圖形的往復(fù)運動相對于立體形狀的軸線方向平行的情況下變更動作圖形的行進方向的第一圖。
[0043]圖19B是用于說明在動作圖形的往復(fù)運動相對于立體形狀的軸線方向平行的情況下變更動作圖形的行進方向的第二圖。
[0044]圖20A是用于說明在動作圖形的往復(fù)運動相對于立體形狀的圓周方向平行的情況下變更動作圖形的行進方向的第一圖。
[0045]圖20B是用于說明在動作圖形的往復(fù)運動相對于立體形狀的圓周方向平行的情況下變更動作圖形的行進方向的第二圖。
[0046]圖21A是第一工件模型的另一立體圖。
[0047]圖21B是圖21A表示的第一工件模型的縱斷面圖。
[0048]圖22A是第一工件模型的再另一立體圖。
[0049]圖22B是圖22A表示的第一工件模型的縱斷面圖。
[0050]圖23是表示基于本發(fā)明的第三實施方式的脫機編程裝置的顯示部的圖。
[0051]圖24A是刀具的接觸區(qū)域小的情況下的刀具的側(cè)面圖。
[0052]圖24B是圖24A表示的刀具以及工件的側(cè)面圖。
[0053]圖25A是刀具的接觸區(qū)域大的情況下的刀具的側(cè)面圖。
[0054]圖25B是圖25A表示的刀具以及工件的側(cè)面圖。
【具體實施方式】
[0055]下面參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實施方式，在以下的附圖中，給同樣的構(gòu)件附以同樣的參照符號。為容易理解，適當(dāng)變更這些附圖的比例尺。
[0056]圖1是基于本發(fā)明的第一實施方式的脫機編程裝置的概念圖。如圖1所示，脫機編程裝置10主要包含顯示部11，例如液晶顯示器或者CRT等，和控制裝置12例如數(shù)字計算機。
[0057]根據(jù)圖1可知，在顯示部11上，分別表示具有刀具15的機器人13的模型和工件W的模型。這些刀具15、機器人13以及工件W的模型間的位置關(guān)系與現(xiàn)實的位置關(guān)系對應(yīng)。因此，脫機編程裝置10在脫機示教具有刀具15的機器人13加工工件W時的程序中使用。此外，有時把刀具15、機器人13以及工件W等的模型簡稱為刀具15、機器人13以及工件W
坐寸ο
[0058]這里，第一實施方式中的刀具15是射出研磨劑等的粒子進行清潔的噴射裝置。另夕卜，工件W是有底的箱形形狀，其斷面是具有圓形的角部的矩形。下面把這樣形狀的工件W稱為第一工件Wl。[0059]如圖1所示，控制裝置12，作為生成以三維方式表現(xiàn)機器人13的作業(yè)空間的虛擬空間的虛擬空間生成部21、和在通過虛擬空間生成部21生成的虛擬空間內(nèi)配置工件W的工件模型、機器人13的機器人模型以及刀具15的刀具模型的模型配置部22起作用。如上述，刀具模型、機器人模型以及工件模型之間的位置關(guān)系與現(xiàn)實的作業(yè)空間中的刀具15、機器人13以及工件W的位置關(guān)系對應(yīng)。
[0060]進而，控制裝置12，作為存儲由表示刀具15的周期性動作的連續(xù)的軌跡形成的多種動作圖形的動作圖形存儲部23、存儲包含曲面的立體形狀A(yù)2以及包含多個連續(xù)的平面的立體形狀A(yù)l的立體形狀存儲部24、從在動作圖形存儲部23中存儲的多種動作圖形中選擇一種動作圖形的動作圖形選擇部25、從立體形狀存儲部24中選擇包含曲面的立體形狀A(yù)2或者包含多個連續(xù)的平面的立體形狀A(yù)l的立體形狀選擇部26起作用。
[0061]進而，控制裝置12，作為根據(jù)通過動作圖形選擇部25選擇的一種動作圖形全部涂抹通過立體形狀選擇部26選擇的立體形狀的曲面或者多個連續(xù)的平面，并在虛擬空間內(nèi)配置立體形狀使向工件模型的至少一個面投影動作圖形的立體形狀配置部27起作用。
[0062]進而，控制裝置12，作為向工件模型的至少一個面投影用于全部涂抹立體形狀的曲面或者多個連續(xù)的平面的動作圖形來生成刀具的加工路徑的加工路徑生成部28 ;和根據(jù)通過加工路徑生成部28生成的加工路徑和工件模型的至少一個面的法線方向，自動決定刀具模型的位置或者位置姿勢的刀具位置姿勢決定部29起作用。
[0063]進而，控制裝置12作為投影方向指定部30起作用，即，指定向工件模型的至少一個面投影用于全部涂抹立體形狀的曲面或者多個連續(xù)的平面的動作圖形的方向。進而，控制裝置12作為變更立體形狀A(yù)l、A2的尺寸的尺寸變更部31、和變更動作圖形中的周期性動作的間距間隔的間距間隔變更部32起作用。
[0064]進而，控制裝置12作為方向指定部33起作用，即指定通過動作圖形表示的刀具15的行進方向以及往復(fù)方向中的至少一方。進而，控制裝置12作為位置變更部34起作用，SP變更動作圖形中的往復(fù)運動的起點以及終點的位置。進而，控制裝置12作為接觸區(qū)域指定部35起作用，即在虛擬空間內(nèi)指定接觸工件W的刀具15的接觸區(qū)域。此外，假定控制裝置12當(dāng)然也具有存儲各種數(shù)據(jù)以及各種程序的存儲部、鼠標、鍵盤等輸入部。
[0065]圖2是表示動作圖形存儲部的細節(jié)的圖。動作圖形存儲部23存儲表示刀具15的動作的多個動作圖形。如圖2所示，動作圖形是表示刀具周期性動作的連續(xù)的軌跡。動作圖形例如包含伴隨在一個方向的勻速運動同時在大體與該方向垂直的另一方向上的往復(fù)運動的重復(fù)。在圖2中表示出大致V字形狀、大致N字形狀、大致U字形狀以及大致旋渦形狀的動作圖形。只要是使刀具15在一個方向行進同時在大體與該方向垂直的另一方向上往復(fù)運動的動作圖形，則也可以存儲其他形狀的圖形。
[0066]圖3是表示立體形狀存儲部的細節(jié)的圖。如圖3所示，立體形狀存儲部24主要存儲包含多個連續(xù)的平面的立體形狀A(yù)l和包含曲面的立體形狀A(yù)2。在圖3中立體形狀A(yù)l具有三個連續(xù)的平面，但是立體形狀A(yù)l也可以僅具有兩個連續(xù)的平面。另外，立體形狀A(yù)l的互相鄰接的平面成直角，但是也可以是和直角不同的角度。
[0067]另外，圖3等表示的立體形狀A(yù)2是圓筒的圓周面的一部分，具有扇形的端面。在圖3中，扇形的端面的中心角是90°。但是，立體形狀A(yù)2也可以具有與圓筒的圓周面不同的曲面。此外，假定上述的尺寸變更部31能夠變更立體形狀A(yù)1、A2的各種尺寸。[0068]一旦選擇，就根據(jù)多個動作圖形中的一個動作圖形全部涂抹立體形狀A(yù)l的多個連續(xù)的平面。同樣，根據(jù)多個動作圖形中的一個動作圖形全部涂抹立體形狀A(yù)2的曲面。但是，假定不根據(jù)動作圖形全部涂抹立體形狀A(yù)2的其他的面。
[0069]圖4是表示圖1表示的脫機編程裝置的動作的流程圖。下面參照圖4說明本發(fā)明的脫機編程裝置10的動作。
[0070]首先，在圖4的步驟SI，虛擬空間生成部21生成作業(yè)空間的虛擬空間，在顯示部11上顯示。進而，模型配置部22生成刀具15、機器人13以及工件W的各個的模型，在顯示部11的虛擬空間內(nèi)如上述配置。
[0071]接著，在步驟S2，操作者通過動作圖形選擇部25從動作圖形存儲部23中選擇一個動作圖形。進而，在步驟S3，操作者通過立體形狀選擇部26從立體形狀存儲部24中同樣選擇包含多個連續(xù)的平面的立體形狀A(yù)l或者包含曲面的立體形狀A(yù)2。以下，作為選擇大致U字形狀的動作圖形同時選擇包含多個連續(xù)的平面的立體形狀A(yù)l繼續(xù)說明。
[0072]接著，在步驟S4，立體形狀配置部27根據(jù)大致U字形狀的動作圖形全部涂抹所選擇的立體形狀A(yù)l的多個連續(xù)的平面。然后，立體形狀配置部27還在顯示部11的虛擬空間內(nèi)配置那樣的立體形狀A(yù)l。
[0073]圖5A?圖是第一工件模型的立體圖。如圖5A所示，立體形狀配置部27僅簡單地在顯示部11的虛擬空間內(nèi)配置立體形狀A(yù)l，有時立體形狀A(yù)l相對于第一工件模型Wl不是適當(dāng)?shù)某颉?br> [0074]在這樣的情況下，如圖5A以及圖5B所示，立體形狀配置部27變更立體形狀A(yù)l的朝向，使適合第一工件模型W1。具體說，定位立體形狀A(yù)l，使立體形狀A(yù)l的多個連續(xù)的平面相對于第一工件模型Wl的多個連續(xù)的內(nèi)表面的各個平行。
[0075]再次參照圖4，在步驟S5，加工路徑生成部28向第一工件模型Wl的內(nèi)表面投影要全部涂抹立體形狀A(yù)l的多個連續(xù)的平面的動作圖形。如圖5C所示，向?qū)?yīng)的第一工件模型Wl的各個內(nèi)表面投影立體形狀A(yù)l的各平面的動作圖形。其結(jié)果，如圖所示，在第一工件模型Wl的多個連續(xù)的平面上，被投影的立體形狀A(yù)l作為加工路徑BI顯示。進而，當(dāng)參照作為圖表示的第一工件模型的縱斷面圖的圖6時，可知加工路徑BI是選擇的大致U字形狀的動作圖形的相似形。
[0076]根據(jù)圖可知，因為第一工件模型Wl的斷面是具有圓形的角部的矩形，所以特別在角部生成加工路徑BI困難。但是在本發(fā)明中，通過簡單地向工件W的內(nèi)表面投影動作圖形生成加工路徑BI，所以即使在工件W的角部也能夠容易地生成加工路徑BI。
[0077]接著，在圖4的步驟S6，根據(jù)加工路徑BI和第一工件模型Wl的連續(xù)的多個內(nèi)表面的法線方向，刀具位置姿勢決定部29自動地決定刀具15的模型的位置或者位置姿勢。在刀具15相對于工件W是希望的角度時，例如在刀具15相對于第一工件Wl的內(nèi)表面垂直時，刀具15能夠有效地發(fā)揮其功能。因此，在步驟S6，關(guān)于加工路徑BI的某個地方的刀具15的位置姿勢，如果使刀具15相對于工件W成為希望的角度那樣配置，則自動地決定。刀具位置姿勢決定部29沿加工路徑BI依次實施那樣的作業(yè)，由此，能夠歷經(jīng)加工路徑BI全體決定刀具15的位置或者位置姿勢。
[0078]這樣，在第一實施方式中，向工件W的內(nèi)表面投影用于全部涂抹立體形狀A(yù)l的多個連續(xù)的平面的動作圖形來生成刀具15的加工路徑BI。因此，生成的加工路徑BI適合工件W的內(nèi)表面的形狀。進而，在本發(fā)明中，能夠根據(jù)這樣的加工路徑BI自動地決定刀具15的位置或者位置姿勢。因此，即使在工件W的要加工的面是包含彎曲部例如角部的情況下，也能夠容易地求出加工路徑BI，其結(jié)果，能夠大幅削減為求出刀具15的位置或者位置姿勢要求的工時。
[0079]圖7是表示基于本發(fā)明的第二實施方式的脫機編程裝置的顯示部的圖。根據(jù)圖7可知，在顯示部11中，分別表示具有刀具16的機器人13的模型和工件W的模型。第二實施方式中的刀具16是大體圓錐形的研磨機。另外，在圖7中表示出圓筒型的工件W，通過固定部17固定。以下把這樣形狀的工件W稱為第二工件W2。
[0080]進而，圖8A?圖8C是第二工件模型的立體圖。下面參照圖4以及圖7到圖8C，說明本發(fā)明的第二實施方式中的脫機編程裝置10的動作。在圖4的步驟SI，如圖7所示在顯示部11上顯示機器人13、刀具16以及第二工件W2。另外，在第二實施方式中，操作者從動作圖形存儲部23中選擇大致W字形狀的圖形，并從立體形狀存儲部24中選擇包含曲面的立體形狀A(yù)2 (步驟S2、步驟S3)。
[0081 ] 接著，在步驟S4，立體形狀配置部27根據(jù)大致W字形狀的動作圖形全部涂抹所選擇的立體形狀A(yù)2的曲面。但是，為簡潔的目的，在圖8A等中未表示動作圖形。并且，如圖8A所示，立體形狀配置部27在顯示部11的虛擬空間內(nèi)配置那樣的立體形狀A(yù)2。
[0082]在圖8A中，雖然立體形狀A(yù)2的軸線方向與第二工件W2的軸線方向一致，但是立體形狀A(yù)2相對于第二工件W2的周面的一部分沒有被配置在適當(dāng)?shù)某?。因此，立體形狀配置部27把立體形狀A(yù)2的位置姿勢相對于第二工件W2適當(dāng)變更。由此，如圖SB所示，立體形狀A(yù)2的曲面相對于第二工件W2的圓周面的一部分平行。
[0083]然后，在步驟S5，加工路徑生成部28向第二工件W2的外表面投影用于全部涂抹立體形狀A(yù)2的曲面的動作圖形。由此，如圖8C所示，立體形狀A(yù)2的動作圖形，作為加工路徑B2向第二工件W2的圓周面投影。關(guān)于步驟S6，因為和上述大體相同，所以省略再次的說明。
[0084]這樣，在第二實施方式中，向工件W的外表面投影用于全部涂抹立體形狀A(yù)2的曲面的動作圖形來生成刀具16的加工路徑B2。因此，生成的加工路徑B2適合工件W的圓周面的形狀。進而，能夠根據(jù)那樣的加工路徑B2決定刀具16的位置或者位置姿勢。因此，SP使工件W自身是圓筒形，也能夠容易地求出加工路徑B2，其結(jié)果，能夠大幅削減為求出刀具16的位置或者位置姿勢要求的工時。
[0085]圖9A?圖9D是第一工件模型的立體圖。另外，圖10是圖9D中表示的第一工件模型的縱斷面圖。以下，參照圖4以及圖9A到圖10，說明本發(fā)明的另一實施方式。
[0086]在圖4的步驟SI，如圖1所示在顯示部11上顯示機器人13、刀具15以及第一工件W1。然后，在該另一實施方式中，操作者從動作圖形存儲部23中選擇大致U字形狀的圖形，并從立體形狀存儲部24中選擇包含曲面的立體形狀A(yù)2(步驟S2、步驟S3)。此時，比較圖8A和圖9A可知，假定如后述可以變更立體形狀A(yù)2的尺寸，例如半徑、軸向長度、中心角。
[0087]接著，在步驟S4，立體形狀配置部27根據(jù)大致U字形狀的動作圖形全部涂抹所選擇的立體形狀A(yù)2的曲面。然后，如圖9A所示，立體形狀配置部27在顯示部11的虛擬空間中的第一工件Wl內(nèi)部配置那樣的立體形狀A(yù)2。
[0088]在圖9A中，立體形狀A(yù)2沒有被配置在相對于第一工件Wl適當(dāng)?shù)某蛏?。因此，立體形狀配置部27相對于第一工件Wl適當(dāng)變更立體形狀A(yù)2的位置姿勢。由此，如圖9B所示，面對立體形狀A(yù)2的曲面的底面相對于第一工件Wl的底面平行。
[0089]然后，在步驟S5，如圖9C所示，加工路徑生成部28向第一工件Wl的內(nèi)表面投影用于全部涂抹立體形狀A(yù)2的曲面的動作圖形。由此，立體形狀A(yù)2的動作圖形被作為加工路徑B3向第一工件Wl的內(nèi)表面投影(希望參照圖9D)。
[0090]另外，當(dāng)參照圖10時，可知加工路徑B3與所選擇的大致U字形狀的動作圖形是相似形。關(guān)于步驟S6，因為與上述大體相同，所以省略再次的說明。這樣，可知即使在另一實施方式中也能夠得到與上述同樣的效果。
[0091]可是，在圖5C中，在從內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)的方向上在第一工件Wl的外表面上投影用于全部涂抹立體形狀A(yù)l的動作圖形。但是，也可以通過投影方向指定部30指定該投影方向。
[0092]圖11是立體形狀以及第一工件模型的立體圖。在圖11中，立體形狀A(yù)l被配置在第一工件Wl的外側(cè)。如圖所示，立體形狀A(yù)l比第一工件Wl大，根據(jù)大致U字形狀的圖形全部涂抹立體形狀A(yù)l的多個連續(xù)的平面。
[0093]在圖11中如黑箭頭所示，通過投影方向指定部30把投影方向指定為從外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)的方向。由此，在第一工件Wl的外表面上形成加工路徑B4。與此相對，在投影方向是從內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)的方向的情況下，如圖所示，加工路徑BI在第一工件Wl的內(nèi)表面上形成。
[0094]圖12是立體形狀以及第二工件模型的立體圖。在圖12中，立體形狀A(yù)2被配置在第二工件W2的內(nèi)部。如圖所示，立體形狀A(yù)2比第二工件W2小，根據(jù)大致W字形狀的圖形全部涂抹立體形狀A(yù)2的曲面。
[0095]在圖12中如箭頭所示，通過投影方向指定部30把投影方向指定為從內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)的方向。由此，在第二工件W2的內(nèi)表面上形成加工路徑B5。與此相對，在投影方向是從外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)的方向的情況下，如圖8C所示，加工路徑B2在第二工件W2的外表面上形成。
[0096]進而，圖13是立體形狀以及第一工件模型的立體圖。在圖13中，立體形狀A(yù)2被配置在第一工件Wl的外側(cè)。如圖所示，立體形狀A(yù)2比第一工件Wl大，根據(jù)大致U字形狀的圖形全部涂抹立體形狀A(yù)2的曲面。
[0097]在圖13中如黑箭頭所示，通過投影方向指定部30把投影方向指定為從外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)的方向。由此，在第一工件Wl的外表面上形成加工路徑B6。與此相對，在投影方向是從內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)的方向的情況下，如圖9D所示，加工路徑B3在第一工件Wl的內(nèi)表面上形成。
[0098]圖14是用于說明變更立體形狀的長度、寬度以及縱深的圖。立體形狀A(yù)l具有三個連續(xù)的平面。如圖14所示，當(dāng)操作者使用尺寸變更部31時，可以變更立體形狀A(yù)l的高度，另外也可以變更位于立體形狀A(yù)l的兩端的兩個平面的長度。
[0099]另外，圖15是用于說明變更立體形狀的半徑以及中心角的圖。圖15中表示的立體形狀A(yù)2的中心角大致為180°。然后，當(dāng)操作者使用尺寸變更部31時，例如能夠把立體形狀A(yù)2的中心角變更為90°。另外，根據(jù)圖15可知，通過尺寸變更部31，也能夠變更立體形狀A(yù)2的軸向長度。這樣，在本發(fā)明中，能夠根據(jù)工件的形狀變更動作圖形被投影的立體形狀。
[0100]圖16是用于說明變更動作圖形的間距間隔的圖。當(dāng)沿形成的加工路徑進行加工時，有時根據(jù)刀具15、16的性能加工密度過小，或者過大。在那樣的情況下，優(yōu)選通過間距間隔變更部32進行動作圖形的變更。在圖16中，關(guān)于大致U字形狀的圖形，表示使其間距間隔減小的情況或者增大的情況。通過這樣的操作，可知能夠變更工件的要加工的面的加
工密度。
[0101]圖17A、圖17B、圖18A以及圖18B是用于說明變更動作圖形的前進方向的圖。在圖17A中，表示具有根據(jù)大致U字形狀的圖形全部涂抹的多個連續(xù)的平面的立體形狀A(yù)l。如圖17A所示，立體形狀A(yù)l的大致U字形狀的動作圖形由在水平方向重復(fù)的往復(fù)運動、和在往復(fù)運動的行程的端部交替進行的微小距離的鉛直方向的移動構(gòu)成。
[0102]圖17A表示的動作圖形的鉛直方向的移動，從下方朝向上方。操作者可以使用方向指定部33指定該方向。在圖17B中，表示通過方向指定部33指定了從上方朝向下方的鉛直方向的移動的動作圖形。
[0103]同樣在圖18A中表示具有根據(jù)大致U字形狀圖形全部涂抹的多個連續(xù)的平面的立體形狀A(yù)l。在圖18A中，通過方向指定部33把往復(fù)運動指定為鉛直方向同時把以微小距離的移動指定在水平方向上，這一點與圖17A表示的立體形狀A(yù)l不同。
[0104]另外，圖18A中的水平方向的移動從右方向左方延伸。當(dāng)通過方向指定部33把水平方向的移動指定為從左方向右方時，得到圖18B表示的立體形狀A(yù)l?？芍?dāng)這樣使用方向指定部33時，能夠根據(jù)工件W的面的形狀指定立體形狀A(yù)l的動作圖形的方向。
[0105]圖19A以及圖19B是用于說明在動作圖形的往復(fù)運動相對于立體形狀的軸線方向平行的情況下變更動作圖形的前進方向的圖。在這些圖中，根據(jù)大致W字形狀的動作圖形全部涂抹與第二工件W2對應(yīng)配置的立體形狀A(yù)2的曲面。另外，根據(jù)圖可知，立體形狀A(yù)2的大致W字形狀的動作圖形由相對于軸線方向大體平行重復(fù)的往復(fù)運動、和在往復(fù)運動的行程的端部交替地進行的微小距離的圓周方向的移動構(gòu)成。
[0106]圖19A表示的動作圖形的圓周方向移動是反時針。另外，在圖19B中，表示通過方向指定部33指定順時針的圓周方向的移動的動作圖形。
[0107]進而，圖20A以及圖20B是用于說明在動作圖形的往復(fù)運動相對于立體形狀的圓周方向平行的情況下變更動作圖形的前進方向的圖。在這些圖中，同樣表示了具有根據(jù)大致W字形狀圖形全部涂抹的曲面的立體形狀A(yù)2。另外，根據(jù)圖可知，立體形狀A(yù)2的大致W字形狀的動作圖形由相對于圓周方向大體平行重復(fù)的往復(fù)運動、和在往復(fù)運動的行程的端部交替進行的微小距離的軸線方向的移動構(gòu)成。在圖20A中，通過方向指定部33把往復(fù)運動指定為圓周方向同時把微小距離的移動指定為軸線方向這一點，與圖19A中表示的立體形狀A(yù)2不同。
[0108]另外，圖20A中的軸線方向的移動從第二工件W2的基端朝向前端延伸。當(dāng)通過方向指定部33把軸線方向的移動指定為從前端朝向基端時，得到圖20B中表示的立體形狀A(yù)2?？芍ㄟ^這樣使用方向指定部33，能夠根據(jù)工件W的面的形狀指定立體形狀A(yù)2的動作圖形的方向。
[0109]圖21A以及圖22A是第一工件模型的另一立體圖。在圖21A中，通過大致U字形狀圖形形成的加工路徑BI在第一工件Wl的內(nèi)表面上形成。如在圖21A中用黑圓圈所示，大致U字形狀圖形的端部，位于第一工件W的互相面對的兩個內(nèi)表面的各個上。
[0110]圖21B是圖21A表示的第一工件模型的縱斷面圖。在圖21B中，僅表示出第一工件模型Wl的三個連續(xù)的內(nèi)表面中的正中間的內(nèi)表面。因此，在圖21B中，僅表示加工路徑BI的一部分，在圖21A中未表不用黑圓圈表不的大致U字形狀的圖形的端部。
[0111]這里，位置變更部34，使動作圖形的端部的位置、即往復(fù)運動的起點和終點的位置如所希望的那樣變更。操作者操作位置變更部34，由此使圖21A中用黑圓圈表示的動作圖形的一部分的端部分別在用白箭頭表示的方向上在顯示部11上移動。
[0112]在圖22A中用虛線圍起來的地方，變更動作圖形的往復(fù)運動的端部的位置。圖22B是表示圖22A中表示的第一工件模型的縱斷面圖的與圖21B同樣的圖。如圖22B的虛線所示，使動作圖形的被變更的一部分的端部，向第一工件Wl的三個連續(xù)的內(nèi)表面中的正中間的內(nèi)表面移動。可知通過使用這樣的位置變更部34，能夠根據(jù)工件的面的形狀進行加工路徑BI的微調(diào)整。
[0113]圖23是表示基于本發(fā)明的第三實施方式的脫機編程裝置的顯示部的圖。根據(jù)圖23可知，在顯示部11上，分別表示具有刀具17的機器人13的模型和工件W3的模型。第三實施方式中的刀具17是大致圓板狀的研磨機。另外，圖23中的工件W是具有彎曲的上表面的板。下面把這樣形狀的工件W稱為第三工件W3。
[0114]進而，圖24A是刀具的接觸區(qū)域小的情況下的刀具的側(cè)面圖。另外，圖24B是圖24A表示的刀具以及工件的側(cè)面圖。在圖24A中，刀具17相對于工件的接觸區(qū)域通過接觸區(qū)域指定部35預(yù)先指定為接觸區(qū)域Z1。如圖所示，接觸區(qū)域Zl被指定為刀具17的加工面的中心附近，相對于刀具17自身非常小。
[0115]在刀具17加工第三工件W3時，刀具17相對于第三工件W3的加工部位需要成為預(yù)定的角度，例如直角。因此，在接觸區(qū)域Zl小的情況下，如圖24B所示，根據(jù)加工路徑自動地決定刀具17加工第三工件W3時的刀具17的位置姿勢。
[0116]另外，圖25A是刀具的接觸區(qū)域大的情況下的刀具的側(cè)面圖。另外，圖25B是圖25A表示的刀具以及工件的側(cè)面圖。在圖25A中，假定刀具17的接觸區(qū)域通過接觸區(qū)域指定部35變更為接觸區(qū)域Z2。根據(jù)圖25A可知，接觸區(qū)域Z2被指定為刀具17的加工面的幾乎全體。
[0117]在圖25B中，表示了在第三工件W3的中央部和兩個邊緣部的各部的刀具17。在第三工件W3的中央，因為接觸區(qū)域Z2的大部分接觸第三工件W3，所以刀具17的位置姿勢根據(jù)加工路徑自動地決定。
[0118]與此相對，在刀具17位于第三工件W3的邊緣附近時，因為接觸區(qū)域Z2大所以有時刀具17的一部分接觸配置有第三工件W3的表面L。在本發(fā)明中，在第三工件W3的邊緣附近，刀具17在最接近接觸區(qū)域Z2中的表面L的部分接觸第三工件W3。由此，能夠根據(jù)加工路徑自動地決定刀具17的位置姿勢，同時也能夠避免加工第三工件W3時刀具17接觸表面L0
[0119]在第一方式中，向工件的面投影用于全部涂抹立體形狀的曲面或者多個連續(xù)的平面的動作圖形來生成刀具的加工路徑。因此，生成的加工路徑適合工件的面的形狀。進而，能夠根據(jù)那樣的加工路徑自動地決定刀具的位置或者位置姿勢。因此，即使在工件的要被加工的面包含彎曲部的情況下或者在工件自身是筒形的情況下，也容易求出加工路徑，其結(jié)果，能夠大幅削減為求出刀具的位置或者位置姿勢要求的工時。
[0120]在第二方式中，能夠根據(jù)工件的要被加工的面的形狀變更投影動作圖形的方向。[0121]在第三方式中，能夠變更包含曲面的立體形狀或者包含多個連續(xù)的平面的立體形狀的尺寸。因此，能夠根據(jù)工件的形狀變更要根據(jù)動作圖形全部涂抹的立體形狀。
[0122]在第四方式中，能夠根據(jù)工件的面的形狀變更動作圖形的間距間隔。因此，能夠變更工件的要被加工的面的加工密度。此外，動作圖形例如包含伴隨在一個方向上的勻速移動的同時，在與其大體垂直的另一方向上的往復(fù)運動的重復(fù)。
[0123]在第五方式中，能夠根據(jù)工件的面的形狀指定動作圖形的方向。
[0124]在第六方式中，能夠根據(jù)工件的面的形狀進行加工路徑的微調(diào)整。
[0125]在第七方式中，能夠削減調(diào)整通過接觸區(qū)域指定部指定的區(qū)域接觸工件模型時的工件模型的位置或者位置姿勢的工時。
[0126]使用典型的實施方式說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，能夠進行上述的變更以及各種其他的變更、省略、追加。
【權(quán)利要求】
1.一種脫機編程裝置(10)，其示教具有對在作業(yè)空間內(nèi)配置的工件進行加工的刀具的機器人(13)的程序，其特征在于，具有: 生成以三維方式表現(xiàn)上述作業(yè)空間的虛擬空間的虛擬空間生成部(21); 在通過上述虛擬空間生成部生成的上述虛擬空間內(nèi)配置上述工件的工件模型、上述機器人的機器人模型以及上述刀具的刀具模型的模型配置部(22)； 存儲由表示上述刀具的周期性動作的連續(xù)的軌跡形成的多種動作圖形的動作圖形存儲部(23)； 存儲包含曲面的立體形狀以及包含連續(xù)的多個平面的立體形狀的立體形狀存儲部(24)； 從在上述動作圖形存儲部中存儲的上述多種動作圖形中選擇一種動作圖形的動作圖形選擇部(25)； 從上述立體形狀存儲部中選擇包含上述曲面的立體形狀或者包含上述連續(xù)的多個平面的立體形狀的立體形狀選擇部(26)； 根據(jù)通過上述動作圖形選擇部選擇的一種動作圖形全部涂抹通過上述立體形狀選擇部選擇的上述立體形狀的上述曲面或者上述連續(xù)的多個平面，并使向上述工件模型的至少一個面投影上述動作圖形地在上述虛擬空間內(nèi)配置上述立體形狀的立體形狀配置部(27); 向上述工件模型的上述至少一個面投影用于全部涂抹上述立體形狀的上述曲面或者上述連續(xù)的多個平面的上述動作圖形，來生成上述刀具的加工路徑的加工路徑生成部(28);和 根據(jù)通過該加工路徑生成部生成的上述加工路徑和上述工件模型的上述至少一個面的法線方向，自動決定上述刀具模型的位置或者位置姿勢的刀具位置姿勢決定部(29)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編程裝置，其特征在于， 還具有:投影方向指定部(30)，其指定向上述工件模型的上述至少一個面投影用于全部涂抹上述立體形狀的上述曲面或者上述連續(xù)的多個平面的上述動作圖形的方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編程裝置，其特征在于， 還具有變更上述立體形狀的尺寸的尺寸變更部(31)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編程裝置，其特征在于， 還具有變更上述動作圖形中的上述周期性動作的間距間隔的間距間隔變更部(32)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編程裝置，其特征在于， 還具有指定通過上述動作圖形表示的上述刀具的行進方向以及往復(fù)方向中的至少一方的方向指定部(33)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編程裝置，其特征在于， 還具有變更上述動作圖形中的往復(fù)運動的始點以及終點的位置的位置變更部(34)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編程裝置，其特征在于， 還具有在上述虛擬空間內(nèi)指定接觸上述工件的上述刀具的接觸區(qū)域的接觸區(qū)域指定部(35)， 上述刀具位置姿勢決定部，根據(jù)通過上述接觸區(qū)域指定部指定的上述接觸區(qū)域，從上述加工路徑自動求與上述工件模型接觸時的上述刀具模型的位置或者位置姿勢。
【文檔編號】G05B19/4093GK103454971SQ201310207145
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月30日
【發(fā)明者】后平寬之 申請人:發(fā)那科株式會社