JPH11208865A - 部品の組付け軌跡のシミュレーション方法 - Google Patents

部品の組付け軌跡のシミュレーション方法

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JPH11208865A
JPH11208865A JP1157298A JP1157298A JPH11208865A JP H11208865 A JPH11208865 A JP H11208865A JP 1157298 A JP1157298 A JP 1157298A JP 1157298 A JP1157298 A JP 1157298A JP H11208865 A JPH11208865 A JP H11208865A
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JP
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JP1157298A
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English (en)
Inventor
Shigeo Shimamura
繁生 嶋村
Tetsuo Momose
哲男 百瀬
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品の組付け経路の選定を容易に行うことが
できるようにする。 【解決手段】 干渉を確認する対象の部品ペアを指定で
きるようにし、その指定した部品ペア毎にニアミス値を
設定できるようにし、さらに、ディスプレイ画面一部
に、部品が干渉しているか干渉していないかの判断、部
品と障害物との距離がどの程度の距離離れているのかな
どをリアルタイムで表示する。図に示すディスプレイ表
示によれば、ペア部品である部品1(P1)と部品2
(P2)とはニアミス値が8と設定されていることがわ
かり、現在の部品1(P1)と部品2(P2)との距離
が6.5であるから、今選定した経路ではニアミスを起
こしていることがわかる。また、部品1(P4)と部品
2(P6)とは、今選定した経路では干渉していること
がわかる。さらに、部品1(P5)と部品2(P11)
とは、今選定した経路ではニアミスも干渉もしていない
(この場合に「?」が表示される)ことがわかる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両部品の
組付け軌跡(搬送軌跡)を比較的容易に作成できるよう
にする部品の組付け軌跡のシミュレーション方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】最近では、ロボットを用いて車両を組み
立てることが普通に行われている。車両を組み立てる場
合には、車体に部品を取り付けなければならないが、ロ
ボットにこの組み立てを行わせようとすると、干渉回避
のため、部品の搬送経路の選定が問題となる。つまり、
そのロボットが部品を車体に取り付ける場合に、部品が
車体に干渉しないように、また、部品が他の生産機械と
干渉しないようにするとともに、最も作業効率の良いと
思われる部品の組付け経路(搬送経路)を選定すること
が必要となる。従来、この選定は次のような手法で行わ
れていた。
【0003】<CADを用いる場合>まず、ロボットの
作業領域周辺のデータ(ロボット周辺に存在する障害物
等に関するデータ)に基づいてロボット周辺の状況の画
像をCAD上に展開すると共に、部品のデータに基づい
てロボットがその部品を把持している状況の画像をCA
D上に展開する。この状態でロボットを少しずつ任意の
方向に動かし、ロボットの把持している部品と周辺の障
害物(干渉物)とのクリアランスを目視して確認し、ク
リアランスが小さそうであれば、マニュアル操作で距離
を確認するなどしながら、干渉を起こさない部品の搬送
経路を選定していく。
【0004】<グラフィックシミュレータを用いる場合
>まず、CADと同様に、ロボット周辺の状況の画像と
ロボットがその部品を把持している状況の画像を展開す
る。一般的なグラフィックシミュレータには、自動ニア
ミス確認機能と干渉チェック機能とが設けられているの
で、ロボットの把持している部品が周辺の障害物とニア
ミスすると、その部品が黄色に表示され、一方、干渉す
ると、その部品が赤色に表示される。したがって、これ
らの機能を用いて干渉しないようにロボットで部品を動
かしながら干渉しない部品の搬送経路を選定していく。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、CAD
やグラフィックシミュレーションを用いて搬送経路の選
定をする従来の手法では、 CADの場合、干渉チェックは全て人間が行わなけれ
ばならないので、信頼性の面で問題があるばかりでな
く、必要に応じて測定モードに入ったり出たりするた
め、搬送経路の選定に非常に多くの工数を要する。
【0006】また、グラフィックシミュレータの場
合、ニアミス表示をさせるためには、部品ごとにニアミ
ス値を設定する(一般的には一律でしか設定できない)
必要があり、また、ニアミス値が適切でなかった場合に
は、設定し直した回数だけ再度確認する必要があり、一
旦干渉してしまってから搬送位置を修正するには、自動
ニアミス確認機能または干渉チェック機能(干渉すると
部品を赤色に表示させる機能)から抜け出さなければな
らないので、これらの機能に入ったり出たりするための
繁雑な操作が必要になる。 等の問題があり、いずれの手法を用いたとしても、経路
選定には多大の工数と時間とが必要になる。
【0007】本発明は、このような従来の問題を少しで
も解消するために設けられたものであり、部品の組付け
経路の選定を容易に行うことができるようにした部品配
置シミュレーション方法の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、次のように構成される。請求項1に記載
の発明は、部品の搬送経路の周辺状況を表示し、当該表
示内で当該部品を当該搬送経路中に存在する干渉物に干
渉させないように動かしながら部品の組付け経路を作成
するために用いられる部品の組付け軌跡のシミュレーシ
ョン方法であって、部品毎にニアミス値を設定し、部品
の組付け経路の作成中に部品と干渉物との距離が当該部
品に設定したニアミス値よりも小さくなるとニアミスに
なっていることを表示することを特徴とする部品の組付
け軌跡のシミュレーション方法である。
【0009】請求項2に記載の発明は、部品の搬送経路
の周辺状況を表示し、当該表示内で当該部品を当該搬送
経路中に存在する干渉物に干渉させないように動かしな
がら部品の組付け経路を作成するために用いられる部品
の組付け軌跡のシミュレーション方法であって、部品の
組付け経路の作成中に前記部品と干渉物との距離を前記
表示の一部に表示することを特徴とする部品の組付け軌
跡のシミュレーション方法である。
【0010】請求項3に記載の発明は、部品の搬送経路
の周辺状況を表示し、当該表示内で当該部品を当該搬送
経路中に存在する干渉物に干渉させないように動かしな
がら部品の組付け経路を作成するために用いられる部品
の組付け軌跡のシミュレーション方法であって、部品毎
にニアミス値を設定し、部品の組付け経路の作成中に、
当該設定されたニアミス値に基づいて前記部品と干渉物
との干渉の有無、ニアミス状態を前記表示の一部に表示
することを特徴とする部品の組付け軌跡のシミュレーシ
ョン方法である。
【0011】請求項4に記載の発明は、部品の搬送経路
の周辺状況を表示し、当該表示内で当該部品を当該搬送
経路中に存在する干渉物に干渉させないように動かしな
がら部品の組付け経路を作成するために用いられる部品
の組付け軌跡のシミュレーション方法であって、部品毎
にニアミス値を設定し、部品の組付け経路の作成中に、
当該設定されたニアミス値に基づいて前記部品と干渉物
との干渉の有無、ニアミス状態を前記表示の一部に表示
するとともに、前記部品と干渉物との距離を前記表示の
一部に表示することを特徴とする部品の組付け軌跡のシ
ミュレーション方法である。
【0012】
【発明の効果】以上のように構成された発明は、各請求
項ごとに次のような効果を奏する。請求項1に記載の発
明によれば、部品毎にニアミス値を設定できるように
し、このニアミス値に基づいてニアミス状態を表示でき
るようにしたので、部品毎に最適な組付け経路の作成が
可能となる。
【0013】請求項2に記載の発明によれば、部品の組
付け経路の作成中に部品と干渉物との距離をリアルタイ
ムでディスプレイの表示の一部に表示できるようにした
ので、部品の組付け経路の選定を短時間かつ少ない工数
で容易に行うことができるようになる。
【0014】請求項3に記載の発明によれば、設定され
たニアミス値に基づいて部品と干渉物との干渉の有無、
ニアミス状態をリアルタイムでディスプレイの表示の一
部に表示できるようにしたので、部品毎に最適な組付け
経路の作成が可能となる。
【0015】請求項4に記載の発明によれば、設定され
たニアミス値に基づいて部品と干渉物との干渉の有無、
ニアミス状態をリアルタイムに表示の一部に表示すると
ともに、部品と干渉物との距離をリアルタイムに表示の
一部に表示するようにしたので、部品毎に最適な組付け
経路の作成が可能となるとともに、部品の組付け経路の
選定を短時間かつ少ない工数で容易に行うことができる
ようになる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の1実施形態を図
面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の方法を
実施する装置の概略構成図である。このグラフィックシ
ミュレータ25は、キーボード1、マウス3、表示装置
45、記憶装置35を備えている。キーボード1および
マウス3は、グラフィックシミュレータ25に各種の指
示を与えるものであり、表示装置45は、たとえばCR
Tディスプレイや液晶ディスプレイ等の画像表示装置で
あり、記憶装置35は、本発明方法をプログラムとして
記憶している部分である。
【0017】このグラフィックシミュレータ25は、後
で詳しく説明するが、組付軌跡作成機能、組付軌跡作成
支援機能、干渉確認機能という3つの代表的な機能を備
えている。干渉確認機能は、部品毎にニアミス値を設定
するニアミス値の部品毎設定機能、リアルタイムで干渉
やニアミスの状況を数値表示できる干渉/ニアミス状況
のリアルタイム数値表示機能という2つの機能からな
る。
【0018】したがって、オペレータは、キーボード1
とマウス3を使用して、ロボットに把持させた部品をシ
ミュレーション操作によって動かしながら、その部品
が、他の生産設備や組付けの対象となるワーク(たとえ
ば車体)と干渉しない最適な組付け経路を比較的短時間
で容易に作成することができる。この作成の際に手助け
となるのが組付軌跡作成支援機能、干渉確認機能であ
る。
【0019】図2は、本発明の方法を実施する装置の具
体的な構成を示すブロック図であり、図1の装置をさら
に具体的に記述したものである。グラフィックシミュレ
ータ25の入力処理部10では、キーボード1やマウス
3からの入力にしたがって、ペアとなる部品の設定(部
品ペア設定)、そのペアとなった部品毎のニアミス値の
設定(ペア毎ニアミス値)、干渉/ニアミスモードを実
行するための設定(干渉/ニアミスアクティブ)、部品
の位置と姿勢を決めるマウスドラッグ(マウスドラッ
グ)、選定(作成)した組付軌跡を再現する場合の設定
(軌跡(パス)定義)等の各種の設定を行う。
【0020】演算部20では、部品ごとの形状データが
記憶されている部品形状データベースを備え、キーボー
ドの操作によって設定された部品ペアのデータをこのデ
ータベースから取出し、マウスドラッグによって決定さ
れた部品ペアの部品位置と姿勢並びに設定されたペア毎
のニアミス値に基づいて部品と他の障害物との干渉/ニ
アミス演算をする。また、軌跡(パス)定義の設定が終
了すると、作成済みの組付軌跡に基づいて部品を連続的
に動かして運動シミュレーションを行う演算機能も有し
ている。
【0021】出力処理部30は、設定された部品ペアの
情報を部品ペア情報として格納し、そのペアとなった部
品毎に設定されたニアミス値をペア毎ニアミス値情報と
して格納し、干渉/ニアミスモードが指定されたことを
干渉/ニアミスアクティブ情報として格納する。つま
り、出力処理部30内には、記憶装置35が設けられ、
これらの情報は、この記憶装置35に記憶されることに
なる。演算部20で干渉/ニアミス演算が行われるが、
この演算結果は、出力部30で干渉有無/ペア部品間距
離の演算に用いられ、その演算結果をディスプレイ40
に表示させる。
【0022】本発明方法を実施するグラフィックシミュ
レータの概略の構成は以上の通りであるが、以下に、図
3および図4のフローチャートに基づいて本発明の部品
の組付け軌跡のシミュレーション方法を詳細に説明す
る。
【0023】組付け軌跡の選定作業を開始する前に、ま
ず、干渉の確認の対象となる部品のペアを指定する。こ
の指定は、前述したようにキーボード1の操作によって
行われる。この部品ペアは、組付けの対象となるワーク
とこのワークに取り付ける部品(障害物も含む)である
(S1)。
【0024】次に、この部品ペア毎にニアミス値を設定
する。このようにニアミス値が部品ペア毎に設定できる
と、それぞれの部品の組付け経路の適切な選定ができる
ようになる。たとえば、ある部品はニアミス値を10m
mだけ設定しておけば良いのに、従来のように一律に3
0mmのニアミス値が設定されてしまうのでは、組付け
経路の選定の自由度が小さくなってしまうが、このよう
に、部品形状などの特徴に応じて最適なニアミス値を設
定できるようにしておけば、組付け経路の選定の自由度
が大きくなる(S2)。
【0025】以上の設定が終了したら、いよいよマウス
3またはキーボード1の操作によって、ディスプレイ4
0に表示されている部品を選択してその部品を動かす準
備をする。この操作が開始させると、ディスプレイの画
面の一部にウインドウが生成され、そこに干渉/ニアミ
ス表示窓を表示する(S3)。そして、干渉/ニアミス
確認モードに入り、干渉およびニアミスの発生を認識で
きるようにする(S4)。つぎに、マウス3またはキー
ボード1の操作にしたがって組付け部品を移動させる
(S5)。
【0026】グラフィックシミュレータ25では、出力
部30によって演算された干渉の有無とペア部品間距離
を干渉/ニアミス表示窓に、たとえば図5に示すように
表示する。このディスプレイ表示によれば、部品1(P
1)と部品2(P2)とはニアミス値が8と設定されて
いることがわかり、現在の部品1(P1)と部品2(P
2)との距離が6.5であるから、今選定した経路では
ニアミスを起こしていることがわかる。また、部品1
(P4)と部品2(P6)とは、今選定した経路では干
渉していることがわかる。さらに、部品1(P5)と部
品2(P11)とは、今選定した経路ではニアミスも干
渉もしていない(この場合に「?」が表示される)こと
がわかる。なお、アクティブの欄のAの表示は、本発明
の方法によって最終的に作成された組付け軌跡(軌跡定
義)の検証(運動シミュレーション)をする場合に、A
の表示が付されている区間のみ干渉のチェックを行うよ
うにするためである。このような機能によって、運動シ
ミュレーションの時間を短縮することができるようにな
る(S6)。
【0027】オペレータは、このような表示を見ながら
部品を移動させ、ニアミスも干渉もしない経路を選択し
ながら随時軌跡の座標を記憶させ、その部品の組付け経
路を作成していく(S7)。
【0028】図4は、図3のステップS3とS4の処理
を詳しく説明するためのフローチャートである。干渉確
認対象部品のペアを指定する処理と、ペア毎にニアミス
値を設定する処理とは、図3のS1,S2のステップと
全く同じであるので説明は省略する(S11、S1
2)。設定が終了すると、次に干渉/ニアミスの確認モ
ードに入るかどうかをオペレータに問う(S13)。オ
ペレータが干渉/ニアミスの確認モードに入る指示を出
した場合には、前述したような干渉/ニアミスの状況が
ディスプレイに表示される干渉/ニアミスの確認モード
に入り、オペレータは、干渉/ニアミスの表示を見なが
ら、マウス3またはキーボード1の操作によって動かさ
れた部品の組付け軌跡を作成する(S14)。一方、こ
の干渉/ニアミスの確認モードに入る指示を出さなかっ
た場合には、従来と同様の干渉(部品が赤色で表示)、
ニアミス(部品が黄色で表示)の状況を見ながらマウス
3またはキーボード1の操作によってラフな部品の組付
け軌跡を作成する(S15)。
【0029】干渉/ニアミス確認モードに入った場合に
は、組付け軌跡作成支援機能に入るかどうかをオペレー
タに問うが、この組付け軌跡作成支援機能のモードが指
定されなければ、干渉/ニアミスの確認モードの実行の
みをし(S16)、組付け軌跡作成支援機能のモードが
指定されれば、このモードが実行されて、干渉/ニアミ
ス確認モードで選定された組付け軌跡とこの干渉/ニア
ミス確認モードではなく手動で選定された組付け軌跡が
最適の軌跡となるように自動的に軌跡の修正をする(S
17)。
【0030】このように、本発明の方法では、干渉を確
認する対象の部品ペアを指定できるようにし、その指定
した部品ペア毎にニアミス値を設定できるようにし、さ
らに、ディスプレイ画面一部に、部品が干渉しているか
干渉していないかの判断、部品と障害物との距離がどの
程度の距離離れているのかなどをリアルタイムで表示す
るようにしているので、部品の組付け経路の作成作業が
容易になり、軌跡精度の向上と工数の低減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の方法を実施する装置の概略構成図で
ある。
【図2】 本発明の方法を実施する装置の具体的な構成
を示すブロック図である。
【図3】 図2のディスプレイに表示される画面の一例
を示す図である。
【図4】 本発明の方法を示すフローチャートである。
【図5】 本発明の方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10…入力部、 20…演算部、 25…グラフィックシミュレータ、 30…出力処理部、 40…ディスプレイ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 部品の搬送経路の周辺状況を表示し、 当該表示内で当該部品を当該搬送経路中に存在する干渉
    物に干渉させないように動かしながら部品の組付け経路
    を作成するために用いる部品の組付け軌跡のシミュレー
    ション方法であって、 部品毎にニアミス値を設定し、 部品の組付け経路の作成中に部品と干渉物との距離が当
    該部品に設定したニアミス値よりも小さくなるとニアミ
    スになっていることを表示することを特徴とする部品の
    組付け軌跡のシミュレーション方法。
  2. 【請求項2】 部品の搬送経路の周辺状況を表示し、 当該表示内で当該部品を当該搬送経路中に存在する干渉
    物に干渉させないように動かしながら部品の組付け経路
    を作成するために用いる部品の組付け軌跡のシミュレー
    ション方法であって、 部品の組付け経路の作成中に前記部品と前記干渉物との
    距離を前記表示の一部に表示することを特徴とする部品
    の組付け軌跡のシミュレーション方法。
  3. 【請求項3】 部品の搬送経路の周辺状況を表示し、 当該表示内で当該部品を当該搬送経路中に存在する干渉
    物に干渉させないように動かしながら部品の組付け経路
    を作成するために用いる部品の組付け軌跡のシミュレー
    ション方法であって、 部品毎にニアミス値を設定し、 部品の組付け経路の作成中に、当該設定されたニアミス
    値に基づいて前記部品と前記干渉物との干渉の有無、ニ
    アミス状態を前記表示の一部に表示することを特徴とす
    る部品の組付け軌跡のシミュレーション方法。
  4. 【請求項4】 部品の搬送経路の周辺状況を表示し、 当該表示内で当該部品を当該搬送経路中に存在する干渉
    物に干渉させないように動かしながら部品の組付け経路
    を作成するために用いる部品の組付け軌跡のシミュレー
    ション方法であって、 部品毎にニアミス値を設定し、 部品の組付け経路の作成中に、当該設定されたニアミス
    値に基づいて前記部品と前記干渉物との干渉の有無、ニ
    アミス状態を前記表示の一部に表示するとともに、前記
    部品と前記干渉物との距離を前記表示の一部に表示する
    ことを特徴とする部品の組付け軌跡のシミュレーション
    方法。
JP1157298A 1998-01-23 1998-01-23 部品の組付け軌跡のシミュレーション方法 Pending JPH11208865A (ja)

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