CN103568008A - 机器人系统以及机器人控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供机器人系统以及机器人控制装置。在使包含具有多个连杆以及多个关节的臂部和被设置在臂部的前端的末端执行器的可动部沿着多个教导点移动时,根据教导点的位置信息以及障碍物的位置信息来判定可动部是否与障碍物干扰。在判定为可动部与障碍物在规定的教导点干扰的情况下,根据限制信息变更规定的教导点的位置。另外,判定可动部在第1教导点与第2教导点之间是否与障碍物干扰。在判定为可动部在第1教导点与第2教导点之间与障碍物干扰的情况下,根据接近限制信息以及脱离限制信息,在第1教导点与第2教导点之间追加教导点。
Description
技术领域
本发明涉及机器人系统以及机器人控制装置。
背景技术
专利文献1公开了在使机器人沿着连接教导点而成的移动路线移动时,在移动路线与障碍物干扰的情况下,为了不干扰而在路线上追加通过点进行教导修正作业的机器人程序生成装置。
专利文献1:日本特开2008-254172号公报
然而,在专利文献1所记载的发明中,存在通过点的追加必须由作业者本身进行的问题。
发明内容
于是,本发明的目的在于提供一种在机器人与障碍物碰撞的情况下,能够自动地修正或者追加教导点的机器人系统、机器人控制装置、机器人控制方法以及机器人控制程序。
为了解决上述课题的第一方式为机器人系统,其特征在于,具备:臂部,其具有多个连杆以及多个关节;末端执行器,其被设置在上述臂部的前端;动作控制部,其按照上述末端执行器沿着多个教导点移动的方式来使上述臂部移动;存储部,其存储构成上述多个教导点的各教导点的信息即上述教导点的位置信息和使上述末端执行器向上述教导点接近时的限制信息;获取部,其获取障碍物的位置信息;第1判定部,其根据上述教导点的位置信息和上述障碍物的位置信息,来判定在使上述末端执行器沿着上述多个教导点移动时,上述臂部或者上述末端执行器与上述障碍物是否在上述多个教导点中的规定的教导点处干扰;以及变更部,其在判定为上述臂部或者上述末端执行器与上述障碍物在上述规定的教导点处干扰的情况下,根据上述限制信息来变更上述规定的教导点的位置。
由此,在教导点机器人与障碍物碰撞的情况下,能够自动地修正教导点,从而机器人不与障碍物碰撞。
这里,也可以具备第2判定部,上述第2判定部判定上述末端执行器在上述规定的教导点处是否进行动作,在上述末端执行器在上述规定的教导点处不进行动作的情况下,上述变更部变更上述规定的教导点的位置。由此,能够仅在末端执行器不进行动作的情况下进行教导点的修正。
这里,也可以上述限制信息是对使上述末端执行器向上述各教导点接近的方向进行限定的信息,上述变更部通过使上述规定的教导点向上述限制信息所示的方向移动规定量,来变更上述规定的教导点的位置。由此,能够将教导点的修正候补限定为单向,缩短处理时间。
这里,也可以具备限制信息生成部,上述限制信息生成部根据上述规定的教导点的位置、在上述规定的教导点之前上述末端执行器所通过的教导点的位置以及上述障碍物的形状,来生成上述限制信息,上述存储部存储上述生成的限制信息。由此,能够生成并存储与修正后的教导点相关的限制信息。
第一方式的变形例为机器人控制装置,其特征在于,具备:动作控制部,其按照末端执行器沿着多个教导点移动的方式来使上述臂部移动,其中,上述末端执行器被设置在具有多个连杆以及多个关节的臂部的前端;获取部,其获取构成上述多个教导点的各教导点的信息即上述教导点的位置信息、使上述末端执行器向上述教导点接近时的限制信息以及障碍物的位置信息;第1判定部,其根据上述教导点的位置信息和上述障碍物的位置信息,来判定在使上述末端执行器沿着上述多个教导点移动时,上述臂部或者上述末端执行器与上述障碍物在上述多个教导点中的规定的教导点处是否干扰;以及变更部,其在判定为上述臂部或者上述末端执行器与上述障碍物在上述规定的教导点处干扰的情况下,根据上述限制信息来变更上述规定的教导点的位置。
第一方式的变形例为机器人控制方法,其特征在于,具备如下步骤,即具备:按照末端执行器沿着多个教导点移动的方式来使上述臂部移动的步骤,其中,上述末端执行器被设置在具有多个连杆以及多个关节的臂部的前端;获取上述多个教导点的位置信息和障碍物的位置信息的步骤;根据上述多个教导点的位置信息和上述障碍物的位置信息,来判定在使上述末端执行器沿着上述多个教导点移动时,上述臂部或者上述末端执行器与上述障碍物在上述多个教导点中的规定的教导点处是否干扰的步骤;以及在判定为上述臂部或者上述末端执行器与上述障碍物在上述规定的教导点处干扰的情况下,获取针对上述规定的教导点的限制信息即使上述末端执行器接近时的限制信息,根据该获取到的限制信息来变更上述规定的教导点的位置的步骤。
第一方式的变形例为机器人控制程序,其特征在于,使运算装置执行如下步骤,即使运算装置执行:按照末端执行器沿着多个教导点移动的方式来使上述臂部移动的步骤,其中,上述末端执行器被设置在具有多个连杆以及多个关节的臂部的前端;获取上述多个教导点的位置信息和障碍物的位置信息的步骤;根据上述多个教导点的位置信息和上述障碍物的位置信息,来判定在使上述末端执行器沿着上述多个教导点移动时,上述臂部或者上述末端执行器与上述障碍物在上述多个教导点中的规定的教导点处是否干扰的步骤;以及在判定为上述臂部或者上述末端执行器与上述障碍物在上述规定的教导点处干扰的情况下,获取针对上述规定的教导点的限制信息即使上述末端执行器接近时的限制信息,根据该获取到的限制信息来变更上述规定的教导点的位置的步骤。
第二方式为机器人系统,其特征在于,具备:臂部,其具有多个连杆以及多个关节;末端执行器,其被设置在上述臂部的前端;动作控制部,其按照上述末端执行器沿着多个教导点移动的方式来使上述臂部移动;存储部,其存储构成上述多个教导点的各教导点的信息即上述教导点的位置信息、使上述末端执行器向上述教导点接近时的限制信息即接近限制信息、以及使上述末端执行器从上述教导点脱离时的限制信息即脱离限制信息;获取部,其获取障碍物的位置信息;判定部,其根据上述多个教导点的位置信息和上述障碍物的位置信息,来判定在使上述末端执行器沿着上述多个教导点移动时,上述臂部或者上述末端执行器与上述障碍物在上述多个教导点中的第1教导点与上述第1教导点之后上述末端执行器所通过的第2教导点之间是否干扰;以及追加部,其在判定为上述臂部或者上述末端执行器与上述障碍物在上述第1教导点与上述第2教导点之间干扰的情况下,根据上述接近限制信息以及上述脱离限制信息在上述第1教导点与上述第2教导点之间追加上述教导点。
由此,在机器人与障碍物在教导点与教导点之间碰撞的情况下,能够自动地追加教导点,从而能够在教导点与教导点之间使机器人与障碍物不碰撞。
这里,也可以上述追加部根据与上述第1教导点相关的上述脱离限制信息,在上述第1教导点与上述第2教导点之间追加第3教导点,并且根据与上述第2教导点相关的上述接近限制信息,在上述第3教导点与上述第2教导点之间追加第4教导点。由此,能够使教导点的追加自动且容易地进行。
这里,也可以上述接近限制信息是对使上述末端执行器向上述各教导点接近的方向进行限定的信息,上述脱离限制信息是对使上述末端执行器从上述各教导点脱离的方向进行限定的信息,上述追加部将使上述第1教导点向上述脱离限制信息所示的方向移动了规定量的位置作为上述第3教导点的位置,在使上述第2教导点向上述接近限制信息所示的方向移动了规定量的位置追加上述第4教导点。由此,能够将教导点的追加候补限定为单向,缩短处理时间。
这里,也可以具备限制信息生成部,上述限制信息生成部根据上述第1教导点以及上述第2教导点的位置和上述障碍物的形状,来生成上述接近限制信息以及上述脱离限制信息,上述存储部存储上述生成的接近限制信息以及上述生成的脱离限制信息。由此,能够生成并存储所追加的教导点的接近限制信息、脱离限制信息。
第二方式的变形例为机器人控制装置,其特征在于,具备:动作控制部,其按照末端执行器沿着多个教导点移动的方式来使臂部移动,其中,上述末端执行器被设置在具有多个连杆以及多个关节的上述臂部的前端;获取部,其获取构成上述多个教导点的各教导点的信息即上述教导点的位置信息、使上述末端执行器向上述教导点接近时的限制信息即接近限制信息、使上述末端执行器从上述教导点脱离时的限制信息即脱离限制信息以及障碍物的位置信息;第2判定部,其根据上述多个教导点的位置信息和上述障碍物的位置信息,来判定在使上述末端执行器沿着上述多个教导点移动时,上述臂部或者上述末端执行器与上述障碍物在上述多个教导点中的第1教导点与上述第1教导点之后上述末端执行器所通过的第2教导点之间是否干扰;以及追加部,其在判定为上述臂部或者上述末端执行器与上述障碍物在上述第1教导点与上述第2教导点之间干扰的情况下,根据上述接近限制信息以及上述脱离限制信息在上述第1教导点与上述第2教导点之间追加上述教导点。
第二方式的变形例为机器人控制方法,其特征在于,具备如下步骤,即具备:按照末端执行器沿着多个教导点移动的方式来使臂部移动的步骤,其中,上述末端执行器被设置在具有多个连杆以及多个关节的上述臂部前端;获取上述多个教导点的位置信息和障碍物的位置信息的步骤;根据上述多个教导点的位置信息和上述障碍物的位置信息,来判定在使上述末端执行器沿着上述多个教导点移动时,上述臂部或者上述末端执行器与上述障碍物在上述多个教导点中的第1教导点与上述第1教导点之后上述末端执行器所通过的第2教导点之间是否干扰的步骤;在判定为上述臂部或者上述末端执行器与上述障碍物在上述第1教导点与上述第2教导点之间干扰的情况下,获取作为使上述末端执行器向上述教导点接近时的限制信息的接近限制信息即与上述第2教导点相关的接近限制信息,并且获取作为使上述末端执行器从上述教导点脱离时的限制信息的脱离限制信息即与上述第1教导点相关的脱离限制信息的步骤;根据上述第1教导点的脱离限制信息在上述第1教导点与上述第2教导点之间追加第3教导点的步骤;以及根据上述第2教导点的接近限制信息在上述第3教导点与上述第2教导点之间追加第4教导点的步骤。
第二方式的变形例为机器人控制程序,其特征在于,使运算装置执行如下步骤,即使运算装置执行:按照末端执行器沿着多个教导点移动的方式来使臂部移动的步骤,其中,上述末端执行器被设置在具有多个连杆以及多个关节的上述臂部的前端;获取上述多个教导点的位置信息和障碍物的位置信息的步骤;根据上述多个教导点的位置信息和上述障碍物的位置信息,来判定在使上述末端执行器沿着上述多个教导点移动时,上述臂部或者上述末端执行器与上述障碍物在上述多个教导点中的第1教导点与上述第1教导点之后上述末端执行器所通过的第2教导点之间是否干扰的步骤;在判定为上述臂部或者上述末端执行器与上述障碍物在上述第1教导点与上述第2教导点之间干扰的情况下,获取作为使上述末端执行器向上述教导点接近时的限制信息的接近限制信息即与上述第2教导点相关的接近限制信息,并且获取作为使上述末端执行器从上述教导点脱离时的限制信息的脱离限制信息即与上述第1教导点相关的脱离限制信息的步骤;根据与上述第1教导点相关的脱离限制信息在上述第1教导点与上述第2教导点之间追加第3教导点的步骤;以及根据与上述第2教导点相关的接近限制信息在上述第3教导点与上述第2教导点之间追加第4教导点的步骤。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的机器人系统1的结构的一个例子的系统构成图。
图2是表示机器人系统1的功能构成的一个例子的框图。
图3是表示教导点信息的一个例子的图。
图4是表示干扰信息的一个例子的图。
图5是表示障碍物信息的一个例子的图。
图6是表示控制部20的硬件构成的图。
图7是表示机器人系统1的教导点修正处理的流程的流程图。
图8是说明教导点修正处理的图。
图9是表示机器人系统1的接近限制信息生成处理的流程的流程图。
图10是说明接近限制信息生成处理的图。
图11是表示教导点修正处理的教导点修正步骤(步骤S16)的处理的流程的流程图。
图12是说明教导点修正步骤(步骤S16)的图。
图13是表示机器人系统1的教导点追加处理的流程的流程图。
图14是说明教导点追加处理的图。
图15是表示机器人系统1的脱离限制信息生成处理的流程的流程图。
图16是说明教导点追加处理的图。
具体实施方式
参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。
图1是表示本发明的一个实施方式的机器人系统1的结构的一个例子的系统构成图。本实施方式的机器人系统1主要具备机器人10、控制部20以及拍摄部30。
机器人10是具备了臂部11和设置于臂部11的前端的手部14的臂型机器人。另外,在图1中,图示了具有2条臂部11的所谓双臂机器人,但是也可以具有1条机械臂。以下,将臂部11以及手部14称为可动部15(参照图2等)。
臂部11包括多个关节(关节)12和多个连杆13。
各关节12使连杆13之间、机器人的基座(机身)与连杆13等能够转动地连接。各关节12例如是旋转关节,被设置成能够使连杆13之间的角度变化,或者使连杆13轴旋转。因此,通过使各关节12联动地驱动,能够使手部14在规定的可动范围内自由地移动,并且能够朝向任意方向。
手部14具备例如2根以上手指,通过使这些手指弯曲或者移动来夹着把持工件40。当然,手部14的结构只要能够握持工件40即可不特别限定。此外,在本实施方式中,将手部14的位置称为可动部15的“作业点”(所谓的末端执行器)。
手部14上设置有传感器(未图示)。传感器例如检测施加给手部14的外力等。
另外,关节12以及手部14上设置有用于使它们动作的致动器(未图示)。致动器例如具备伺服马达、编码器等。编码器输出的编码值用于控制部20对机器人10的反馈控制。
此外,机器人10的结构是在说明本实施方式的特征时说明了主要构成的结构,并不限定于上述的结构。并不排除一般的把持机器人所具备的结构。例如,在图1中表示了6轴的臂部,但是也可以进一步使轴数(关节数)增加或者减少。也可以使连杆的数量增减。另外,也可以适当地变更臂、手部、连杆、关节等各种部件的形状、大小、配置、结构等。
拍摄部30是对机器人10的外部环境(例如,图示的作业台附近)进行拍摄并生成图像数据的单元。拍摄部30例如包括拍摄部件,被设置于作业台、天花板、墙壁等。
拍摄部30从规定的方向、在图1中为右斜前方的方向拍摄手部14的关注点X以及工件40。另外,拍摄部30的拍摄方向并不限定于此。
控制部20进行控制机器人10整体的处理。控制部20可以(能够远程操作地)设置在与机器人10的主体分离的位置,也可以内置于机器人10。
接下来,对机器人系统1的功能构成例进行说明。图2是机器人系统1的功能框图。
机器人10主要具备中央控制部101和动作控制部102。
中央控制部101统一地控制其他各部(102)等。
动作控制部102根据从输出部204输出的信息、致动器的编码值、以及传感器的传感值等控制可动部15。例如,动作控制部102使致动器驱动,从而使可动部15沿着从输出部204输出的教导点的信息移动。另外,动作控制部102在教导点的信息指示了使末端执行器动作的情况下,使手部14动作并把持工件40。
控制部20具备中央控制部201、存储部202、障碍物信息生成部203、输出部204、教导点干扰确认部205、教导点参数修正部206、新教导点追加部207、新教导点参数计算部208、末端执行器动作确认部209、教导点DB210、以及障碍物DB211。
中央控制部201统一地控制其他各部(202~211)。
存储部202存储各种数据、程序。
障碍物信息生成部203获取由拍摄部30拍摄得到的图像数据,根据图像数据生成障碍物信息并存储于障碍物DB211。后面详述障碍物信息。
输出部204将表示可动部15的移动量、移动方向等的信息输出给动作控制部102。例如,在教导点干扰确认部205中确认教导点与工件40不干扰的情况下,输出部204从教导点DB210获取教导点的信息,将该信息输出给动作控制部102。
教导点干扰确认部205根据存储于教导点DB210的教导点的信息、和存储于障碍物DB211的障碍物的信息,来确认可动部15与工件40(障碍物)是否干扰。另外,教导点干扰确认部205根据存储于教导点DB210的教导点的信息和存储于障碍物DB211的障碍物的信息,来确认在连接教导点与教导点而成的移动路径(路线)上,可动部15与工件40(障碍物)是否干扰。
教导点参数修正部206计算通过教导点干扰确认部205确认出可动部15与障碍物干扰这一情况的教导点的参数(后面详述)。另外,教导点参数修正部206使用计算出的参数来修正教导点DB210的教导点。
新教导点追加部207在通过教导点干扰确认部205确认出可动部15与障碍物被在路线上干扰这一情况时,追加新的教导点。
新教导点参数计算部208计算通过新教导点追加部207追加的教导点的参数。另外,新教导点参数计算部208将设定了计算出的参数的教导点追加给教导点DB210。
末端执行器动作确认部209根据存储于教导点DB210的教导点的信息和存储于障碍物DB211的障碍物的信息,来确认在与工件40(障碍物)干扰的教导点处是否设定有末端执行器动作。
另外,教导点干扰确认部205、教导点参数修正部206、新教导点追加部207、新教导点参数计算部208以及末端执行器动作确认部209进行的处理在后面进行详述。
教导点DB210中存储有教导点信息2101和干扰信息2102。障碍物DB211中存储有障碍物信息2111。
教导点信息2101是机器人的教导点群的信息。预先设定的教导点的信息被预先存储于教导点信息2101。被变更、追加的教导点的信息通过教导点参数修正部206或者新教导点参数计算部208,被追加到教导点信息2101。
图3是表示教导点信息2101的图。教导点信息2101主要具备教导点编号保存区域2101a、前端位置姿势保存区域2101b、参数保存领域2101c、标志保存区域2101d、接近限制信息保存区域2101e、以及脱离限制信息保存区域2101f。教导点编号保存区域2101a、前端位置姿势保存区域2101b、参数保存区域2101c、标志保存区域2101d、接近限制信息保存区域2101e、以及脱离限制信息保存区域2101f彼此关联。
教导点编号保存区域2101a中保存有教导点的识别信息(例如,编号)。动作控制部102使可动部15沿着按编号从小到大的顺序连接教导点而成的路线移动。
前端位置姿势保存区域2101b中保存有机器人前端的目标位置以及姿势。机器人前端的目标位置由手部14的前端的x坐标、y坐标以及z坐标决定。机器人前端的姿势由手部14的侧倾角、俯仰角和偏转角以及参数决定。另外,x坐标、y坐标以及z坐标是控制部20识别的机器人10的坐标系统(机器人坐标系统)中的坐标。
参数保存区域2101c中保存有用于唯一地决定机器人的冗余自由度的参数。例如,在三维7轴机器人的情况下,能够作为决定与臂部11的肘相当的部分的位置的参数。
标志保存区域2101d中保存有对于机器人前端的目标位置姿势是否执行末端执行器动作处理的标志(flag)。在标志保存区域2101d中保存有“0”的情况下,表示不进行末端执行器动作。在标志格纳区域2101d保存有“1”的情况下,表示进行末端执行器动作。
接近限制信息保存区域2101e中保存在使可动部15接近保存于前端位置姿势保存区域2101b的教导点时与可动部15的位置以及姿势有关的限制的有无以及限制内容。在接近限制信息保存区域2101e中未保存信息的情况下,表示使可动部15向教导点接近的情况没有限制。在本实施方式中,保存于接近限制信息保存区域2101e的信息(例如DIR[1])是表示限制的方向的方向矢量,表示只能使可动部15从DIR[1]所表示的方向接近。保存于接近限制信息保存区域2101e的信息在后面详述。
脱离限制信息保存区域2101f中保存在使可动部15从保存于前端位置姿势保存区域2101b的机器人前端的目标位置脱离(远离)(向下一个教导点移动)时与可动部15的位置以及姿势有关的限制的有无以及限制内容。在脱离限制信息保存区域2101f中未保存信息的情况下,表示使可动部15从教导点脱离的情况没有限制。在本实施方式中,保存于脱离限制信息保存区域2101f的信息(例如DIR[3])是表示限制的方向的方向矢量,表示只能使可动部15向DIR[3]所表示的方向脱离。保存于脱离限制信息保存区域2101f的信息在后面详述。
干扰信息2102是被设定的机器人的教导点群的信息。图4是例示干扰信息2102的图。干扰信息2102主要包括教导点编号保存区域2102a、索引保存区域2102b、以及机器人能够/不能动作标志保存领域2102c。教导点编号保存区域2102a与教导点编号保存区域2101a相同,所以省略说明。
索引保存区域2102b保存有索引,该索引表示对于编号被保存于教导点编号保存区域2102a的各教导点,使可动部15位于该教导点时产生机器人10与障碍物的干扰的情况。另外,索引保存领域2102b中保存有表示使可动部15沿着连接教导点而形成的路线移动时机器人10与障碍物产生干扰这一情况的索引。
在本实施方式中,在索引保存区域2102b的第一位保存“0”的情况下,表示在使可动部15位于教导点时在该教导点处不产生机器人10与障害物的干扰,在索引保存区域2102b的第一位保存“1”的情况下,表示在使可动部15位于教导点时在该教导点处产生机器人10与障害物的干扰。另外,在索引保存区域2102b的第二位保存“0”的情况下,表示在使机器人10从该教导点向下一个教导点移动期间不产生机器人10与障碍物的干扰,在索引保存区域2102b的第二位保存“1”的情况下,表示在使机器人10从该教导点向下一个教导点移动期间产生机器人10与障碍物的干扰。另外,在索引保存领域2102b的第三位保存“0”的情况下,表示在使机器人10从上一个教导点向该教导点移动期间不产生机器人10与障碍物的干扰,在索引保存领域2102b的第三位保存“1”的情况下,表示在使机器人10从上一个教导点向该教导点移动期间产生机器人10与障碍物的干扰。
在图4所示的例子中,在教导点编号保存区域2102a保存了编号2的情况下,索引保存区域2102b保存有“011”,所以可知在使可动部15位于编号2的教导点时产生机器人10与障碍物的干扰,在使机器人10从编号2的教导点向编号3的教导点移动期间产生机器人10与障碍物的干扰。在教导点编号保存区域2102a保存了编号3的情况下,索引保存区域2102b保存有“100”,所以可知在从编号3的教导点的上一个教导点即教导点2移动期间产生机器人10与障碍物的干扰。
机器人能够/不能动作标志保存区域2102c中保存表示该教导点是否能够实现的标志。在机器人能够/不能动作标志保存区域2102c中保存有“0”的情况下,表示该教导点能够实现。在机器人能够/不能动作标志保存区域2102c中保存有“1”的情况下,表示该教导点不能实现。
在图4所示的例子中,在教导点编号保存区域2102a中保存了编号2的情况下,机器人能够/不能动作标志保存区域2102c中保存有“1”,所以表示编号2的教导点不能实现。
障碍物信息2111是表示存在于作业空间的机器人10以外的工件、外围设备等的尺寸、位置姿势的信息。图5是表示障碍物信息2111的图。障碍物信息2111主要具备障碍物编号保存区域2111a、障碍物坐标保存区域2111b、以及障碍物尺寸保存区域2111c。
障碍物编号保存区域2111a保存障碍物的编号。为了方便,按障碍物信息生成部203识别出障碍物的顺序标注障碍物的编号。
障碍物坐标保存区域2111b中保存有表示障碍物在机器人坐标系统中的位置的x坐标、y坐标、z坐标以及表示障碍物的姿势的侧倾角、俯仰角、偏转角。在本实施方式中,假定了包围障碍物的长方体,所以针对一个障碍物保存宽度、高度、纵深的代表尺寸。此外,在障碍物为球形的情况下,也可以将表示中心的1组x坐标、y坐标、z坐标保存于障碍物坐标保存区域211b,将半径的值保存于障碍物尺寸保存区域2111c。障碍物坐标保存区域2111b的x坐标、y坐标以及z坐标与保存于前端位置姿势保存区域2101b的坐标系统,即制御部20识别的机器人10的坐标相同。
另外,为了容易地理解机器人10以及控制部20的结构,机器人10以及控制部20的各功能构成是根据主要的处理内容进行分类后的结构。本申请发明并不被构成要素的分类的方式、名称限制。机器人10以及控制部20的结构根据处理内容,能够进一步分类为多种构成要素。另外,也能够以一个构成要素进一步执行多种处理的方式分类。另外,各构成要素的处理可以由一个硬件执行,也可以由多个硬件执行。
图6是表示控制部20的简要结构的一个例子的框图。如图所示,控制部20具备运算装置即CPU51、易失性存储装置即RAM52、非易失性存储装置即ROM53、硬盘驱动器(HDD)54、连接控制部20与其他单元的接口(I/F)电路55、与机器人10的外部装置进行通信的通信装置56以及相互连接这些装置的总线57。
上述的存储部202以外的各功能部例如通过CPU51将保存于ROM53的规定的程序读出至RAM52并执行来实现。存储部202例如由RAM52、ROM53或者HDD54实现。此外,上述规定的程序例如可以预先安装于ROM53,也可以经由通信装置56从网络下载安装或者更新。
以上的机器人系统1的结构是在说明本实施方式的特征时说明了主要构成的结构,并不限定于上述的结构。机器人10可以具备控制部20,也可以具备拍摄部30。另外,并不排除一般的机器人所具备的结构。
接下来,在本实施方式中,对由上述结构构成的机器人系统1的特征性处理进行说明。在本实施方式中,作为机器人系统1的特征性处理,有教导点修正处理以及教导点追加处理这两个处理。以下,依次对这两个处理进行说明。另外,为了说明的简单化,以机器人10能够在二维内移动(不在三维内移动)进行说明。另外,假设没有机器人10自身的干扰,仅产生机器人10与障碍物的干扰来进行说明。
图7是表示机器人系统1的教导点修正处理的流程的流程图。该处理例如通过经由未图示的按钮等输入干扰确认指示来开始。
<步骤S10>
教导点干扰确认部205根据教导点信息2101获取各教导点的位置信息。另外,教导点干扰确认部205根据障碍物DB211获取障碍物信息2111。并且,教导点干扰确认部205针对保存于教导点信息2101的各教导点,判定是否与保存于障碍物DB211的障碍物干扰。使用图8对该处理进行具体的说明。
教导点干扰确认部205根据障碍物信息2111,识别障碍物存在的区域。从障碍物坐标保存区域2111b获取以位置(Xa、Ya)、姿势(θa)、代表尺寸La、Wa表示的长方形的障碍物(在这里是工件40),所以教导点干扰确认部205将长方形区域(图8阴影部)识别为障碍物存在的区域。
教导点干扰确认部205判定从前端位置姿势保存区域2101b获取的教导点的位置信息(x坐标、y坐标、z坐标)是否包含于障碍物存在的区域。教导点2包含于障碍物存在的区域,所以教导点干扰确认部205判定教导点2与障碍物干扰。
另外,在图8中,显示于各教导点的箭头是表示前端姿势方向的箭头。所谓的前端姿势方向是手部14的前端朝向的方向,能够根据保存于前端位置姿势保存区域2101b的手部14的侧倾角、俯仰角以及偏转角、和保存于参数保存区域2101c的参数求出。
另外,教导点干扰确认部205根据判定结果生成干扰信息2102。具体而言,教导点干扰确认部205将教导点的编号保存于教导点编号保存区域2102a。另外,在教导点不包含于障碍物存在的区域的情况下,教导点干扰确认部205将“0”保存于索引保存区域2102b的第一位,在教导点包含于障碍物存在的区域的情况下,教导点干扰确认部205将“1”保存于索引保存区域2102b的第一位。并且,在索引保存区域2102b的所有的位上保存了“0”的情况下,教导点干扰确认部205将“0”保存于机器人能够/不能动作标志保存区域2102c,在索引保存区域2102b的任意一位保存了“1”的情况下,教导点干扰确认部205将“1”保存于机器人能够/不能动作标志保存区域2102c。由此,能够根据下次的处理,通过获取干扰信息2102知晓干扰的有无。
返回到图7的说明。在判定为教导点不与障碍物干扰的情况下(步骤S10:否),进到步骤S18。在判定为教导点与障碍物干扰的情况下(步骤S10:是),进到步骤S12。
<步骤S12>
教导点干扰确认部205将产生干扰的教导点的信息向末端执行器动作确认部209输出。末端执行器动作确认部209从教导点DB210获取教导点信息2101,根据教导点信息2101判定是否成为在从教导点干扰确认部205输入的教导点处进行末端执行器的动作的设定。
在图8所示的例子中,判断为教导点2包含于障碍物存在的区域,所以末端执行器动作确认部209获取保存于教导点信息2101的标志保存区域2101d的信息,即与保存于教导点编号保存区域2101a的编号为“2”的信息关联的信息。在图3所示的教导点信息2101中,教导点编号保存区域2101a为“2”的情况下的标志保存区域2101d的信息为“0”。因此,末端执行器动作确认部209判定为在教导点2不进行末端执行器动作。
在成为在产生干扰的教导点执行末端执行器动作的设定的情况下(步骤S12:是),末端执行器动作确认部209将该信息向中央控制部201输出,中央控制部201进行处理B。在成为在产生干扰的教导点不进行末端执行器动作的设定的情况下(步骤S12:否),进到步骤S14。
<处理B>
处理B是错误处理。错误处理是使不能作业的情况被作业者等识别,并且使包含教导点修正处理的机器人系统1的所有的处理停止的处理。作为使作业者等识别的处理,例如可以考虑使需要重新研究线(line)的情况显示于未图示的显示部的处理。
<步骤S14>
末端执行器动作确认部209将产生与障碍物的干扰的教导点的编号以及在该教导点不进行末端执行器动作的情况向教导点参数修正部206输出。教导点参数修正部206从教导点DB210获取与从末端执行器动作确认部209获取到的教导点的编号关联的信息,即保存于教导点信息2101的接近限制信息保存区域2101e的信息。
在接近限制信息保存区域2101e中未保存信息的情况下,教导点参数修正部206生成接近限制信息并保存至接近限制信息保存区域2101e。
对教导点参数修正部206生成接近限制信息的方法进行说明。图9是表示教导点参数修正部206生成接近限制信息的处理的流程的流程图。
教导点参数修正部206从教导点DB210获取有关产生与障碍物的干扰的教导点TP[i]的位置的信息,即保存于前端位置姿势保存区域2101b的信息,也就是与教导点TP[i]关联的x坐标、y坐标、以及z坐标(步骤S141)。在教导点的编号为2的情况下,-TP[i]=2,即i=2。在产生与障碍物的干扰的教导点为教导点2的情况下,教导点参数修正部206从教导点信息2101(参照图3)获取x坐标“x2”、y坐标“y2”、z坐标“z2”。
教导点参数修正部206从教导点DB210获取有关产生与障碍物的干扰的教导点的上一个教导点TP[i-1]的位置的信息,即保存于前端位置姿势保存区域2101b的信息,也就是与教导点TP[i-1]关联的x坐标、y坐标、以及z坐标(步骤S142)。在步骤S141中i=2的情况下从教导点信息2101获取-TP[i-1]=1,即与教导点1的位置有关的信息。
教导点参数修正部206根据在步骤S141、S142获取的教导点的位置信息,求出从教导点TP[i]到教导点TP[i-1]的方向矢量TP[i]-TP[i-1]。另外,从障碍物DB211获取障碍物信息2111,求出与方向矢量TP[i]-TP[i-1]干扰的障碍物的面的法向矢量N_DIR(步骤S143)。
使用图10对步骤S143的处理进行说明。由于i=2,所以方向矢量TP[i]-TP[i-1]在图10中以从教导点2朝向教导点1的虚线的箭头表示。
教导点参数修正部206从障碍物坐标保存区域2111b获取以障碍物(在这里是工件40)的位置(Xa、Ya)、姿势θa、代表尺寸La、Wa表示的长方形。与方向矢量TP[i]-TP[i-1]相交的工件40的面是连接节点1与节点2的线。教导点参数修正部206求出在图10中与连接节点1与节点2的线正交且朝向工件40的外侧的箭头作为法向矢量N_DIR。
此外,在工件40的面不是平面的情况下(例如,在工件不是长方体的情况下),只要是与方向矢量TP[i]-TP[i-1]相交的位置的法向矢量即可。
返回到图9的说明。教导点参数修正部206获取教导点TP[i]的方向单位矢量DIR[0]~DIR[5](步骤S144)。使用图10对方向单位矢量DIR[0]~DIR[5]进行说明。
DIR[0]是将x坐标限制为固定值(即,x坐标与教导点TP[i]的x坐标相同),将y坐标向+△y方向增量的方向的单位矢量。
DIR[1]是将x坐标限制为固定值,将y坐标向-△y方向增量的方向的单位矢量。
DIR[2]是将y坐标限制为固定值(即,y坐标与教导点TP[i]的y坐标相同),将x坐标向+△x方向增量的方向的单位矢量。
DIR[3]是将y坐标限制为固定值,将x坐标向-△x方向增量的方向的单位矢量。
DIR[4]是与前端姿势方向相同的方向的单位矢量。
DIR[5]是与前端姿势方向相反的方向的单位矢量。
另外,方向单位矢量并不限定于图10所显示的DIR[0]~DIR[5]。方向单位矢量的数量并不局限于6个,可以在5个以下,也可以在7个以上。另外,方向单位矢量的方向也不限于此。
返回到图9的说明。教导点参数修正部206求出方向单位矢量DIR[0]~DIR[5]中与法线矢量N_DIR内积最大的方向单位矢量作为接近方向限制信息(步骤S145)。所谓内积最大,意思是与法线矢量N_DIR最近。在图10所示的情况中,方向单位矢量DIR[1]与法线矢量N_DIR最近,所以作为接近限制信息被求出。在步骤S145被求出的接近方向限制信息成为远离障碍物的表面的方向。
由此,计算出接近方向限制信息。教导点参数修正部206将计算出的接近方向限制信息保存于教导点信息2101的接近限制信息保存区域2101e,结束接近方向限制信息计算处理。另外,图9所示的处理是生成接近限制信息的处理的一个例子,接近限制信息的内容并不特别限定于此。
<步骤S16>
返回到图7的说明。教导点参数修正部206根据获取到的限制信息,修正产生与障碍物的干扰的教导点的位置。图11是表示该处理的详细的流程图。
教导点参数修正部206从教导点DB210获取有关产生与障碍物的干扰的教导点TP[i]的位置的信息,即保存于前端位置姿势保存区域2101b的信息,也就是与教导点TP[i]关联的x坐标、y坐标以及z坐标(步骤S161)。这里获取的信息与在步骤S141获取的信息相同。
教导点参数修正部206从接近限制信息保存区域2101e获取TP[i]的接近方向限制信息(步骤S162)。
教导点参数修正部206对根据教导点TP[i]的位置在步骤S162所获取的接近方向限制信息的方向增加修正量△,修正教导点TP[i]的位置(步骤S163)。通过使用接近方向限制信息,教导点的修正方向被限制在远离障害物表面的方向。
修正量△可以预先设定规定的值,也可以是作业者能够将其变更为任意的大小。在修正量△大的情况下,存在的缺点是可动部15为了避开障碍物的动作变大,但优点是能够缩短修正教导点的处理的处理时间。与此相对,在修正量△小的情况下,可动部15为了避开障碍物的动作变小,所以优点是可动部15的动作高效地接近原来的动作,但缺点是有修正教导点的处理的处理时间变长。因此,可以根据机器人10的大小、工件40的大小,使教导点参数修正部206能够变更修正量△。
教导点参数修正部206判断可动部15在步骤S163修正的教导点TP[i]的位置是否与障碍物干扰(步骤S164)。
在可动部15与障碍物在步骤S163修正的教导点TP[i]的位置不干扰的情况下(步骤S164:是),教导点参数修正部206将步骤S163修正的教导点TP[i]的位置作为被修正的教导点的位置保存于教导点信息2101(步骤S165)。教导点信息2101中被修正的教导点的信息与修正前的教导点的信息仅前端位置姿势保存区域2101b的x坐标、y坐标以及z坐标不同,其他相同(后面例示)。
在可动部15与障碍物在步骤S163修正的教导点TP[i]的位置干扰的情况下(步骤S164:否),教导点参数修正部206判断修正次数是否在限制的规定次数以下(步骤S167)。规定次数可以预先设定。可以使修正次数能够根据与修正量△的大小的关系变更。
在修正次数在规定次数以下的情况下(步骤S167:是),教导点参数修正部206对根据最后被修正的教导点的位置在步骤S162所获取的接近方向限制信息的方向增加修正量△,修正教导点TP[i]的位置(步骤S168)。之后,教导点参数修正部206判断可动部15与障碍物在步骤S168修正的教导点TP[i]的位置是否干扰(步骤S164)。
在修正次数不在规定次数以下的情况下(步骤S167:否),教导点参数修正部206将表示不能修正教导点的情况向中央控制部201输出,中央控制部201进行处理B(错误处理)。
<步骤S18>
返回到图7的说明。教导点参数修正部206将表示教导点修正(步骤S16)结束的情况向教导点干扰确认部205输出。教导点干扰确认部205判定是否对于所有的教导点而言,步骤S10~S16所示的处理都结束了。
在并不是对于所有的教导点而言步骤S10~S16所示的处理均结束了的情况下(步骤S18:否),教导点干扰确认部205对处理还未结束的教导点进行步骤S10的处理。
在对于所有的教导点步骤S10~S16所示的处理均结束了的情况下(步骤S18:是),教导点干扰确认部205将表示教导点的修正结束的信息向中央控制部201输出,中央控制部201进行处理A。处理A是教导点追加处理(后面详述)。
使用图12对教导点修正处理进行说明。图12是与图8以及图10相同的位置关系的图。在图12中,教导点2与工件40干扰,接近方向限制信息是方向单位矢量DIR[1]。因此,教导点参数修正部206将从教导点2的位置向方向单位矢量DIR[1]的方向移动了修正量△的位置设为被修正了的教导点2′。在教导点2′产生与工件40的干扰,所以教导点参数修正部206将从教导点2′的位置向方向单位矢量DIR[1]的方向移动了修正量△的位置设为被修正了的教导点2″。在教导点2″不产生与工件40的干扰,所以教导点参数修正部206将教导点2″的位置保存于教导点信息2101。
对保存于教导点信息2101的教导点2″的信息进行说明。教导点编号格纳区域2101a保存有表示对教导点2进行了两次修正的结果的2″。若教导点2″的位置为(x2″、y2″、z2″),则前端位置姿势保存区域2101b的x坐标保存x2″,y坐标保存y2″,z坐标保存z2″。前端位置姿势保存区域2101b的侧倾角、俯仰角以及偏转角分别保存有与教导点2的信息相同的R2、P2以及Y2。保存于参数保存区域2101c、标志保存区域2101d、接近限制信息保存区域2101e、以及脱离限制信息保存区域2101f的信息保存与教导点2的信息相同的信息。
由此,结束教导点修正处理。使与障碍物干扰的教导点即没有末端执行器动作处理的教导点变更教导点的位置,从而能够实现机器人10的动作。另外,通过将教导点的修正候补限定为单向,能够缩短处理时间。并且,通过将教导点的修正候补限定为单向,能够减小臂部11的位置姿势的变更量。
<处理A>
接下来,对教导点追加处理(处理A)进行说明。图13是表示机器人系统1的教导点追加处理的流程的流程图。
<步骤S20>
与步骤S10相同,教导点干扰确认部205根据教导点信息2101获取教导点TP[i]以及下一个教导点TP[i+1]的位置信息(x坐标、y坐标、z坐标)。在通过教导点修正处理修正了教导点的情况下,获取被修正的教导点的位置信息。
<步骤S22>
与步骤S10相同,教导点干扰确认部205从障碍物DB211获取障碍物信息2111。并且,教导点干扰确认部205判定保存于障碍物DB211的障碍物与机器人10在保存于教导点信息2101的某个教导点TP[i]与下一个教导点TP[i+1]之间是否干扰。使用图14对该处理进行具体的说明。图14的教导点的位置以及障碍物的位置与图12相同。
与步骤S10相同,教导点干扰确认部205根据障碍物信息2111,来识别障碍物存在的区域(图14阴影部)。
教导点干扰确认部205判定连接从前端位置姿势保存区域2101b获取的教导点的座标而成的线是否与障碍物存在的区域重叠。在图14中,连接教导点2与教导点3而成的线与障碍物存在的区域重叠。因此,教导点干扰确认部205判定在i=2的情况下在教导点TP[i]与教导点TP[i+1]之间与障碍物干扰。
在教导点TP[i]与教导点TP[i+1]之间不与障碍物干扰的情况下(步骤S22:否),进到步骤S40。
在教导点TP[i]与教导点TP[i+1]之间与障碍物干扰的情况下(步骤S22:是),进到步骤S24。
<步骤S24>
教导点干扰确认部205将教导点TP[i]以及教导点TP[i+1]的编号(即,i)以及位置信息输出给教导点参数修正部206。教导点参数修正部206从脱离限制信息保存区域2101f获取教导点TP[i]的脱离限制信息。教导点参数修正部206在脱离限制信息保存区域2101f没有保存信息的情况下,生成脱离限制信息并保存于脱离限制信息保存区域2101f。
对教导点参数修正部206生成脱离限制信息的方法进行说明。图15是表示教导点参数修正部206生成脱离限制信息的处理的流程的流程图。
教导点参数修正部206从教导点DB210获取有关产生与障碍物的干扰的教导点TP[i]的位置的信息,即保存于前端位置姿势保存区域2101b的信息,也就是与教导点TP[i]关联的x坐标、y坐标、以及z坐标(步骤S261)。该处理与步骤S141相同。
教导点参数修正部206从教导点DB210获取有关产生与障碍物的干扰的教导点的下一个教导点TP[i+1]的位置的信息,即保存于前端位置姿势保存区域2101b的信息,也就是与教导点TP[i+1]关联的x坐标、y坐标、以及z坐标(步骤S262)。在步骤S141中i=2的情况下,-TP[i+1]=3,即从教导点信息2101获取与教导点3的位置有关的信息。在该处理中,仅是成为对象的教导点与步骤S142不同,处理内容与步骤S142相同。
教导点参数修正部206根据在步骤S261、S262获取的教导点的位置信息,求出从教导点TP[i]向教导点TP[i+1]的方向矢量TP[i+1]-TP[i]。另外从障碍物DB211获取障碍物信息2111,求出障碍物的与方向矢量TP[i+1]-TP[i]干扰的面的法线矢量N_DIR(步骤S263)。在该处理中,仅是成为对象的教导点与步骤S143不同,处理内容与步骤S143相同。
教导点参数修正部206获取教导点TP[i]的方向单位矢量DIR[0]~DIR[5](步骤S264)。该处理与步骤S144相同。
教导点参数修正部206求出方向单位矢量DIR[0]~DIR[5]中与法线矢量N_DIR内积最大的方向单位矢量作为脱离方向限制信息(步骤S265)。该处理与步骤S145相同。
由此,计算脱离方向限制信息。教导点参数修正部206将计算出的脱离方向限制信息保存于教导点信息2101的脱离限制信息保存区域2101f,结束脱离方向限制信息计算处理。此外,图15所示的处理是生成脱离限制信息的处理的一个例子,脱离限制信息的内容并不特别限定于此。
<步骤S26>
返回到图13的说明。教导点参数修正部206从接近限制信息保存区域2101e获取教导点TP[i+1]的接近限制信息。教导点参数修正部206在接近限制信息保存区域2101e中没有保存信息的情况下,生成接近制限信息并保存于接近限制信息保存区域2101e。在该处理中,仅是成为对象的教导点与步骤S14不同,处理内容与步骤S14相同。
<步骤S28>
教导点参数修正部206根据教导点TP[i]的脱离限制信息追加新的教导点TP[i]_1。教导点TP[i]_1追加在教导点TP[i]的后面(教导点TP[i]与教导点TP[i+1]之间)。
如图16所示,若教导点2″的脱离方向限制信息为方向单位矢量DIR[1],则教导点参数修正部206在从教导点2″的位置向方向单位矢量DIR[1]的方向移动了修正量△的位置,追加教导点2″_1(教导点TP[i]_1)。
另外,教导点参数修正部206将教导点TP[i]_1的信息保存于教导点信息2101。教导点参数修正部206将教导点TP[i]_1的位置的信息输出给教导点干扰确认部205。
对保存于教导点信息2101的教导点TP[i]_1的信息进行说明。教导点编号保存区域2101a保存表示追加了教导点的情况的教导点[i]_1。前端位置姿势保存区域2101b的x坐标、y坐标″、以及z坐标保存从教导点TP[i]的位置向表示脱离限制信息的方向移动了修正量△的坐标。前端位置姿势保存区域2101b的侧倾角、俯仰角以及偏转角分别保存与-TP[i]的信息相同的信息。保存于参数保存区域2101c、标志保存区域2101d、接近限制信息保存区域2101e、以及脱离限制信息保存区域2101f的信息保存与-TP[i]的信息相同的信息。
<步骤S30>
教导点参数修正部206根据教导点TP[i+1]的接近限制信息追加新的教导点TP[i+1]_1。教导点TP[i+1]_1被追加在教导点TP[i+1]的前面(教导点TP[i]_1与教导点TP[i+1]之间)。教导点参数修正部206将教导点TP[i+1]_1的位置的信息输出给教导点干扰确认部205。
如图16所示,若教导点3的脱离方向限制信息为方向单位矢量DIR[3],则教导点参数修正部206在从教导点3的位置向方向单位矢量DIR[3]的方向移动了修正量△的位置,追加教导点3_1(教导点TP[i+1]_1)。
另外,教导点参数修正部206通过与步骤S28相同的方法,将教导点TP[i+1]_1的信息保存于教导点信息2101。
<步骤S32>
教导点干扰确认部205获取教导点TP[i]_1以及教导点TP[i+1]_1的位置的信息。教导点干扰确认部205通过与步骤S22相同的方法,判定障碍物与机器人10在教导点TP[i]_1与下一个教导点TP[i+1]_1之间(连接教导点TP[i]_1与下一个教导点TP[i+1]_1而成的直线)是否干扰。
在障碍物与机器人10在教导点TP[i]_1与下一个教导点TP[i+1]_1之间不干扰的情况下(步骤S32:否),进到步骤S40。
在障碍物与机器人10在教导点TP[i]_1与下一个教导点TP[i+1]_1之间干扰的情况下(步骤S32:是),进到步骤S34。
<步骤S34>
教导点干扰确认部205将应该修正教导点TP[i]_1以及教导点TP[i+1]_1的情况输出给教导点参数修正部206。教导点参数修正部206判断修正次数是否在被限制的规定次数以下(步骤S34)。该处理与步骤S167相同。
在修正次数不在规定次数以下的情况下(步骤S167:否),教导点参数修正部206将表示不能修正教导点的信息输出给中央控制部201,中央控制部201进行处理B(错误处理)。
在修正次数在规定次数以下的情况下(步骤S167:是),进到步骤S36。
<步骤S36>
教导点参数修正部206通过与步骤S28相同的方法,从教导点TP[i]_1的位置对脱离方向限制信息的方向增加修正量△,修正教导点TP[i]_1的位置。教导点参数修正部206将保存于教导点信息2101的教导点TP[i]_1的位置信息改写为在步骤S36求出的位置。
<步骤S38>
教导点参数修正部206通过与步骤S30相同的方法,从教导点TP[i+1]_1的位置对接近方向限制信息的方向增加修正量△,修正教导点TP[i+1]_1的位置。教导点参数修正部206将保存于教导点信息2101的教导点TP[i+1]_1的位置信息改写为在步骤S36求出的位置。
步骤S38结束之后,教导点参数修正部206将教导点TP[i]_1以及教导点TP[i+1]_1的位置的信息输出给教导点干扰确认部205。之后,教导点干扰确认部205返回到步骤S32。
<步骤S40>
教导点干扰确认部205判断是否针对所有的教导点(所有的i)进行了步骤S20~S38的处理。
在未针对所有的教导点均进行步骤S20~S38的处理的情况下(步骤S40:否),教导点干扰确认部205返回到步骤S20的处理。
在针对所有的教导点进行了步骤S20~S38的处理的情况下(步骤S40:是),将表示在该教导点能够执行作业的信息输出至中央控制部201,中央控制部201结束处理。
由此,结束教导点追加处理。在追加教导点时,通过使用接近限制信息以及脱离限制信息限制新的教导点的位置,能够将新的教导点的位置限制在远离障碍物表面的方向。另外,通过将教导点的追加候补位置限定为单向,能够可靠并且高效地进行教导点追加处理。
另外,教导点追加处理的特征之一在于特别是在教导点TP[i]的后面追加教导点TP[i]_1,并且在教导点TP[i+1]的前面追加教导点TP[i+1]_1的这一点。在教导点TP[i]与教导点TP[i]_1之间仅追加一个教导点的情况下,追加的教导点的位置的候补无限,不能简单地决定追加的教导点的位置。与此相对,通过将追加的教导点设为与教导点TP[i]对应的教导点和与教导点TP[i+1]对应的教导点2个教导点,能够可靠地并且短时间地决定追加的教导点。
根据本实施方式,在机器人与障碍物碰撞的情况下,能够自动地修正或者追加教导点。由此,无需用户进行任何作业,就能够自动地生成用于实现所希望的作业的教导点群。
例如,如图8所示,最初为教导点1、2、3,但是为了避开障碍物,教导点2自动地变更为教导点2″,并且自动地追加了教导点2″_1′、3_1。其结果是,可动部15能够以教导点1、2″_1、2″、3_1、3的顺序移动而不与障碍物碰撞。
以上,使用实施方式对本发明进行了说明,但是本发明的技术的范围并不限定于上述实施方式所记载的范围。本领域技术人员明确能够在上述实施方式增加各种变更或者改进。另外,根据权利要求书的记载明确增加了那样的变更或者改进的方式也能够包含于本发明的技术的范围。
附图标记说明
1…机器人系统,10…机器人,11…臂部,12…关节,13…连杆,14…手部,15…可动部,20…控制部,30…拍摄部,40…工件,51…CPU,52…RAM,53…ROM,54…HDD,55…I/F电路,56…通信装置,57…总线,101…中央控制部,102…动作控制部,201…中央控制部,202…存储部,203…障碍物信息生成部,204…输出部,205…教导点干扰确认部,206…教导点参数修正部,207…新教导点追加部,208…新教导点参数计算部,209…末端执行器动作确认部,210…教导点DB,211…障碍物DB,2101…教导点信息,2101a…教导点编号保存区域,2101b…前端位置姿势保存区域,2101c…参数保存区域,2101d…标志格纳区域,2101e…接近限制信息保存区域,2101f…脱离限制信息保存区域,2102…干扰信息,2102a…教导点编号保存区域,2102b…索引保存区域,2102c…不可能标志保存区域,2111…障碍物信息,2111a…障碍物编号保存区域,2111b…障碍物坐标保存区域。
Claims (9)
1.一种机器人系统,其特征在于,具备:
臂部,其具有多个连杆以及多个关节;
末端执行器,其被设置在所述臂部的前端;
动作控制部,其按照所述末端执行器沿着多个教导点移动的方式来使所述臂部移动;
存储部,其存储构成所述多个教导点的各教导点的信息即所述教导点的位置信息和使所述末端执行器向所述教导点接近时的限制信息;
获取部,其获取障碍物的位置信息;
第1判定部,其根据所述教导点的位置信息和所述障碍物的位置信息,来判定在使所述末端执行器沿着所述多个教导点移动时,所述臂部或者所述末端执行器与所述障碍物在所述多个教导点中的规定的教导点处是否干扰;以及
变更部,其在由所述第1判定部判定为所述臂部或者所述末端执行器与所述障碍物在所述规定的教导点处干扰的情况下,根据所述限制信息来变更所述规定的教导点的位置。
2.根据权利要求1所述的机器人系统,其特征在于,
具备第2判定部,所述第2判定部判定所述末端执行器在所述规定的教导点处是否进行动作,
在所述末端执行器在所述规定的教导点处不进行动作的情况下,所述变更部变更所述规定的教导点的位置。
3.根据权利要求1所述的机器人系统,其特征在于,
所述限制信息是对使所述末端执行器向所述各教导点接近的方向进行限定的信息,
所述变更部通过使所述规定的教导点向所述限制信息所示的方向移动规定量,来变更所述规定的教导点的位置。
4.根据权利要求1所述的机器人系统,其特征在于,
具备限制信息生成部,所述限制信息生成部根据所述规定的教导点的位置、在所述规定的教导点之前所述末端执行器所通过的教导点的位置以及所述障碍物的形状,来生成所述限制信息,
所述存储部存储所述生成的限制信息。
5.一种机器人系统,其特征在于,具备:
臂部,其具有多个连杆以及多个关节;
末端执行器,其被设置在所述臂部的前端;
动作控制部,其按照所述末端执行器沿着多个教导点移动的方式来使所述臂部移动;
存储部,其存储构成所述多个教导点的各教导点的信息即所述教导点的位置信息、使所述末端执行器向所述教导点接近时的限制信息即接近限制信息、以及使所述末端执行器从所述教导点脱离时的限制信息即脱离限制信息;
获取部,其获取障碍物的位置信息;
判定部,其根据所述多个教导点的位置信息和所述障碍物的位置信息,来判定在使所述末端执行器沿着所述多个教导点移动时,所述臂部或者所述末端执行器与所述障碍物在所述多个教导点中的第1教导点与所述第1教导点之后所述末端执行器所通过的第2教导点之间是否干扰;以及
追加部,其在由所述判定部判定为所述臂部或者所述末端执行器与所述障碍物在所述第1教导点与所述第2教导点之间干扰的情况下,根据所述接近限制信息以及所述脱离限制信息在所述第1教导点与所述第2教导点之间追加所述教导点。
6.根据权利要求5所述的机器人系统,其特征在于,
所述追加部根据与所述第1教导点相关的所述脱离限制信息,在所述第1教导点与所述第2教导点之间追加第3教导点,并且根据与所述第2教导点相关的所述接近限制信息,在所述第3教导点与所述第2教导点之间追加第4教导点。
7.根据权利要求6所述的机器人系统,其特征在于,
所述接近限制信息是对使所述末端执行器向所述各教导点接近的方向进行限定的信息,
所述脱离限制信息是对使所述末端执行器从所述各教导点脱离的方向进行限定的信息,
所述追加部将使所述第1教导点向所述脱离限制信息所表示的方向移动规定量的位置作为所述第3教导点的位置,在使所述第2教导点向所述接近限制信息所表示的方向移动了规定量的位置追加所述第4教导点。
8.根据权利要求5所述的机器人系统,其特征在于,
具备限制信息生成部,所述限制信息生成部根据所述第1教导点的位置以及所述第2教导点的位置和所述障碍物的形状,来生成所述接近限制信息以及所述脱离限制信息,
所述存储部存储所述生成的接近限制信息以及所述生成的脱离限制信息。
9.一种机器人控制装置,其特征在于,具备:
动作控制部,其按照末端执行器沿着多个教导点移动的方式来使臂部移动,其中,所述末端执行器被设置在具有多个连杆以及多个关节的所述臂部的前端;
获取部,其获取构成所述多个教导点的各教导点的信息即所述教导点的位置信息、使所述末端执行器向所述教导点接近时的限制信息即接近限制信息、使所述末端执行器从所述教导点脱离时的限制信息即脱离限制信息以及障碍物的位置信息;
第2判定部,其根据所述多个教导点的位置信息和所述障碍物的位置信息,来判定在使所述末端执行器沿着所述多个教导点移动时,所述臂部或者所述末端执行器与所述障碍物在所述多个教导点中的第1教导点与所述第1教导点之后所述末端执行器所通过的第2教导点之间是否干扰;以及
追加部,其在通过第2判定部判定为所述臂部或者所述末端执行器与所述障碍物在所述第1教导点与所述第2教导点之间干扰的情况下,根据所述接近限制信息以及所述脱离限制信息在所述第1教导点与所述第2教导点之间追加所述教导点。
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