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Die hierin erörterte Ausführungsform bezieht sich auf ein Robotersystem.
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Aus
DE 11 2007 000 305 T5 ist eine Transportvorrichtung, die einen Mehrfachgelenkroboter aufweist, bekannt. Der Roboterkörper weist auf: einen Basisabschnitt; einen ersten bis sechsten Arm, welche an der Seite einer oberen Oberfläche des Basisabschnitts angeordnet sind und mehrere Gelenke bilden, die so ausgelegt sind, dass sie um horizontale Achsen geschwenkt werden können; und eine Werkzeughaltespannvorrichtung, die an der Seite eines distalen Endes des sechsten Arms angeordnet ist, also der Seite eines freien Endes des Roboterkörpers.
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US 6 655 901 B2 offenbart einen Transferroboter, welcher eine Maschinenbasis, einen Gelenk-Mechanismus und einen Handbewegungs-Mechanismus aufweist, wobei der Gelenk-Mechanismus einen ersten Arm, einen zweiten Arm, einen mittleren Arm sowie Verbindungsabschnitte umfasst.
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In
US 5 606 235 wird ein Industrieroboter beschrieben, der mit mehreren gelenkig miteinander verbundenen Elementen versehen ist, deren Drehung durch entsprechende Elektromotoren mit Untersetzungsgetriebeeinheiten, die in die Struktur dieser Elemente integriert sind, erfolgt.
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Des Weiteren ist ein herkömmlicher Roboter bekannt, der durch einzelnes Antreiben einer Mehrzahl von Gelenken arbeitet. Ein einer Anwendung wie zum Beispiel Schweißen und Greifen entsprechender Endeffektor ist an einem vorderen Ende des Roboters angebracht, um verschiedene Aufgaben wie zum Beispiel eine Bearbeitung und eine Bewegung eines Werkstücks durchzuführen.
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Ein sechsachsiger Vertikal-Knickarmroboter wird häufig als dieser Robotertyp verwendet (siehe zum Beispiel
JP 2012 196766 A ).
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Bei einer Verwendung des obigen herkömmlichen sechsachsigen Roboters behindert jedoch ein Roboterarm (im Folgenden einfach als „Arm“ bezeichnet) einen Roboterhauptkörper und andere Einrichtungen als den Roboter, und auf diese Weise kann ein Arbeitsbereich des Roboters wesentlich eingeschränkt werden. Wenn zum Beispiel das vordere Ende eines Roboters in einen Raum eindringen gelassen wird, dessen Öffnung schmal und dessen Inneres tief ist, ist es unter Umständen unmöglich, eine Behinderung zwischen der Öffnung und dem Arm zu vermeiden.
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Ein Aspekt einer Ausführungsform ist angesichts des obigen Problems erzielt worden, und ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein Robotersystem bereitzustellen, das eine Behinderung eines Arms vermindern kann.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch die Bereitstellung eines Robotersystems mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Ein Robotersystem beinhaltet einen Roboter und eine Bewegungssteuerungseinheit. Der Roboter beinhaltet ein Unterteil, einen Schwenksockel, einen ersten Arm, einen redundanten Arm, einen zweiten Arm und einen dritten Arm. Eine untere Seite des ersten Arms wird auf dem Schwenksockel um eine in der horizontalen Richtung befindliche zweite Achse schwenkbar gelagert. Eine untere Seite des redundanten Arms wird auf einer vorderen Seite des ersten Arms um eine parallel zu der zweiten Achse befindliche redundante Achse schwenkbar gelagert. Eine untere Seite des zweiten Arms wird auf einer vorderen Seite des redundanten Arms um eine parallel zu der zweiten Achse befindliche dritte Achse schwenkbar gelagert. Eine untere Seite des dritten Arms wird auf einer vorderen Seite des zweiten Arms um eine senkrecht zu der dritten Achse befindliche vierte Achse drehbar gelagert. Die Bewegungssteuerungseinheit aktiviert den redundanten Arm so, dass sich ein Steuerpunkt, der auf der vierten Achse bereitgestellt wird, unter Beibehaltung einer Richtung der vierten Achse linear bewegt.
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Gemäß einem Aspekt einer Ausführungsform ist es möglich, ein Robotersystem bereitzustellen, das eine Behinderung eines Arms vermindern kann.
- 1 ist eine schematische Darstellung, die den Entwurf eines Roboters gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
- 2 ist eine Seitenansicht des Roboters.
- 3 ist ein Blockschaubild, das die Ausgestaltung eines Robotersystems veranschaulicht.
- 4A ist eine schematische Darstellung, die eine Bewegung veranschaulicht, bei der ein Steuerpunkt unter Beibehaltung der Richtung einer vierten Achse linear bewegt wird.
- 4B ist eine schematische Darstellung, die eine Bewegung veranschaulicht, bei der der Steuerpunkt unter Beibehaltung der Richtung der vierten Achse linear bewegt wird.
- 4C ist eine schematische Darstellung, die eine Bewegung veranschaulicht, bei der der Steuerpunkt unter Beibehaltung der Richtung der vierten Achse linear bewegt wird.
- 5A ist eine schematische Darstellung, die eine Bewegung veranschaulicht, wenn bewirkt wird, dass eine redundante Achse in Richtung eines dritten Arms vorspringt.
- 5B ist eine schematische Darstellung, die eine Bewegung veranschaulicht, wenn bewirkt wird, dass die redundante Achse in Richtung des dritten Arms vorspringt.
- 5C ist eine schematische Darstellung, die eine Bewegung veranschaulicht, wenn bewirkt wird, dass die redundante Achse in Richtung des dritten Arms vorspringt.
- 6A ist eine schematische Darstellung, die eine Bewegung veranschaulicht, bei der ein Steuerpunkt in einer Richtung senkrecht zu der vierten Achse bewegt wird.
- 6B ist eine schematische Darstellung, die eine Bewegung veranschaulicht, bei der der Steuerpunkt in der Richtung senkrecht zu der vierten Achse bewegt wird.
- 6C ist eine schematische Darstellung, die eine Bewegung veranschaulicht, bei der der Steuerpunkt in der Richtung senkrecht zu der vierten Achse bewegt wird.
- 7A ist eine schematische Darstellung, die eine Bewegung veranschaulicht, bei der ein Steuerpunkt entlang der in der vertikalen Richtung befindlichen vierten Achse bewegt wird.
- 7B ist eine schematische Darstellung, die eine Bewegung veranschaulicht, bei der der Steuerpunkt entlang der in der vertikalen Richtung befindlichen vierten Achse bewegt wird.
- 7C ist eine schematische Darstellung, die eine Bewegung veranschaulicht, bei der der Steuerpunkt entlang der in der vertikalen Richtung befindlichen vierten Achse bewegt wird.
- 8 ist ein Schaubild, das die Vermeidung eines singulären Punktes des dritten Arms erläutert.
- 9 ist ein Ablaufplan, der einen Verarbeitungsablauf veranschaulicht, der durch eine Robotersteuereinheit ausgeführt wird.
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Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform eines in der vorliegenden Anmeldung offenbarten Robotersystems unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Darüber hinaus soll die im Folgenden offenbarte Ausführungsform die vorliegende Erfindung nicht beschränken.
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Zunächst wird der Entwurf eines Roboters 10 gemäß einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 erläutert. 1 ist eine schematische Darstellung, die den Entwurf des Roboters 10 veranschaulicht. Lediglich eine Teilausgestaltung des Roboters 10 wird in 1 veranschaulicht, und die Einzelheiten werden im Folgenden unter Bezugnahme auf 2 erläutert. Um die Erläuterung zu vereinfachen, wird ein dreidimensionales, rechteckiges Koordinatensystem in 1 veranschaulicht, das eine z-Achse beinhaltet, bei dessen vertikaler Aufwärtsrichtung es sich um eine positive Richtung handelt. Das rechteckige Koordinatensystem kann auch in sonstigen Zeichnungen eingesetzt werden, die in den folgenden Erläuterungen verwendet werden.
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Wie in 1 erläutert, beinhaltet der Roboter 10 Gelenke, die jeweils einer ersten Achse S, einer zweiten Achse L, einer redundanten Achse E, einer dritten Achse U, einer vierten Achse R, einer fünften Achse B und einer sechsten Achse T entsprechen. Der Roboter 10 ändert die Stellung jedes Arms durch Schwenken oder Drehen des entsprechenden Arms mithilfe eines Motors 10a (siehe 3), bei dem es sich um einen Aktuator zum Antreiben jedes der Gelenke handelt. Wie oben beschrieben, handelt es sich bei dem Roboter 10 um einen siebenachsigen Roboter, der die redundante Achse E aufweist.
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Im Folgenden können „die erste Achse S“, „die zweite Achse L“, „die redundante Achse E“, „die dritte Achse U“, „die vierte Achse R“, „die fünfte Achse B“ und „die sechste Achse T“, bei denen es sich um die Drehachsen der jeweiligen Gelenke handelt, als Namen der jeweiligen Gelenke verwendet werden.
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Wie in 1 veranschaulicht, wird ein Gelenk, das eine Drehachse zum Ändern eines durch angrenzende Arme ausgebildeten Winkels aufweist, wie zum Beispiel die zweite Achse L, die redundante Achse E, die dritte Achse U und die fünfte Achse B als „Schwenkgelenk“ bezeichnet, und ein Gelenk, das eine Drehachse zum relativen Drehen angrenzender Arme ohne Ändern eines durch die angrenzenden Arme ausgebildeten Winkels aufweist, wie zum Beispiel die erste Achse S, die vierte Achse R und die sechste Achse T wird als „Drehgelenk“ bezeichnet. Da die zweite Achse L, die redundante Achse E und die dritte Achse U hierin auf der Strecke kein Drehgelenk beinhalten, befinden sie sich stets parallel zueinander.
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In der vorliegenden Zeichnung wird jedes der Gelenke des Roboters 10 durch ein Symbol dargestellt, das „Drehgelenk“ wird mit einer Raute gekennzeichnet, und das „Schwenkgelenk“ wird mit einem Kreis gekennzeichnet. Eine Linie, die diagonale Linien eines Rautensymbols verbindet, das dem „Drehgelenk“ entspricht, entspricht einer Drehfläche eines Gelenks, und das Gelenk dreht sich um eine Drehachse senkrecht zu der Linie. Darüber hinaus entspricht ein Punkt, der sich in der Mitte eines Kreises befindet, der dem „Schwenkgelenk“ entspricht, einer Drehachse, und ein Gelenk dreht sich um die Drehachse.
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Der Roboter 10 beinhaltet einen ersten Arm 13 zum Schwenken um die zweite Achse L, einen redundanten Arm 14 zum Schwenken um die redundante Achse E und einen zweiten Arm 15 zum Schwenken um die dritte Achse U. Der Roboter 10 beinhaltet des Weiteren einen dritten Arm 16, der die vierte Achse R, die fünfte Achse B und die sechste Achse T aufweist, auf der vorderen Seite des zweiten Arms 15. Hierin ist ein Steuerpunkt 20 auf der vierten Achse R festgelegt. Der Steuerpunkt 20 kennzeichnet einen Bezugspunkt beim Durchführen der Steuerung des Roboters 10.
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In 1 wird der Steuerpunkt 20 zwischen einem Gelenk, das der vierten Achse R entspricht, und einem Gelenk veranschaulicht, das der fünften Achse B entspricht. Der Steuerpunkt 20 kann an einer beliebigen Position festgelegt werden, wenn sich seine Position auf der vierten Achse R befindet. Beispielsweise kann der Steuerpunkt 20 an einem Schnittpunkt zwischen der vierten Achse R und der fünften Achse B festgelegt werden.
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Herkömmlich ist häufig ein sechsachsiger Roboter verwendet worden, der die redundante Achse E und den redundanten Arm 14, wie sie oben beschrieben worden sind, nicht aufweist. Wenn der sechsachsige Roboter verwendet wird, wird die dritte Achse U an dem vorderen Ende des ersten Arms 13 platziert, und der zweite Arm 15 schwenkt um die dritte Achse U.
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Da bei dem sechsachsigen Roboter die dritte Achse U jedoch entlang eines Kreises bewegt wird, in dessen Mittelpunkt sich die zweite Achse L befindet, kann die dritte Achse U nicht entlang einer Richtung (einer horizontalen Richtung) parallel zu der x-Achse und einer Richtung (einer vertikalen Richtung) parallel zu der z-Achse der vorliegenden Zeichnung bewegt werden.
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Mit anderen Worten, da die dritte Achse U, die sich über einen Kreis, in dessen Mittelpunkt sich die zweite Achse L befindet, parallel zu der y-Achse bewegt, gleichzeitig eine x-Koordinate und eine z-Koordinate ändert, kann die z-Koordinate nicht geändert werden, ohne die x-Koordinate zu ändern, oder die x-Koordinate kann nicht geändert werden, ohne die z-Koordinate zu ändern. Aus diesem Grund kann der Steuerpunkt 20, der auf der vierten Achse R bereitgestellt wird, nicht unter Beibehaltung der Richtung der vierten Achse R linear bewegt werden.
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Der Roboter 10 gemäß der Ausführungsform kann die dritte Achse U in einer horizontalen Richtung und einer vertikalen Richtung durch Einsetzen eines siebenachsigen Roboters bewegen, der die redundante Achse E und den redundanten Arm 14 beinhaltet, wie oben beschrieben. Daher kann gemäß dem Roboter 10 der Steuerpunkt 20, der auf der vierten Achse R bereitgestellt wird, unter Beibehaltung der Richtung der vierten Achse R, die sich an der vorderen Seite der dritten Achse U befindet, linear bewegt werden.
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Im Besonderen ist die redundante Achse E, die sich auf der vorderen Seite des ersten Arms 13 befindet, über eine Bewegungsbahn EL beweglich, die in 1 mit einem Kreis gekennzeichnet ist. Hierin wird die Bewegungsbahn EL in 1 als Kreis gekennzeichnet, tatsächlich wird sie jedoch sphärisch, da eine Drehung um die erste Achse S beinhaltet ist. Wenn sich die redundante Achse E an der in 1 veranschaulichten Position befindet, ist die dritte Achse U, die sich auf der vorderen Seite des redundanten Arms 14 befindet, darüber hinaus über eine Bewegungsbahn UL beweglich, die mit einem Kreis gekennzeichnet ist
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Wenn die redundante Achse E auf der Bewegungsbahn EL bewegt wird, entspricht ein Bereich, den die Bewegungsbahn UL durchläuft, der Gesamtfläche innerhalb eines Bewegungsbereichs UN, der in der vorliegenden Zeichnung veranschaulicht wird. Mit anderen Worten, die dritte Achse U kann innerhalb des Bewegungsbereichs UN zu einer beliebigen Position bewegt werden. Wenngleich der Bewegungsbereich UN in 1 als Kreis gekennzeichnet ist, wird der Bewegungsbereich UN tatsächlich sphärisch, da eine Drehung um die erste Achse S beinhaltet ist. Um die Erläuterung zu vereinfachen, lassen die Erläuterungen, wie sie oben beschrieben worden sind, eine Behinderung zwischen Armen des Roboters 10 und eine Behinderung an einer Aufstellfläche 30 unberücksichtigt.
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Aus dem Obigen ergibt sich, dass der Roboter 10 die dritte Achse U, die sich auf der unteren Seite (der vorderen Seite des redundanten Arms 14) des zweiten Arms 15 befindet, zu einer beliebigen Position des Bewegungsbereichs UN bewegen kann. Daher ist es möglich, die dritte Achse U entlang einer beliebigen geraden Linie innerhalb des beweglichen Bereichs UN zu bewegen. Da der zweite Arm 15 darüber hinaus frei um die dritte Achse U geschwenkt wird, kann die Richtung der vierten Achse R in dem dritten Arm 16, der an der vorderen Seite des zweiten Arms 15 angebracht ist, frei geändert werden.
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Wie oben beschrieben, kann in der Annahme, dass die dritte Achse U innerhalb des asphärischen Bewegungsbereichs UN linear bewegt wird, der Steuerpunkt 20, der auf der vierten Achse R bereitgestellt wird, unter Beibehaltung der Richtung der vierten Achse R linear bewegt werden. Die Einzelheiten einer spezifischen Bewegung des Roboters 10, der den Steuerpunkt 20 linear bewegt, werden im Folgenden unter Bezugnahme auf 4A bis 4C, 5A bis 5C, 6A bis 6C und 7A bis 7C erläutert.
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Als Nächstes wird die spezifische Ausgestaltung des Roboters 10 unter Bezugnahme auf 2 erläutert. 2 ist eine Seitenansicht des Roboters 10. Wie in der vorliegenden Zeichnung veranschaulicht, beinhaltet der Roboter 10 von der unteren Seite zu der vorderen Seite einen Sockel 11, einen Schwenksockel 12, den ersten Arm 13, den redundanten Arm 14, den zweiten Arm 15 und den dritten Arm 16. Der dritte Arm 16 beinhaltet von der unteren Seite zu der vorderen Seite einen Dreharm 16a, einen Schwenkarm 16b und einen Dreharm 16c.
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Der Sockel 11 ist an der Aufstellfläche 30 wie zum Beispiel einem Boden befestigt. Der Schwenksockel 12 wird um die in der vertikalen Richtung befindliche erste Achse S drehbar auf dem Sockel 11 gelagert. Die untere Seite des ersten Arms 13 wird um die in der horizontalen Richtung befindliche zweite Achse L schwenkbar auf dem Schwenksockel 12 gelagert. Die untere Seite des redundanten Arms 14 wird auf der vorderen Seite des ersten Arms 13 um die parallel zu der zweiten Achse L befindliche redundante Achse E schwenkbar gelagert.
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Wenn der erste Arm 13 und der redundante Arm 14 eine Biegestellung aufweisen, kann der Roboter 10 Stellungen aufweisen, in denen die redundante Achse E, bei der es sich um die Drehachse des redundanten Arms 14 handelt, in der in 1 veranschaulichten Stellung in der positiven Richtung der x-Achse und in der negativen Richtung der x-Achse vorspringt. Die Festlegung, welche dieser Stellungen gewählt wird, wird durch eine Stellungsfestlegungseinheit 113 (siehe 3) einer Robotersteuereinheit 100 durchgeführt. Die Einzelheiten dieses Punktes werden im Folgenden erläutert.
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Die untere Seite des zweiten Arms 15 wird auf der vorderen Seite des redundanten Arms 14 um die parallel zu der zweiten Achse L und der redundanten Achse E befindliche dritte Achse U schwenkbar gelagert. Die untere Seite des dritten Arms 16 wird auf der vorderen Seite des zweiten Arms 15 um die senkrecht zu der zweiten Achse L, der redundanten Achse E und der dritten Achse U befindliche vierte Achse R drehbar gelagert.
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Im Besonderen wird die untere Seite des Dreharms 16a des dritten Arms 16 auf der vorderen Seite des zweiten Arms 15 um die vierte Achse R drehbar gelagert, wie oben beschrieben, und die untere Seite des Schwenkarms 16b wird auf der vorderen Seite des Dreharms 16a um die senkrecht zu der vierten Achse R befindliche fünfte Achse B schwenkbar gelagert.
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Die untere Seite des Dreharms 16c wird auf der vorderen Seite des Schwenkarms 16b um die senkrecht zu der fünften Achse B befindliche sechste Achse T drehbar gelagert. Darüber hinaus kann ein (nicht veranschaulichter) Endeffektor, der für jede Anwendung wie zum Beispiel Schweißen und Greifen angefertigt wird, an dem Dreharm 16c, bei dem es sich um einen vorderen Arm des Roboters 10 handelt, angebracht und von diesem gelöst werden.
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Wie oben beschrieben, befinden sich die vierte Achse R und die fünfte Achse B senkrecht zueinander, und die fünfte Achse B und die sechste Achse T befinden sich senkrecht zueinander. Aus diesem Grund weisen die vierte Achse R und die sechste Achse T eine sich überschneidende Beziehung auf. Wenn der dritte Arm 16 vorübergehend eine Stellung aufweist, in der die vierte Achse R und die sechste Achse T sich auf einer geraden Linie befinden, entsteht daher ein Problem eines singulären Punktes. Um den singulären Punkt zu vermeiden, bewirkt die Robotersteuereinheit 100 gemäß der Ausführungsform daher, dass der Roboter 10 eine Bewegung durchführt, die die redundante Achse E nutzt. Dieser Punkt wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
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Der Schwenksockel 12 des Roboters 10 beinhaltet zum Beispiel auf seiner oberen Fläche einen Motor 10aS, der den Schwenksockel 12 um die erste Achse S dreht. Wenn der Motor 10aS an der Position platziert ist, muss die Robotersteuereinheit den Roboter 10 so aktivieren, dass jeder Arm und der Motor 10aS sich nicht behindern. Um die Behinderung zu vermeiden, bewirkt die Robotersteuereinheit 100 gemäß der Ausführungsform daher, dass der Roboter 10 eine Bewegung durchführt, die die redundante Achse E nutzt. Dieser Punkt wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 5A bis 5C und 6A bis 6C erläutert.
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In der in 1 veranschaulichten Stellung versetzt der Schwenksockel 12 des Roboters 10 die zweite Achse L im Vergleich mit der ersten Achse S in der positiven Richtung der x-Achse. In der in 1 veranschaulichten Stellung versetzt der zweite Arm 15 des Roboters 10 darüber hinaus die vierte Achse R im Vergleich mit der dritten Achse U in der positiven Richtung der z-Achse. Diese Versatzbeträge können in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit einer Leistungsbeschreibung usw. des Roboters 10 definiert werden.
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Als Nächstes wird ein Robotersystem 1 gemäß der Ausführungsform unter Bezugnahme auf 3 erläutert. 3 ist ein Blockschaubild, das die Ausgestaltung des Robotersystems 1 veranschaulicht. Wie in 3 veranschaulicht, beinhaltet das Robotersystem 1 den Roboter 10 und die Robotersteuereinheit 100. Der Roboter 10 ist mit der Robotersteuereinheit 100 verbunden.
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Bei dem Roboter 10 handelt es sich um einen Roboter, der einen vorgegebenen Vorgang in Übereinstimmung mit einer Anweisung von der Robotersteuereinheit 100 durchführt. Wie oben bereits mithilfe von 2 erläutert, handelt es sich bei dem Roboter 10 um einen Roboter, dessen Mehrzahl von Armen mithilfe von Gelenken miteinander verbunden ist und der einen Motor 10a in jedem der Gelenke beinhaltet. Da es sich bei dem Roboter 10 gemäß der Ausführungsform um einen siebenachsigen Roboter handelt, wie oben beschrieben, beträgt die Anzahl der Motoren 10a sieben.
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Ein Servomotor, der eine Codiereinrichtung zum Erkennen eines Drehwinkels beinhaltet, kann als Motor 10a verwendet werden. Die Robotersteuereinheit 100 bewirkt, dass der Roboter 10 eine gewünschte Stellung einnimmt, indem sie eine Regelung oder dergleichen unter Verwendung eines Wertes der Codiereinrichtung in dem Motor 10a durchführt. Da die spezifische Ausgestaltung des Roboters 10 bereits unter Bezugnahme auf 2 erläutert worden ist, werden Erläuterungen hierin weggelassen.
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Hierin bezeichnet eine „Stellung“ eine Kombination der Drehbeträge der Gelenke. Mit anderen Worten eine „Stellung“ bezeichnet nicht nur eine äußere Form in der Betrachtung, und es wird davon ausgegangen, dass „seine Stellung verändert wird“, wenn angrenzende Arme gedreht werden, selbst wenn seine äußere Form nicht verändert wird.
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Die Robotersteuereinheit 100 beinhaltet eine Steuereinheit 110 und einen Speicher 120. Die Steuereinheit 110 beinhaltet eine Bewegungssteuereinheit 111, eine Vermeidungsvorgangseinheit 112 und die Stellungsfestlegungseinheit 113. Der Speicher 120 speichert darin Lehrinformationen 121, Informationen 122 über einen singulären Punkt und Hindernisinformationen 123.
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Hierin beinhaltet die Robotersteuereinheit 100 einen Computer und verschiedene Arten von Schaltungen, die zum Beispiel eine Zentraleinheit (central processing unit, CPU), einen Festwertspeicher (read only memory, ROM), einen Direktzugriffsspeicher (random access memory, RAM), ein Festplattenlaufwerk (hard disk drive, HDD), einen Eingabe-/Ausgabe-Anschluss und dergleichen aufweisen.
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Die CPU des Computers fungiert zum Beispiel durch Auslesen und Ausführen eines in dem ROM gespeicherten Programms als Bewegungssteuereinheit 111, Vermeidungsvorgangseinheit 112 und Stellungsfestlegungseinheit 113 der Steuereinheit 110.
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Zumindest eine oder sämtliche der Bewegungssteuereinheit 111, der Vermeidungsvorgangseinheit 112 und der Stellungsfestlegungseinheit 113 können aus Hardware wie zum Beispiel einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (application specific integrated circuit, ASIC) und einem feldprogrammierbaren Gate-Array (field programmable gate array, FPGA) gestaltet sein.
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Beispielsweise entspricht der Speicher 120 dem RAM und der HDD. Der RAM und die HDD können darin die Lehrinformationen 121, die Informationen 122 über einen singulären Punkt und die Hindernisinformationen 123 speichern. Darüber hinaus kann die Robotersteuereinheit 100 ein Programm und verschiedene Arten von Informationen, wie oben beschrieben, über einen sonstigen Computer und ein transportables Aufzeichnungsmedium beziehen, die durch ein drahtgebundenes oder drahtloses Netzwerk verbunden sind.
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Die Steuereinheit 110 führt eine Bewegungssteuerung des Roboters 10 durch. Die Bewegungssteuereinheit 111 weist den Motor 10a auf Grundlage der Lehrinformationen 121 an zu bewirken, dass der Roboter 10 eine gewünschte Stellung einnimmt. Darüber hinaus verbessert die Bewegungssteuereinheit 111 eine Bewegungsgenauigkeit des Roboters 10, indem sie eine Regelung oder dergleichen unter Verwendung eines Wertes der Codiereinrichtung in dem Motor 10a durchführt.
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Hierin werden die Lehrinformationen 121 in einer Lehrphase erzeugt, um den Roboter 10 eine Bewegung zu lehren, und es handelt sich um Informationen, die eine „Aufgabe“ beinhalten, bei der es sich um ein Programm zum Definieren eines Bewegungsablaufs des Roboters 10 handelt.
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Wenn sie eine im Folgenden zu beschreibende Anweisung von der Vermeidungsvorgangseinheit 112 und der Stellungsfestlegungseinheit 113 empfängt, legt die Bewegungssteuereinheit 111 eine Stellung, die durch den Roboter 10 eingenommen werden soll, in Übereinstimmung mit der Anweisung fest. Anschließend aktiviert die Bewegungssteuereinheit 111 den Roboter 10, während sie den redundanten Arm 14 (siehe 2) zum Beispiel so schwenkt, dass der Steuerpunkt 20 (siehe 1), der auf der vierten Achse R bereitgestellt wird, unter Beibehaltung der Richtung der vierten Achse R linear bewegt wird (siehe 2), wie oben beschrieben.
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Der genaue Inhalt, dass die Bewegungssteuereinheit 111 den Steuerpunkt 20 des Roboters 10 linear bewegt, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 4A bis 4C, 5A bis 5C, 6A bis 6C und 7A bis 7C erläutert.
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Die Vermeidungsvorgangseinheit 112 informiert die Bewegungssteuereinheit 111 über eine Anweisung zu bewirken, dass der Roboter 10 einen Vermeidungsvorgang so durchführt, dass er keine Stellung einnimmt, in der der dritte Arm 16 (siehe 2), wie oben beschrieben, zu einem singulären Punkt wird. Hierin handelt es sich bei einer Stellung, in der der dritte Arm 16 zu einem singulären Punkt wird, um eine Stellung, in der die vierte Achse R und die sechste Achse T zu einer geraden Linie werden (siehe 1).
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Um den singulären Punkt zu vermeiden, bewirkt die Vermeidungsvorgangseinheit 112, dass die redundante Achse E mit der zweiten Achse L und dergleichen so zusammenwirkt, dass die Position der dritten Achse U angepasst wird, die sich auf der vorderen Seite des redundanten Arms 14 befindet. Da sich infolgedessen ein Freiheitsgrad in der Richtung der vierten Achse R ergibt, kann ein Einnehmen einer Stellung, in der der dritte Arm 16 zu einem singulären Punkt wird, selbst dann vermieden werden, wenn die Richtung der sechsten Achse T des dritten Arms 16 zum Beispiel aufgrund einer Beziehung zu einem (nicht veranschaulichten) Werkstück usw. eingeschränkt ist. Die Einzelheiten dieses Punktes werden im Folgenden unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
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Hier handelt es sich bei den Informationen 122 über einen singulären Punkt zum Beispiel um Informationen, die eine Bedingung beinhalten, dass die vierte Achse R und die sechste Achse T „mit nicht mehr als einem vorgegebenen Ausmaß zueinander geneigt“ sind. Die Vermeidungsvorgangseinheit 112 ermittelt, ob die vorliegende Stellung oder eine Stellung, die von dem Roboter 10 zu erwarten ist, die aufgrund des Wertes der Codiereinrichtung in dem Motor 10a erzeugt wird, die Bedingung erfüllt.
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Wenn sie die Bedingung erfüllt, informiert die Vermeidungsvorgangseinheit 112 die Bewegungssteuereinheit 111 über die Position und die Bewegungsbahn der dritten Achse U, so dass die Neigung zwischen den entsprechenden Drehachsen die Bedingung, wie sie oben beschrieben worden ist, nicht erfüllt. Der genaue Inhalt, in dem die Vermeidungsvorgangseinheit 112 die redundante Achse E einsetzt, um einen singulären Punkt zu vermeiden, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 8 erläutert.
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Die Stellungsfestlegungseinheit 113 wählt entweder die „erste Stellung“, in der die redundante Achse E, bei der es sich um die Drehachse des redundanten Arms 14 handelt, zu der vorderen Seite des ersten Arms 13, und zwar in der positiven Richtung der x-Achse, vorspringen gelassen wird, wie in 1 veranschaulicht, oder „die zweite Stellung“ aus, in der die redundante Achse E zu der der vorderen Seite gegenüberliegenden Seite, und zwar in der negativen Richtung der x-Achse, vorspringen gelassen wird.
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Im Besonderen legt die Stellungsfestlegungseinheit 113 auf Grundlage der Hindernisinformationen 123 eine Stellung aus der ersten und der zweiten Stellung fest, die einzunehmen möglich sein soll. Wenn beide Stellungen eingenommen werden können, wählt die Stellungsfestlegungseinheit 113 eine Stellung mit einer höheren Prioritätenfolge auf Grundlage der zuvor definierten Prioritätenfolge.
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Hierin handelt es sich bei Hindernisinformationen 123 um Informationen, dass ein Bereich eines Vorhandenseins verschiedener Arten von Vorrichtungen, die um den Roboter 10 herum angeordnet sind, in drei Dimensionen veranschaulicht wird. Die Hindernisinformationen 123 können Informationen beinhalten, dass ein Raum (zum Beispiel ein Öffnungs- und Schließbereich einer Eingangstür in einer Verarbeitungsvorrichtung), in den der Roboter 10 nicht eindringen darf, in drei Dimensionen veranschaulicht wird. Des Weiteren können die Hindernisinformationen 123 einen Bereich eines Vorhandenseins eines Elements, zum Beispiel des in 2 veranschaulichten Motors 10aS, beinhalten, das an dem Roboter 10 angeordnet ist.
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Die Stellungsfestlegungseinheit 113 legt auf Grundlage der Hindernisinformationen 123 fest, ob die erste Stellung gewählt wird oder die zweite Stellung gewählt wird, und informiert die Bewegungssteuereinheit 111 über eine Anweisung, die den Roboter 10 die vorgegebene Stellung einnehmen lässt.
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Als Nächstes wird ein spezifisches Beispiel für eine Bewegung des Roboters 10 unter Bezugnahme auf 4A bis 4C und 5A bis 5C erläutert. 4A bis 4C sind schematische Darstellungen, die Bewegungen veranschaulichen, bei denen der Steuerpunkt 20 unter Beibehaltung der Richtung der vierten Achse R linear bewegt wird. 5A bis 5C sind schematische Darstellungen, die Bewegungen veranschaulichen, wenn die redundante Achse E in Richtung des dritten Arms 16 vorspringen gelassen wird. Hierin entspricht eine in 4A veranschaulichte Stellung „der zweiten Stellung“, wie oben beschrieben, und eine in 5A veranschaulichte Stellung entspricht „der ersten Stellung“, wie oben beschrieben.
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4A bis 4C veranschaulichen ein Hindernis 201 und ein Paar Hindernisse 202, die den Hindernisinformationen 123 entsprechen, wie oben beschrieben. Bei dem Hindernis 201 handelt es sich zum Beispiel um eine kastenartige Vorrichtung. Bei den Hindernissen 202 handelt es sich zum Beispiel um eine obere Wand und eine untere Wand, und sie kennzeichnen schematisch eine Vorrichtung wie zum Beispiel eine Verarbeitungsvorrichtung, die erforderlich ist, um Zugang zu einem Bereich zu erlangen, der sich hinten in einem schmalen Gang befindet.
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Eine Achse 40, die durch Verlängern der vierten Achse R (siehe 2) gewonnen wird, und der Steuerpunkt 20, der auf der vierten Achse R bereitgestellt wird, wie oben beschrieben, werden in 4A bis 4C veranschaulicht. Mit anderen Worten, die vierte Achse R und die Achse 40 sind koaxial, und der Steuerpunkt 20 bewegt sich auf der Achse 40. Darüber hinaus sind als Hinweis die in 1 veranschaulichte Bewegungsbahn EL der redundanten Achse E und die Bewegungsbahn UL, die eine Position angibt, entlang derer die dritte Achse U beweglich ist, wenn sich die redundante Achse E an Positionen befindet, die in den Zeichnungen von 4A bis 4C veranschaulicht sind, in 4A bis 4C veranschaulicht.
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In 4A befindet sich das Hindernis 201 in der positiven Richtung der x-Achse des Roboters 10 (siehe 1). In diesem Fall ist es schwierig, die redundante Achse E in Richtung des Hindernisses 201 vorspringen zu lassen. Daher wählt die Stellungsfestlegungseinheit 113 (siehe 3) eine Stellung aus, in der die redundante Achse E in Richtung einer dem Hindernis 201 gegenüberliegenden Seite (der negativen Richtung der x-Achse) vorspringen gelassen wird. Anschließend dreht die Robotersteuereinheit in der in 4A veranschaulichten Stellung die zweite Achse L im Uhrzeigersinn und dreht die redundante Achse E so, dass sie mit der zweiten Achse L zusammenwirkt, und kann auf diese Weise den Steuerpunkt 20 in der positiven Richtung der x-Achse entlang der Achse 40 bewegen.
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In 4B wird eine Stellung des Roboters 10 veranschaulicht, in der der Roboter zwischen den Hindernisse 202 eingedrungen ist. Des Weiteren als Hinweis sind die Positionen der redundanten Achse E und der dritten Achse U, die in 4A veranschaulicht sind, in 4B mit einer gepunkteten Linie veranschaulicht.
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Die Robotersteuereinheit dreht des Weiteren die zweite Achse L im Uhrzeigersinn von der in 4B veranschaulichten Stellung und dreht die redundante Achse E so, dass sie mit der Drehung der zweiten Achse L zusammenwirkt, und kann auf diese Weise den Steuerpunkt 20 weiter in der positiven Richtung der x-Achse entlang der Achse 40 bewegen.
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Eine Stellung des Roboters 10 in einem Zustand, in dem der erste Arm 13 und der redundante Arm 14 vollständig ausgefahren sind, wird in 4C veranschaulicht. Darüber hinaus sind als Hinweis die Positionen der redundanten Achse E und der dritten Achse U, die in 4B veranschaulicht sind, in 4C mit einer gepunkteten Linie veranschaulicht.
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5A bis 5C und 4A bis 4C unterscheiden sich im Hinblick auf die Position des Hindernisses 201. Mit anderen Worten, in 5A bis 5C befindet sich das Hindernis 201 in der negativen Richtung der x-Achse des Roboters 10. Wie in 5A veranschaulicht, ist es, wenn sich das Hindernis 201 in der negativen Richtung der x-Achse des Roboters 10 befindet, schwierig, die redundante Achse E in Richtung des Hindernisses 201 vorspringen zu lassen.
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Daher wählt die Stellungsfestlegungseinheit 113 (siehe 3) eine Stellung aus, in der die redundante Achse E in Richtung einer dem Hindernis 201 gegenüberliegenden Seite (der positiven Richtung der x-Achse) vorspringen gelassen wird. Anschließend dreht die Robotersteuereinheit in der in 5A veranschaulichten Stellung die zweite Achse L im Uhrzeigersinn und dreht die redundante Achse E so, dass sie mit der zweiten Achse L zusammenwirkt, und kann auf diese Weise den Steuerpunkt 20 in der positiven Richtung der x-Achse entlang der Achse 40 bewegen.
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In 5B wird eine Stellung des Roboters 10 veranschaulicht, in der der Roboter zwischen den Hindernissen 202 eingedrungen ist. Des Weiteren als Hinweis sind die Positionen der redundanten Achse E und der dritten Achse U, die in 5A veranschaulicht sind, in 5B mit einer gepunkteten Linie veranschaulicht.
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Die Robotersteuereinheit dreht des Weiteren die zweite Achse L entgegen dem Uhrzeigersinn von der in 5B veranschaulichten Stellung und dreht die redundante Achse E so, dass sie mit der Drehung der zweiten Achse L zusammenwirkt, und kann auf diese Weise den Steuerpunkt 20 weiter in der positiven Richtung der x-Achse entlang der Achse 40 bewegen.
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Eine Stellung des Roboters 10 in einem Zustand, in dem der erste Arm 13 (siehe 1) und der redundante Arm 14 (siehe 1) vollständig ausgefahren sind, wird in 5C veranschaulicht. Darüber hinaus sind als Hinweis die Positionen der redundanten Achse E und der dritten Achse U, die in 5B veranschaulicht sind, in 5C mit einer gepunkteten Linie veranschaulicht.
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Selbst wenn die Robotersteuereinheit die Stellung wählt, in der die redundante Achse E in Richtung der der vorderen Seite des Roboters 10 gegenüberliegenden Seite vorspringt, wie in 4A bis 4C veranschaulicht, oder selbst wenn die Robotersteuereinheit die Stellung wählt, in der die redundante Achse E in Richtung des vorderen Endes des Roboters 10 vorspringt, wie in 5A bis 5C veranschaulicht, kann die Robotersteuereinheit den Steuerpunkt 20, der auf der vierten Achse R bereitgestellt wird, unter Beibehaltung der Richtung der vierten Achse R linear bewegen.
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In 4A bis 4C und 5A bis 5C ist ein Fall erläutert worden, in dem der Steuerpunkt 20 in der positiven Richtung der x-Achse linear bewegt wird. Es ist jedoch offensichtlich, dass durch Aktivieren des Roboters in einem umgekehrten Ablauf der Steuerpunkt 20 in der negativen Richtung der x-Achse linear bewegt werden kann.
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Als Nächstes wird eine Bewegung, bei der der Steuerpunkt 20, der auf der vierten Achse R bereitgestellt wird, in einer Richtung senkrecht zu der vierten Achse R unter Beibehaltung der Richtung der vierten Achse R linear bewegt wird, unter Bezugnahme auf 6A bis 6C erläutert. 6A bis 6C sind schematische Darstellungen, die Bewegungen veranschaulichen, bei denen der Steuerpunkt 20 in der Richtung senkrecht zu der vierten Achse R bewegt wird.
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In 6A bis 6C wird eine Achse 60 veranschaulicht, die an der Position des Steuerpunktes 20 senkrecht zu der vierten Achse R (siehe 2) ist, wie sie oben beschrieben worden ist. Darüber hinaus sind als Hinweis die in 1 veranschaulichte Bewegungsbahn EL der redundanten Achse E und die Bewegungsbahn UL, die eine Position angibt, entlang derer die dritte Achse U beweglich ist, wenn sich die redundante Achse E an Positionen befindet, die in den Zeichnungen von 6A bis 6C veranschaulicht sind, in 6A bis 6C veranschaulicht. In 6A bis 6C sind das Hindernis 201 und die Hindernisse 202 weggelassen worden, die in 4A bis 4C veranschaulicht worden sind.
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Die Robotersteuereinheit dreht die zweite Achse L entgegen dem Uhrzeigersinn von der in 6A veranschaulichten Stellung und dreht die redundante Achse E so, dass sie mit der zweiten Achse L zusammenwirkt, und kann auf diese Weise den Steuerpunkt 20 in der negativen Richtung der z-Achse entlang der Achse 60 bewegen.
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Als Hinweis, eine Position jedes in 6A veranschaulichten Gelenks wird in 6B mit einer gepunkteten Linie veranschaulicht. Die Robotersteuereinheit dreht des Weiteren die zweite Achse L entgegen dem Uhrzeigersinn von der in 6B veranschaulichten Stellung und dreht die redundante Achse E so, dass sie mit der Drehung der zweiten Achse L zusammenwirkt, und kann auf diese Weise den Steuerpunkt 20 weiter in der negativen Richtung der z-Achse entlang der Achse 60 bewegen.
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Die Stellung des Roboters 10, wie sie oben beschrieben worden ist, wird in 6C veranschaulicht. Als Hinweis, eine Position jedes in 6B veranschaulichten Gelenks wird in 6C mit einer gepunkteten Linie veranschaulicht. Wie oben beschrieben, kann der Roboter 10 den Steuerpunkt 20 in der Richtung senkrecht zu der vierten Achse R unter Beibehaltung der Richtung der vierten Achse R linear bewegen.
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In 6A bis 6C ist der Fall erläutert worden, in dem der Steuerpunkt 20 in der negativen Richtung der z-Achse linear bewegt wird. Es ist jedoch offensichtlich, dass der Steuerpunkt 20 durch Aktivieren des Roboters in einem umgekehrten Ablauf in der positiven Richtung der z-Achse linear bewegt werden kann.
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Als Nächstes wird eine Bewegung, bei der der Steuerpunkt 20, der auf der vierten Achse R bereitgestellt wird, in einer vertikalen Richtung unter Beibehaltung der vierten Achse R (siehe 2) in der vertikalen Richtung bewegt wird, unter Bezugnahme auf 7A bis 7C erläutert. 7A bis 7C sind schematische Darstellungen, die Bewegungen veranschaulichen, bei denen der Steuerpunkt 20 entlang der in der vertikalen Richtung befindlichen vierten Achse R bewegt wird.
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Eine Achse 70, die durch Verlängern der in der vertikalen Richtung befindlichen vierten Achse R (siehe 2) gewonnen wird, und der Steuerpunkt 20, der auf der vierten Achse R bereitgestellt wird, werden in 7A bis 7C veranschaulicht. Mit anderen Worten, die vierte Achse R und die Achse 70 sind koaxial, und der Steuerpunkt 20 bewegt sich auf der Achse 70. Als Hinweis, die in 1 veranschaulichte Bewegungsbahn EL der redundanten Achse E und die Bewegungsbahn UL, die eine Position angibt, entlang derer die dritte Achse U beweglich ist, wenn sich die redundante Achse E an Positionen befindet, die in den Zeichnungen von 7A bis 7C veranschaulicht sind, werden in 7A bis 7C veranschaulicht. In 7A bis 7C sind das Hindernis 201 und die Hindernisse 202 weggelassen worden, die in 4A bis 4C usw. veranschaulicht worden sind.
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Die Robotersteuereinheit dreht die zweite Achse L im Uhrzeigersinn von der in 7A veranschaulichten Stellung und dreht die redundante Achse E so, dass sie mit der zweiten Achse L zusammenwirkt, und kann auf diese Weise den Steuerpunkt 20 in der negativen Richtung der z-Achse entlang der Achse 70 bewegen.
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Als Hinweis, die Positionen der redundanten Achse E und der dritten Achse U, die in 7A veranschaulicht sind, sind in 7B mit einer gepunkteten Linie veranschaulicht. Die Robotersteuereinheit dreht des Weiteren die zweite Achse L im Uhrzeigersinn von der in 7B veranschaulichten Stellung und dreht die redundante Achse E so, dass sie mit der Drehung der zweiten Achse L zusammenwirkt, und kann auf diese Weise den Steuerpunkt 20 weiter in der negativen Richtung der z-Achse entlang der Achse 70 bewegen.
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Die Stellung des Roboters 10, wie sie oben beschrieben worden ist, wird in 7C veranschaulicht. Als Hinweis, die Positionen der redundanten Achse E und der dritten Achse U, die in 7B veranschaulicht sind, sind in 7C mit einer gepunkteten Linie veranschaulicht. Wie oben beschrieben, kann der Roboter 10 den Steuerpunkt 20 entlang der Achse 70, die koaxial mit der vierten Achse R ist, unter Beibehaltung der Richtung der vierten Achse R in der vertikalen Richtung linear bewegen.
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In 7A bis 7C ist der Fall erläutert worden, in dem der Steuerpunkt 20 in der negativen Richtung der z-Achse bewegt wird. Es ist jedoch offensichtlich, dass der Steuerpunkt 20 durch Aktivieren des Roboters in einem umgekehrten Ablauf in der positiven Richtung der z-Achse linear bewegt werden kann. Des Weiteren ist in 7A bis 7C der Fall erläutert worden, in dem die vordere Seite des Roboters 10 in die negative Richtung der z-Achse gerichtet ist. Es ist jedoch offensichtlich, dass selbst in dem Fall, in dem die vordere Seite des Roboters 10 in die positive Richtung der z-Achse gerichtet ist, der Steuerpunkt 20 durch eine ähnliche Bewegung linear in die positive und die negative Richtung der z-Achse bewegt werden kann.
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Wie oben beschrieben, kann die Robotersteuereinheit in dem in 7A bis 7C veranschaulichten Fall den Steuerpunkt 20 linear bewegen, ohne die Stellung des zweiten Arms 15 und des dritten Arms 16 zu ändern, die in 2 veranschaulicht worden sind. In 7A bis 7C ist der Fall erläutert worden, in dem der Steuerpunkt 20 entlang der z-Achse, die in der vorliegenden Zeichnung veranschaulicht wird, linear bewegt wird. Die Robotersteuereinheit kann den Steuerpunkt 20 jedoch entlang der y-Achse linear bewegen.
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Die Robotersteuereinheit bewirkt, dass die erste Achse S (siehe 1), die zweite Achse L und die redundante Achse E miteinander zusammenwirken, wenn sie den Steuerpunkt 20 linear entlang der y-Achse bewegt. Da in diesem Fall die dritte Achse U um die erste Achse S schwenkt, wird die Richtung der dritten Achse U verändert. Die Robotersteuereinheit kann den Steuerpunkt 20 jedoch durch Durchführen eines zusammenwirkenden Vorgangs auf der vierten Achse R in einer Richtung, die die Änderung der Richtung der dritten Achse U aufhebt, ohne die Stellung des dritten Arms 16 zu ändern, in der positiven und der negativen Richtung der y-Achse linear bewegen.
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Als Nächstes wird die Vermeidung eines singulären Punktes des dritten Arms 16 (siehe 2) unter Bezugnahme auf 8 erläutert. 8 ist ein Schaubild, das die Vermeidung eines singulären Punktes des dritten Arms 16 erläutert. In 8 werden die vierte Achse R, die fünfte Achse B und die sechste Achse T, die in dem dritten Arm 16 beinhaltet sind, eine Achse R0, die durch Verlängern der vierten Achse R gewonnen wird, und der Steuerpunkt 20 veranschaulicht, der auf der Achse R bereitgestellt wird.
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In 8 werden des Weiteren eine Achse T0, die durch Verlängern der sechsten Achse T gewonnen wird, und ein Winkel α0 veranschaulicht, bei dem es sich um einen Winkel handelt, der durch die Achse T0 und die Achse R0 ausgebildet wird. Darüber hinaus gibt ein Pfeil 80 eine Richtung an, in der die Achse T0 eingeschränkt ist. In 8 ist der Fall veranschaulicht worden, in dem die Achse R0 eine horizontale Richtung ist und die Achse T0 eine Richtung diagonal nach unten ist. Die Achse T0 kann jedoch in einer horizontalen Richtung oder in einer vertikalen Richtung eingeschränkt sein. Mit anderen Worten, 8 veranschaulicht lediglich eine Situation, in der die Achse T0 und die Achse R0 einen vorgegebenen Winkel ausbilden.
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Wie bereits mithilfe von 3 erläutert, vermeidet die Vermeidungsvorgangseinheit 112 ein Einnehmen einer Stellung, in der der dritte Arm 16 zu einem singulären Punkt wird, selbst wenn die Richtung der sechsten Achse T des dritten Arms 16 durch eine Beziehung zu einem (nicht veranschaulichten) Werkstück usw. eingeschränkt ist.
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In dem Fall von 8 beinhalten die Informationen 122 über einen singulären Punkt (siehe 3) zum Beispiel eine Bedingung, dass die vierte Achse R und die sechste Achse T „nicht mehr als α0 Grad zueinander geneigt“ sind. Bei der Bedingung handelt es sich um eine Bedingung, die die Wirkung angibt, dass eine Beziehung zwischen der vierten Achse R und der sechsten Achse T dem singulären Punkt nahe ist. Die Vermeidungsvorgangseinheit 112 passt die Richtung der vierten Achse R auf Grundlage dieser Bedingung der Informationen 122 über einen singulären Punkt so an, dass ein Winkel, der durch die vierte Achse R (die Achse R0 von 8) und die sechste Achse T (die Achse T0 von 8) ausgebildet wird, größer als α0 Grad wird.
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Infolgedessen kann die Robotersteuereinheit den Roboter 10 Bewegungen durchführen lassen, die in 4A bis 4C, 5A bis 5C, 6A bis 6C und 7A bis 7C veranschaulicht werden, und gleichzeitig den singulären Punkt des dritten Arms 16 vermeiden. Mit anderen Worten, die Robotersteuereinheit kann den Steuerpunkt 20 unter Beibehaltung der Richtung der vierten Achse R linear bewegen und gleichzeitig den singulären Punkt des dritten Arms 16 vermeiden.
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Als Nächstes wird ein Verarbeitungsablauf, der durch die Robotersteuereinheit 100 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf 9 erläutert. 9 ist ein Ablaufplan, der einen Verarbeitungsablauf veranschaulicht, der durch die Robotersteuereinheit 100 ausgeführt wird. Wie in 9 veranschaulicht, liest die Stellungsfestlegungseinheit 113 die Hindernisinformationen 123 (Schritt S101) und legt gekrümmte Richtungen des ersten Arms 13 und des redundanten Arms 14 fest (Schritt S102).
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Die Bewegungssteuereinheit 111 bezieht einen Drehwinkel jedes Motors 10a (Schritt S103) und berechnet eine Stellung des Roboters 10 (Schritt S104). Als Nächstes ermittelt die Vermeidungsvorgangseinheit 112, ob die Stellung des dritten Arms 16 einem singulären Punkt nahe ist (Schritt S105).
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Wenn die Stellung des dritten Arms 16 dem singulären Punkt nahe ist (Schritt S105: Ja), weist die Vermeidungsvorgangseinheit 112 den Roboter 10 über die Bewegungssteuereinheit 111 an, einen Vermeidungsvorgang mithilfe der redundanten Achse E durchzuführen (Schritt S106). Wenn demgegenüber die Stellung des dritten Arms 16 dem singulären Punkt nicht nahe ist (Schritt S105: Nein), geht die Steuerung zu Schritt S107 über, ohne den Prozess von Schritt S106 durchzuführen.
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Als Nächstes bewegt die Bewegungssteuereinheit 111 den Steuerpunkt 20 unter Beibehaltung der Richtung der vierten Achse R linear (Schritt S107) und beendet den Prozess.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Robotersystem
- 10
- Roboter
- 10a, 10aS
- Motor
- 11
- Sockel
- 12
- Schwenksockel
- 13
- erster Arm
- 14
- redundanter Arm
- 15
- zweiter Arm
- 16
- dritter Arm
- 16a
- Dreharm
- 16b
- Schwenkarm
- 16c
- Dreharm
- 20
- Steuerpunkt
- 30
- Bodenfläche
- 100
- Robotersteuereinheit
- 110
- Steuereinheit
- 111
- Bewegungssteuereinheit
- 112
- Vermeidungsvorgangseinheit
- 113
- Stellungsfestlegungseinheit
- 120
- Speicher
- 121
- Lehrinformationen
- 122
- Informationen über einen singulären Punkt
- 123
- Hindernisinformationen
- S
- erste Achse
- L
- zweite Achse
- E
- redundante Achse
- U
- dritte Achse
- R
- vierte Achse
- B
- fünfte Achse
- T
- sechste Achse
