JP2000039912A - ロボット制御装置 - Google Patents
ロボット制御装置Info
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- JP2000039912A JP2000039912A JP20605398A JP20605398A JP2000039912A JP 2000039912 A JP2000039912 A JP 2000039912A JP 20605398 A JP20605398 A JP 20605398A JP 20605398 A JP20605398 A JP 20605398A JP 2000039912 A JP2000039912 A JP 2000039912A
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- coordinate system
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 産業用ロボットにおいて、干渉しないピッキ
ング姿勢を求めてピッキングをするロボット制御装置を
得る。 【解決手段】 ロボット座標系［Ｒ］、ツール座標系
［Ｔ］、ピッキング座標系［Ｗ］それぞれを設定し、こ
れら座標系にあってピッキング姿勢を探すようにしたも
のである。
ング姿勢を求めてピッキングをするロボット制御装置を
得る。 【解決手段】 ロボット座標系［Ｒ］、ツール座標系
［Ｔ］、ピッキング座標系［Ｗ］それぞれを設定し、こ
れら座標系にあってピッキング姿勢を探すようにしたも
のである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば箱内のもの
（ワーク）をピッキングするときロボットと箱とが干渉
しないピッキング姿勢を求めてピッキングするようにし
たロボット制御装置に関する。
（ワーク）をピッキングするときロボットと箱とが干渉
しないピッキング姿勢を求めてピッキングするようにし
たロボット制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、教示されたとおりに動作するテ
ィーチングプレイバック方式のロボットにおいては、教
示の際に周辺との干渉がなければ、全く問題なく作業を
行なうことができ、また自立型のロボットにおいても干
渉物がなければ問題はない。このことは、例えばピッキ
ング作業を行なうに当っても同様であるが、対象となる
ワークを位置決めしてピッキングしているので、干渉に
ついて問題になることが少ない。
ィーチングプレイバック方式のロボットにおいては、教
示の際に周辺との干渉がなければ、全く問題なく作業を
行なうことができ、また自立型のロボットにおいても干
渉物がなければ問題はない。このことは、例えばピッキ
ング作業を行なうに当っても同様であるが、対象となる
ワークを位置決めしてピッキングしているので、干渉に
ついて問題になることが少ない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このピ
ッキング作業ひとつをとっても、ワークの位置決め作業
は面倒であり、位置決めシステムの構成が複雑になると
いう問題を有している。そこで、別の方策として厳密な
ワークの位置決めを行なうことなく画像処理によってワ
ークの位置・姿勢を検出し、この結果によりロボットが
ピッキング作業を行なうという方策もあるが、箱の内に
乱雑にワークが入れられているときロボットと箱との干
渉も考慮しなければならず、そして干渉する場合ピッキ
ングは行なわず、このためピッキングできないことも多
く効率も悪いこともあって、可動領域を極端に制限して
いた。更に、ティーチングプレイバック方式のロボット
にてピッキング可能な全ての姿勢をティーチングするこ
とは、時間と手間がかかり現実的でない。
ッキング作業ひとつをとっても、ワークの位置決め作業
は面倒であり、位置決めシステムの構成が複雑になると
いう問題を有している。そこで、別の方策として厳密な
ワークの位置決めを行なうことなく画像処理によってワ
ークの位置・姿勢を検出し、この結果によりロボットが
ピッキング作業を行なうという方策もあるが、箱の内に
乱雑にワークが入れられているときロボットと箱との干
渉も考慮しなければならず、そして干渉する場合ピッキ
ングは行なわず、このためピッキングできないことも多
く効率も悪いこともあって、可動領域を極端に制限して
いた。更に、ティーチングプレイバック方式のロボット
にてピッキング可能な全ての姿勢をティーチングするこ
とは、時間と手間がかかり現実的でない。
【０００４】本発明は、上述の問題に鑑み、ワークの厳
密な位置決めをせず、画像処理などによって、ワークの
位置・姿勢を検出してピッキングを行う場合に、可動領
域を極端に制限せず、非現実的なティーチングをするこ
ともなく、干渉しないピッキング姿勢を求めてピッキン
グをするというロボット制御装置の提供を目的とする。
密な位置決めをせず、画像処理などによって、ワークの
位置・姿勢を検出してピッキングを行う場合に、可動領
域を極端に制限せず、非現実的なティーチングをするこ
ともなく、干渉しないピッキング姿勢を求めてピッキン
グをするというロボット制御装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、次の発明特定事項を有する。 （１）ロボットアーム先端にツールをつけて作業を行な
う産業用ロボットにおいて、ロボット本体のロボット座
標系とハンド先端に固定されたツール座標系とワークに
固定されたワーク座標系とこのワークを入れている箱に
合わせてボックス座標系とを設定し、これら座標系にあ
って干渉しないピッキング姿勢を探すようにしたことを
特徴とする。
発明は、次の発明特定事項を有する。 （１）ロボットアーム先端にツールをつけて作業を行な
う産業用ロボットにおいて、ロボット本体のロボット座
標系とハンド先端に固定されたツール座標系とワークに
固定されたワーク座標系とこのワークを入れている箱に
合わせてボックス座標系とを設定し、これら座標系にあ
って干渉しないピッキング姿勢を探すようにしたことを
特徴とする。
【０００６】（２）上記（１）において、ボックス座標
系の基準となる箱の辺にピッキング姿勢を合わせるよう
にしたことを特徴とする。
系の基準となる箱の辺にピッキング姿勢を合わせるよう
にしたことを特徴とする。
【０００７】（３）上記（１）において、干渉しないピ
ッキング姿勢を探すに当り、与えられたピッキング姿勢
をベクトル回りに回転させて判断するようにしたことを
特徴とする。
ッキング姿勢を探すに当り、与えられたピッキング姿勢
をベクトル回りに回転させて判断するようにしたことを
特徴とする。
【０００８】（４）上記（１）において、ハンド先端を
干渉しにくい姿勢としてピッキング姿勢を探るようにし
たことを特徴とする。
干渉しにくい姿勢としてピッキング姿勢を探るようにし
たことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】ここで、図１〜図１２を参照して
本発明の実施の形態の一例につき述べる。図１は、ロボ
ットの関節配列に係る構成図であり、ロボットの座標系
［Ｒ］とハンド先端に固定されたツールの座標系［Ｔ］
とを設定している。すなわち、ロボット座標系［Ｒ］に
て→Rｘ，→Rｙ，→Rｚを、ツール座標系［Ｔ］にて→T
ｘ，→ Tｙ，→Tｚをそれぞれ定義する。ここで、→はベ
クトル又は行列を示す。以下同じ。
本発明の実施の形態の一例につき述べる。図１は、ロボ
ットの関節配列に係る構成図であり、ロボットの座標系
［Ｒ］とハンド先端に固定されたツールの座標系［Ｔ］
とを設定している。すなわち、ロボット座標系［Ｒ］に
て→Rｘ，→Rｙ，→Rｚを、ツール座標系［Ｔ］にて→T
ｘ，→ Tｙ，→Tｚをそれぞれ定義する。ここで、→はベ
クトル又は行列を示す。以下同じ。
【００１０】ついで、図２に示すワーク１につきワーク
座標系［Ｗ］を設定し、直角座標→ Wｘ，→Wｙ，→Wｚ
を定義する。この場合、ワーク１は、平面からみて一部
切欠かれた円柱状のワークを例示する。ピッキングは、
図２に示すワーク１をツールにてつかむのであるが、一
例として図３に示すようにハンド２の先端の爪３にてワ
ーク１の外周と中央穴とを挾む場合ワーク座標系におけ
るツールの爪の方向である→WｘT は図２に示す→Wｘに
一致させる必要があり、また図２に示すワーク座標系に
おけるツールのｙ方向動作量→WｙTは斜線で示すピッキ
ング不可領域をさけて設定する必要がある。この場合、
図２に示すワーク座標系のｘ成分が爪を差し込む方向を
示しているので、ツールの爪の方向と一致させてワーク
に爪を挿入させることができ、また図２に示すピッキン
グ不可領域がある場合（例えば可動爪の動作量が小さく
てつかめない場合等つかみ方が限定される場合）にはそ
れを設定することによって複雑なワークに対応すること
ができる。なお、つかみ方を限定しない場合にはピッキ
ング不可領域は零とする。
座標系［Ｗ］を設定し、直角座標→ Wｘ，→Wｙ，→Wｚ
を定義する。この場合、ワーク１は、平面からみて一部
切欠かれた円柱状のワークを例示する。ピッキングは、
図２に示すワーク１をツールにてつかむのであるが、一
例として図３に示すようにハンド２の先端の爪３にてワ
ーク１の外周と中央穴とを挾む場合ワーク座標系におけ
るツールの爪の方向である→WｘT は図２に示す→Wｘに
一致させる必要があり、また図２に示すワーク座標系に
おけるツールのｙ方向動作量→WｙTは斜線で示すピッキ
ング不可領域をさけて設定する必要がある。この場合、
図２に示すワーク座標系のｘ成分が爪を差し込む方向を
示しているので、ツールの爪の方向と一致させてワーク
に爪を挿入させることができ、また図２に示すピッキン
グ不可領域がある場合（例えば可動爪の動作量が小さく
てつかめない場合等つかみ方が限定される場合）にはそ
れを設定することによって複雑なワークに対応すること
ができる。なお、つかみ方を限定しない場合にはピッキ
ング不可領域は零とする。
【００１１】図３に示したつかみ方を基準のものとした
場合、ツール座標系［Ｔ］とワーク座標系［Ｗ］との関
係を→WＴT にて表わすとき、この→WＴT はワーク１を
基準のつかみ方でつかんだとき座標系［Ｗ］における座
標系［Ｔ］の原点の位置と姿勢を表わす。したがって、
ロボット座標系［Ｒ］におけるピッキングするための手
先位置→ RＴT は、ロボット座標系［Ｒ］でのワークの
位置姿勢を→RＴW とするとき、次式となる。 →RＴT ＝→RＴW・→WＴT こうして、ロボット座標系［Ｒ］におけるワーク位置・
姿勢を加味したツール座標系［Ｔ］の手先位置を得るこ
とができる。
場合、ツール座標系［Ｔ］とワーク座標系［Ｗ］との関
係を→WＴT にて表わすとき、この→WＴT はワーク１を
基準のつかみ方でつかんだとき座標系［Ｗ］における座
標系［Ｔ］の原点の位置と姿勢を表わす。したがって、
ロボット座標系［Ｒ］におけるピッキングするための手
先位置→ RＴT は、ロボット座標系［Ｒ］でのワークの
位置姿勢を→RＴW とするとき、次式となる。 →RＴT ＝→RＴW・→WＴT こうして、ロボット座標系［Ｒ］におけるワーク位置・
姿勢を加味したツール座標系［Ｔ］の手先位置を得るこ
とができる。
【００１２】更に、別の座標系として図４に示すように
ワークが入った箱４の座標位置を簡単に表現するため、
新たにボックス座標系［Ｂ］を設ける。そして、このボ
ックス座標系において箱４の内部の点［ Bｘi Bｙi B
ｚi ］がとり得る値としては次のようになる。 ０≦ Bｘi ≦ｘmax ０≦ Bｙi ≦ｙmax ０≦ Bｚi ≦ｚmax また、このボックス座標系［Ｂ］にあって、ロボット座
標系［Ｒ］におけるボックス座標系［Ｂ］の原点の位置
と姿勢は→RＴB にて表現できる。
ワークが入った箱４の座標位置を簡単に表現するため、
新たにボックス座標系［Ｂ］を設ける。そして、このボ
ックス座標系において箱４の内部の点［ Bｘi Bｙi B
ｚi ］がとり得る値としては次のようになる。 ０≦ Bｘi ≦ｘmax ０≦ Bｙi ≦ｙmax ０≦ Bｚi ≦ｚmax また、このボックス座標系［Ｂ］にあって、ロボット座
標系［Ｒ］におけるボックス座標系［Ｂ］の原点の位置
と姿勢は→RＴB にて表現できる。
【００１３】ここで、ワークの位置姿勢RＴW が与えら
れたとき、ピッキング位置姿勢RＴPを求める手順を示
す。ピッキング位置姿勢を求めるためにはワークが入っ
ている箱に合わせて設定されたボックス座標系［Ｂ］を
基本座標系とする。このためボックス座標系でのピッキ
ング位置姿勢BＴP は次式［数１］を得る。
れたとき、ピッキング位置姿勢RＴPを求める手順を示
す。ピッキング位置姿勢を求めるためにはワークが入っ
ている箱に合わせて設定されたボックス座標系［Ｂ］を
基本座標系とする。このためボックス座標系でのピッキ
ング位置姿勢BＴP は次式［数１］を得る。
【００１４】
【数１】 この行列は座標変換をつかさどる行列で、同次変換行列
（Denavit-Hartenberg（Ｄ−Ｈ）行列）といい、一般に
ロボットの座標変換に使用される。この行列は４×４の
行列で次式［数２］、成分で現すと次式［数３］とな
る。
（Denavit-Hartenberg（Ｄ−Ｈ）行列）といい、一般に
ロボットの座標変換に使用される。この行列は４×４の
行列で次式［数２］、成分で現すと次式［数３］とな
る。
【００１５】
【数２】
【数３】 ここでは、→Ａ，→Ｏ，→Ｎ，→Ｐは、アプローチベク
トル、オリエントベクトル、ノーマルベクトル、位置ベ
クトルであり、ｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向，位置を
それぞれ示す。つまり、次式［数４］のようになる。
トル、オリエントベクトル、ノーマルベクトル、位置ベ
クトルであり、ｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向，位置を
それぞれ示す。つまり、次式［数４］のようになる。
【００１６】
【数４】 また［数４］を→Ｒ＝［→Ａ，→Ｏ，→Ｎ］として次式
［数５］とも表現される。
［数５］とも表現される。
【数５】
【００１７】さて、ボックス座標系でのピッキング位置
姿勢を求める一方で、ボックス座標系でのワーク位置姿
勢→BＴW は、→BＴW ＝→BＴR ・→RＴW で求まり、次
式［数６］にて与えられる。
姿勢を求める一方で、ボックス座標系でのワーク位置姿
勢→BＴW は、→BＴW ＝→BＴR ・→RＴW で求まり、次
式［数６］にて与えられる。
【数６】
【００１８】以上の［数５］［数６］にあって、ピッキ
ング姿勢成分のうち爪が穴に挿入できる条件としては、
→BｘT が→BｘP と一致していなければならない。更
に、ピッキング不可領域を避けて →BｙP を設定する必
要がある。そして、この両条件を満たす姿勢によりピッ
キングが可能となる。
ング姿勢成分のうち爪が穴に挿入できる条件としては、
→BｘT が→BｘP と一致していなければならない。更
に、ピッキング不可領域を避けて →BｙP を設定する必
要がある。そして、この両条件を満たす姿勢によりピッ
キングが可能となる。
【００１９】こうして、ワークの形状、ハンドの形状、
及びワークのつかみ方を決定した時点で、上述の制限が
発生することになる。ピッキング不可領域はワーク座標
系［Ｗ］で定義されるので、→BｙPを定めるとき先にW
ｙP を定めてから、これを姿勢変換行列→RＲW を用い
て変換すればよい。ここで、→RＴW は次式［数７］に
て示す行列であり、→RＲW は３×３行列で、→０は→
０＝［０ ０ ０］なるゼロベクトルである。
及びワークのつかみ方を決定した時点で、上述の制限が
発生することになる。ピッキング不可領域はワーク座標
系［Ｗ］で定義されるので、→BｙPを定めるとき先にW
ｙP を定めてから、これを姿勢変換行列→RＲW を用い
て変換すればよい。ここで、→RＴW は次式［数７］に
て示す行列であり、→RＲW は３×３行列で、→０は→
０＝［０ ０ ０］なるゼロベクトルである。
【数７】
【００２０】ピッキング不可領域を避けて→BｙP が設
定できれば、→BｚP ＝→BｘP ×→ BｙP （ｘはベクト
ルの外積、以下同じ）として→BｚP が定まる。また、
→BＰP ＝→BＰW であるので、→BＴP が求められ→BＴ
P が求まることにより、→RＴP ＝→RＴB・→BＴP とし
てロボット座標系におけるピッキング位置姿勢を求める
ことができる。
定できれば、→BｚP ＝→BｘP ×→ BｙP （ｘはベクト
ルの外積、以下同じ）として→BｚP が定まる。また、
→BＰP ＝→BＰW であるので、→BＴP が求められ→BＴ
P が求まることにより、→RＴP ＝→RＴB・→BＴP とし
てロボット座標系におけるピッキング位置姿勢を求める
ことができる。
【００２１】＜第１例＞ 箱の底面の辺にピッキング姿勢を合わせてピッキングを
する場合。 図４に示す箱４の底面の辺にピッキング姿勢を合わせよ
うとするとき、４通りの姿勢が考えられる。すなわち、
図５に示すように箱４に対して辺に平行な４つの単位ベ
クトル→ｎ1 ，→ｎ2 ，→ｎ3 ，→ｎ4 を考え、これを
用いて４つの姿勢を定めるのであるが、今ピッキングす
べきワークの位置と姿勢を→BＴWとすると、次式［数
８］を得ることができる。
する場合。 図４に示す箱４の底面の辺にピッキング姿勢を合わせよ
うとするとき、４通りの姿勢が考えられる。すなわち、
図５に示すように箱４に対して辺に平行な４つの単位ベ
クトル→ｎ1 ，→ｎ2 ，→ｎ3 ，→ｎ4 を考え、これを
用いて４つの姿勢を定めるのであるが、今ピッキングす
べきワークの位置と姿勢を→BＴWとすると、次式［数
８］を得ることができる。
【数８】 求めるピッキング姿勢を→BＴP とすると次式［数９］
となる。
となる。
【数９】
【００２２】ピッキングするためには、この姿勢のうち
ｘ成分は→BｘP ＝→BｘW としなければならないが、ｙ
成分→BｙPは適当に定めてもピッキング可能である。ま
た、姿勢→BＰP ＝→BＰW は当然一致させなければなら
ない。そこで、箱の辺に平行な４つの単位ベクトル→ｎ
1 ，→ｎ2 ，→ｎ3 ，→ｎ4を用いて、以下のように４
つの姿勢を定める。
ｘ成分は→BｘP ＝→BｘW としなければならないが、ｙ
成分→BｙPは適当に定めてもピッキング可能である。ま
た、姿勢→BＰP ＝→BＰW は当然一致させなければなら
ない。そこで、箱の辺に平行な４つの単位ベクトル→ｎ
1 ，→ｎ2 ，→ｎ3 ，→ｎ4を用いて、以下のように４
つの姿勢を定める。
【００２３】姿勢１）ベクトルの外積を →ｙ1 ＝→ｎ1×→BｘP →ｚ1 ＝→BｘP×→ｙ1 としたとき、座標軸を定めて次
式［数１０］の姿勢→BＴP1を得る。
式［数１０］の姿勢→BＴP1を得る。
【数１０】
【００２４】姿勢２）また、ベクトルの外積を →ｙ2 ＝ｎ2×→BｘP →ｚ1 ＝→BｘP ×→ｙ2 としたとき、次式［数１１］
の姿勢→BＴP2を得る。
の姿勢→BＴP2を得る。
【数１１】
【００２５】姿勢３）ベクトルの外積を →ｙ3 ＝→ｎ3×→BｘP →ｚ3 ＝→BｘP ×→ｙ3 としたとき、次式［数１２］
の姿勢→BＴP3を得る。
の姿勢→BＴP3を得る。
【数１２】
【００２６】姿勢４）ベクトルの外積を →ｙ4 ＝→ｎ4×→BｘP →ｚ4 ＝→BｘP ×→ｙ4 としたとき、次式［数１３］
の姿勢→BＴP4を得る。
の姿勢→BＴP4を得る。
【数１３】
【００２７】こうして、上記各姿勢について順次ピッキ
ング不可能領域か否かをチェックし、ピッキング可能な
姿勢ならば干渉チェックを行なう。干渉しなければその
姿勢でピッキングを行ない、干渉すれば次の姿勢につい
てチェックを行なう。いずれの姿勢でも干渉する場合は
ピッキングは行なわない。
ング不可能領域か否かをチェックし、ピッキング可能な
姿勢ならば干渉チェックを行なう。干渉しなければその
姿勢でピッキングを行ない、干渉すれば次の姿勢につい
てチェックを行なう。いずれの姿勢でも干渉する場合は
ピッキングは行なわない。
【００２８】図６は上述の＜第１例＞箱の辺にツール座
標軸を合わせてピッキングする場合のフローチャートで
ある。この図からも判明するように各姿勢を求め、ピッ
キング不可領域の判定をし、不可領域でなければ干渉チ
ェックを行ない、干渉しなければ処理終了、ピッキング
不可領域があるときとか干渉するときは次の姿勢に移行
するというフローとなる。
標軸を合わせてピッキングする場合のフローチャートで
ある。この図からも判明するように各姿勢を求め、ピッ
キング不可領域の判定をし、不可領域でなければ干渉チ
ェックを行ない、干渉しなければ処理終了、ピッキング
不可領域があるときとか干渉するときは次の姿勢に移行
するというフローとなる。
【００２９】＜第２例＞この第２例は、前述した第１例
より多くの姿勢についてチェックしている。すなわち、
第１例の４つの姿勢に新たな姿勢を加えてチェックす
る。第１例の４つのベクトル→ｎ1 ，→ｎ2 ，→ｎ3 ，
→ｎ4 のうち２つのベクトルを組合せてできるベクトル
を用いて姿勢を作る。この場合、大きさが零になるよう
なものは除外すると、新たに４つのベクトルができる。
このベクトルを→ｎ12 ,→ｎ13 ,→ｎ24，→ｎ34とする
とき（添字は元のベクトルの添字）、このベクトルを用
いて姿勢を作り、干渉チェックを行ない、ピッキング可
能な姿勢を探す。
より多くの姿勢についてチェックしている。すなわち、
第１例の４つの姿勢に新たな姿勢を加えてチェックす
る。第１例の４つのベクトル→ｎ1 ，→ｎ2 ，→ｎ3 ，
→ｎ4 のうち２つのベクトルを組合せてできるベクトル
を用いて姿勢を作る。この場合、大きさが零になるよう
なものは除外すると、新たに４つのベクトルができる。
このベクトルを→ｎ12 ,→ｎ13 ,→ｎ24，→ｎ34とする
とき（添字は元のベクトルの添字）、このベクトルを用
いて姿勢を作り、干渉チェックを行ない、ピッキング可
能な姿勢を探す。
【００３０】更に、上述の方策でもピッキング可能な姿
勢が見つからない場合には、更に、→ｎ1 ，→ｎ2 ，→
ｎ3 ，→ｎ4 ，→ｎ12 ,→ｎ13 ,→ｎ24 ,→ｎ34の組み
合せでできる８つのベクトルを用いて新たなハンド姿勢
を求める。これらについて干渉チェックを行ない、ピッ
キング可能な姿勢を探す。これでもピッキング可能な姿
勢が見つからない場合には、更に多くのベクトルを導入
する。かかる操作を繰り返し、ピッキング可能な姿勢を
探す。
勢が見つからない場合には、更に、→ｎ1 ，→ｎ2 ，→
ｎ3 ，→ｎ4 ，→ｎ12 ,→ｎ13 ,→ｎ24 ,→ｎ34の組み
合せでできる８つのベクトルを用いて新たなハンド姿勢
を求める。これらについて干渉チェックを行ない、ピッ
キング可能な姿勢を探す。これでもピッキング可能な姿
勢が見つからない場合には、更に多くのベクトルを導入
する。かかる操作を繰り返し、ピッキング可能な姿勢を
探す。
【００３１】これをフローにて示せば、図７に示す構成
となる。つまり、チェック終了か否かの判定を当初行な
い、チェック終了でない場合には、姿勢を求め、ついで
ピッキング不可領域か否かの判定を行ないピッキング可
能の場合には干渉チェックを行ない、ピッキング不可領
域の場合あるいは干渉ある場合には最初に戻るという処
理工程を辿る。
となる。つまり、チェック終了か否かの判定を当初行な
い、チェック終了でない場合には、姿勢を求め、ついで
ピッキング不可領域か否かの判定を行ないピッキング可
能の場合には干渉チェックを行ない、ピッキング不可領
域の場合あるいは干渉ある場合には最初に戻るという処
理工程を辿る。
【００３２】＜第３例＞ 与えられたワーク位置姿勢に対して、この姿勢を回転変
換してピッキング可能姿勢を探す場合。 与えられた姿勢から→BｘWベクトル回りにΔθだけ回転
させ新たな姿勢を作る。この姿勢で干渉チェックを行な
い干渉の有無を判断する。かかる姿勢にて干渉がある場
合には、更にΔθだけ回転させて干渉チェックを行な
う。そして、この作業をくり返して干渉しない姿勢を探
すものである。この場合、Δθは設定変更可能なパラメ
ータとし、与えられた姿勢に対して０度から３６０度の
回転量の範囲でピッキング姿勢を生成する。図８はこの
フローを示すものであり、まず、チェック終了か否かの
判定後未だチェック終了していない場合には、現在の姿
勢を→BｘW回りにΔθだけ回転させて新たな姿勢を作
り、ついでピッキング不可領域か否かを判定する。ピッ
キング可能である場合には干渉チェックを行ない、干渉
しなければ問題なくピッキングが可能となる。ピッキン
グ不可能領域であったり干渉があるときには、当初に戻
るという処理工程を探る。
換してピッキング可能姿勢を探す場合。 与えられた姿勢から→BｘWベクトル回りにΔθだけ回転
させ新たな姿勢を作る。この姿勢で干渉チェックを行な
い干渉の有無を判断する。かかる姿勢にて干渉がある場
合には、更にΔθだけ回転させて干渉チェックを行な
う。そして、この作業をくり返して干渉しない姿勢を探
すものである。この場合、Δθは設定変更可能なパラメ
ータとし、与えられた姿勢に対して０度から３６０度の
回転量の範囲でピッキング姿勢を生成する。図８はこの
フローを示すものであり、まず、チェック終了か否かの
判定後未だチェック終了していない場合には、現在の姿
勢を→BｘW回りにΔθだけ回転させて新たな姿勢を作
り、ついでピッキング不可領域か否かを判定する。ピッ
キング可能である場合には干渉チェックを行ない、干渉
しなければ問題なくピッキングが可能となる。ピッキン
グ不可能領域であったり干渉があるときには、当初に戻
るという処理工程を探る。
【００３３】＜第４例＞ ハンド先端が干渉しにくい姿勢を作成し、この姿勢でピ
ッキングする場合。 図９に示すようにワークが入った箱４の底面の中心［ｘ
max/2 ｙmax/2 ０］を通り、底面に垂直な直線上の点
Ｑを定義する。ｘmax/2とｙmax/2のうち小さい方の値を
ｌとした場合、箱４内にハンドが入ったとき、ハンドが
とり得る限界の角度θを用いて、Ｑの座標のＺ座標ｌZ
を次式として定める。 ｌZ ＝ｌ・tan θ したがって、Ｑの座標は次式となる。 →BＰQ ＝［ｘmax/2 ,ｙmax/2 ,ｌtan θ］ ハンドの方向ベクトル→Bｘw に平行で、点→BＰw を通
る直線ｍへ点Ｑから垂線を下ろしたとき、図１０，図１
１に示すように、この垂線方向の単位ベクトル→ｎとし
て次式によりハンドの姿勢を定める。→BｚP ＝→ｎと
して、外積→BｙP ＝→ｎ×→BｘP を求める。なお、点
Ｑが直線ｍ上にある場合、→ｎが定まらないことにな
る。このとき、Ｑを［ｘmax/2，ｙmax/2 ,ｌtan θ］よ
りｚ軸方向に少しあげて→ｎを求める。つまり、Ｑを→
BＰQ'＝［ｘmax/2 ,ｙmax/2 ,ｌtanθ＋Δｌ］として→
ｎを求めるものである。
ッキングする場合。 図９に示すようにワークが入った箱４の底面の中心［ｘ
max/2 ｙmax/2 ０］を通り、底面に垂直な直線上の点
Ｑを定義する。ｘmax/2とｙmax/2のうち小さい方の値を
ｌとした場合、箱４内にハンドが入ったとき、ハンドが
とり得る限界の角度θを用いて、Ｑの座標のＺ座標ｌZ
を次式として定める。 ｌZ ＝ｌ・tan θ したがって、Ｑの座標は次式となる。 →BＰQ ＝［ｘmax/2 ,ｙmax/2 ,ｌtan θ］ ハンドの方向ベクトル→Bｘw に平行で、点→BＰw を通
る直線ｍへ点Ｑから垂線を下ろしたとき、図１０，図１
１に示すように、この垂線方向の単位ベクトル→ｎとし
て次式によりハンドの姿勢を定める。→BｚP ＝→ｎと
して、外積→BｙP ＝→ｎ×→BｘP を求める。なお、点
Ｑが直線ｍ上にある場合、→ｎが定まらないことにな
る。このとき、Ｑを［ｘmax/2，ｙmax/2 ,ｌtan θ］よ
りｚ軸方向に少しあげて→ｎを求める。つまり、Ｑを→
BＰQ'＝［ｘmax/2 ,ｙmax/2 ,ｌtanθ＋Δｌ］として→
ｎを求めるものである。
【００３４】図１２は干渉チェックのフローチャートで
あり、上述のようにして求められたハンドのピッキング
姿勢について、干渉チェックを行ない、干渉がある場合
にはピッキングは不可とする。
あり、上述のようにして求められたハンドのピッキング
姿勢について、干渉チェックを行ない、干渉がある場合
にはピッキングは不可とする。
【００３５】＜第５例＞第４例に求めた姿勢において干
渉チェックを行ない、干渉があると判断した場合、求め
た姿勢を基準にして→BｘW回りにΔθずつ姿勢を回転さ
せて新たな姿勢を作る。そして、得られた姿勢に対して
干渉チェックを行ない、干渉が発生する場合には更に姿
勢をΔθだけ回転させる。これを繰り返すことによりピ
ッキング可能な姿勢を探す。
渉チェックを行ない、干渉があると判断した場合、求め
た姿勢を基準にして→BｘW回りにΔθずつ姿勢を回転さ
せて新たな姿勢を作る。そして、得られた姿勢に対して
干渉チェックを行ない、干渉が発生する場合には更に姿
勢をΔθだけ回転させる。これを繰り返すことによりピ
ッキング可能な姿勢を探す。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、干
渉チェックにより干渉することが判明した場合でも、干
渉せずにピッキングするような姿勢を探し出す機能を備
えることにより、システムの停止を最小限にとどめ信頼
性を高めることができる。
渉チェックにより干渉することが判明した場合でも、干
渉せずにピッキングするような姿勢を探し出す機能を備
えることにより、システムの停止を最小限にとどめ信頼
性を高めることができる。
【図１】ロボットの関節配列に係る構成図。
【図２】ワーク座標系の説明図。
【図３】ハンド先端とワークとの関係を示す図。
【図４】箱の座標系を示す図。
【図５】箱の辺に平行な単位ベクトルの説明図。
【図６】第１例の干渉チェックフローチャート。
【図７】第２例の干渉チェックフローチャート。
【図８】第３例の干渉チェックフローチャート。
【図９】第４例の説明図。
【図１０】第４例の説明図。
【図１１】第４例の説明図。
【図１２】第４例の干渉チェックフローチャート。
１ ワーク ２ ハンド ３ 爪 ４ 箱
Claims (4)
- 【請求項１】 ロボットアーム先端にツールをつけて作
業を行なう産業用ロボットにおいて、 ロボット本体のロボット座標系とハンド先端に固定され
たツール座標系とワークに固定されたワーク座標系とこ
のワークを入れている箱に合わせてボックス座標系とを
設定し、これら座標系にあって干渉しないピッキング姿
勢を探すようにしたことを特徴とするロボット制御装
置。 - 【請求項２】 ボックス座標系の基準となる箱の辺にピ
ッキング姿勢を合わせるようにしたことを特徴とする請
求項１記載のロボット制御装置。 - 【請求項３】 干渉しないピッキング姿勢を探すに当
り、与えられたピッキング姿勢をベクトル回りに回転さ
せて判断するようにしたことを特徴とする請求項１記載
のロボット制御装置。 - 【請求項４】 ハンド先端を干渉しにくい姿勢としてピ
ッキング姿勢を探るようにしたことを特徴とする請求項
１記載のロボット制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20605398A JP2000039912A (ja) | 1998-07-22 | 1998-07-22 | ロボット制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20605398A JP2000039912A (ja) | 1998-07-22 | 1998-07-22 | ロボット制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000039912A true JP2000039912A (ja) | 2000-02-08 |
Family
ID=16517100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20605398A Withdrawn JP2000039912A (ja) | 1998-07-22 | 1998-07-22 | ロボット制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000039912A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1256860A2 (en) * | 2001-05-09 | 2002-11-13 | Fanuc Ltd | Device for avoiding collisions |
| WO2012140770A1 (ja) * | 2011-04-14 | 2012-10-18 | 三菱電機株式会社 | ロボット制御装置 |
| JP2012218123A (ja) * | 2011-04-12 | 2012-11-12 | Mitsubishi Electric Corp | ピックアップ装置およびピックアップ方法 |
-
1998
- 1998-07-22 JP JP20605398A patent/JP2000039912A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1256860A2 (en) * | 2001-05-09 | 2002-11-13 | Fanuc Ltd | Device for avoiding collisions |
| JP2002331480A (ja) * | 2001-05-09 | 2002-11-19 | Fanuc Ltd | 干渉回避装置 |
| EP1256860A3 (en) * | 2001-05-09 | 2003-07-30 | Fanuc Ltd | Device for avoiding collisions |
| JP2012218123A (ja) * | 2011-04-12 | 2012-11-12 | Mitsubishi Electric Corp | ピックアップ装置およびピックアップ方法 |
| WO2012140770A1 (ja) * | 2011-04-14 | 2012-10-18 | 三菱電機株式会社 | ロボット制御装置 |
| TWI474905B (zh) * | 2011-04-14 | 2015-03-01 | Mitsubishi Electric Corp | 機械人控制裝置 |
| US9132546B2 (en) | 2011-04-14 | 2015-09-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Robot control apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051004 |