JP2010052116A - 干渉チェック制御装置および干渉チェック制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】動作領域に重複部分を有するロボット同士の干渉チェック制御装置であって、速度・位置記憶手段910と、干渉判定領域の閾値をあらかじめ記憶する干渉判定用閾値記憶手段918と、速度・位置データに基づいて制動開始から停止までに必要な時間を計算する制動時間計算手段911と、制動開始から制動完了までの各構成部分間の最近接距離の履歴を、接近する各構成部分の速度に基づいて推定するロボット間距離推定手段916と、各構成部分間の最近接距離の履歴と干渉判定領域の閾値とを比較し、制動期間中の干渉の有無を判定する干渉判定手段917と、干渉判定結果に応じて各ロボットに対する移動指令値を作り出すとともに、ロボットの速度・位置データを速度・位置記憶手段に記憶させる指令値生成手段919とを備える。
【選択図】図1
Description
ロボットの手先軌道が教示軌道に沿って、例えば直線や円弧を描く際には、各ロボット構成部分は、単調動作ではなく複雑に動く場合がある。あるロボット構成部分と他ロボット構成部分が相対的に近づいたり離れたりする動きに該当する。ロボット同士が近接配置され動作領域が重複する際には、該ロボット構成部分の複雑な動作によって各ロボット構成部分同士が干渉する危険性があるというのは大きな問題であり、従来方法ではそのようなロボット構成部分間の干渉チェックができていなかった。
本発明は、制動開始から制動完了までにロボット構成部分同士の最近接距離の履歴を、接近する各構成部分の速度に基づいて推定し、制動開始から制動完了までにロボット同士の干渉があるか否かを、ロボット構成部分ごとの最近接距離の変化の推定結果に基づいて判定している。この結果、制動動作中に構成部分同士が干渉するケースを見落とすことがなくなり、近接配置され動作領域が重複するロボット間の干渉問題において、従来方法よりももれなく干渉状態を発見し、ロボットの破損などを防ぐ効果がある。
図1は、本発明の実施の形態1における干渉チェック制御装置の構成図である。この図1の干渉チェック制御装置は、ロボット速度・位置記憶手段910、制動時間計算手段911、ロボット間距離推定手段916、干渉判定手段917、干渉判定用閾値記憶手段918、および指令値生成手段919を備えている。
ロボット速度・位置記憶手段910は、少なくとも1ステップ前の計算ステップまでに、指令値生成手段で生成された、ロボットの位置や速度に関する情報900を記憶しておく記憶手段である。
tstpm=|vnowm/astpm| (1)
ロボットは、例えば、先の図3に示したように、線分20でモデル化され、ロボット同士の干渉チェックを行なうために、ロボットを表す線分同士の距離計算が行なわれる。
2r≦Lij(t) (tnow≦t≦tnow+tstp) (2)
Linki :ロボットAのロボット構成部分モデル(i=1,2、3、4)
Linkj :ロボットBのロボット構成部分モデル(j=1,2、3、4)
Lij :LinkiとLinkjの距離
LiLim、LjLim :干渉判定領域となるロボット構成部分モデルごとの線分モデ
ルからの距離
この場合、ロボットAのLinkiと、ロボットBのLinkjとの間の干渉判定領域の大きさLijLimは、下式(3)となる。
LijLim=LiLim+LjLim (3)
LijLim≦Lij (4)
L(・)ij=Nijcls(Vicls−Vjcls) (5)
tsmpk=tnow+tstp*k/n(k=1、2、・・・n−1) (6)
L(・)ijd=Nijcls・(Viedg(tsmpk)−Vjedg(tsmpk)) (7)
Lijd=Lij(tnow)+ΔLijd (8)
LijLim≦Lijd (9)
先の実施の形態1におけるロボット間距離推定手段916は、図8に示したように、端点速度計算手段914により求めた各サンプリング時刻における端点速度に基づいて、ロボット間距離の推定を行っていた。これに対して、本実施の形態2は、ロボット間距離の推定を行なうための十分な計算能力を備えている場合に、より高精度な推定を行なう場合について説明する。
本実施の形態3は、干渉が発生すると判定され、停止動作を開始した後も、干渉判定を行ない続け、評価式(上式(4)に相当)で干渉がないと判断されれば、動作を再び継続する場合について説明する。
Claims (4)
- それぞれの動作領域に重複する部分を有するロボット同士の干渉チェック制御装置であって、
計算周期ごとに算出されたロボットの速度・位置データを記憶する速度・位置記憶手段と、
各ロボット間の干渉判定を行なうための干渉判定領域の閾値をあらかじめ記憶する干渉判定用閾値記憶手段と、
前記速度・位置記憶手段に記憶された前記速度・位置データに基づいて、ロボットが現時点から制動を開始した際に完全に停止するまでに必要な時間を計算する制動時間計算手段と、
制動開始から制動完了までの各ロボット同士の各構成部分間の最近接距離の履歴を、接近する各構成部分の速度に基づいて推定するロボット間距離推定手段と、
推定された各構成部分間の前記最近接距離の履歴と、前記干渉判定用閾値記憶手段にあらかじめ記憶された干渉判定領域の前記閾値とを比較し、制動開始から制動完了までの間の干渉の有無を判定する干渉判定手段と、
前記干渉判定手段による干渉判定結果に応じて、計算周期ごとに各ロボットに対する移動指令値を作り出すとともに、現在の計算周期におけるロボットの速度・位置データを前記速度・位置記憶手段に記憶させる指令値生成手段と
を備えることを特徴とする干渉チェック制御装置。 - 請求項1に記載の干渉チェック制御装置において、
前記ロボット間距離推定手段は、制動開始から制動完了までの各ロボット同士の各構成部分間の最近接距離の履歴を、接近する各構成部分の端点速度から導かれる速度上限値に基づいて推定することを特徴とする干渉チェック制御装置。 - 請求項1に記載の干渉チェック制御装置において、
前記ロボット間距離推定手段は、制動開始から制動完了までの各ロボット同士の各構成部分間の最近接距離の履歴を、接近する各構成部分の最近接点における接近速度に基づいて推定することを特徴とする干渉チェック制御装置。 - それぞれの動作領域に重複する部分を有するロボット同士の干渉チェック制御方法であって、
第1の記憶部に記憶された速度・位置データに基づいて、ロボットが現時点から制動を開始した際に完全に停止するまでに必要な時間を計算する制動時間計算ステップと、
制動開始から制動完了までの各ロボット同士の各構成部分間の最近接距離の履歴を、接近する各構成部分の速度に基づいて推定するロボット間距離推定ステップと、
推定された各構成部分間の前記最近接距離の履歴と、第2の記憶部にあらかじめ記憶された干渉判定領域の閾値とを比較し、制動開始から制動完了までの間の干渉の有無を判定する干渉判定ステップと、
前記干渉判定ステップによる干渉判定結果に応じて、計算周期ごとに各ロボットに対する移動指令値を作り出すとともに、現在の計算周期におけるロボットの速度・位置データを前記第1の記憶部に記憶させる指令値生成ステップと
を備えることを特徴とする干渉チェック制御方法。
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