JP2012245577A - Robot control system, robot system, and program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a robot control system that generates a movement path of a robot based on an entry-inhibition area that is set in association with movable part of a peripheral device to prevent a part and the like falling from a hand of the robot from entering the movable part, and to provide a robot system, a program and the like.SOLUTION: The robot control system includes: a processing unit 120; a memory storage unit 110; and a robot control unit 170 for controlling the robot 30 based on the processed result processed by the processing unit 120. The memory storage unit 110 stores design information and installation information of the peripheral device having the movable part. The processing unit 120 includes: an entry-inhibition area setting unit 122 for setting the entry-inhibition area of a workpiece while making the entry-inhibition area correspond to the movable part of the peripheral device based on the design information and the installation information of the peripheral device; and a path computing unit 124 for computing path information of an end point of an arm 320 of the robot 30 based on the information of the set entry-prohibition area.

Description

本発明は、ロボット制御システム、ロボットシステム及びプログラム等に関する。   The present invention relates to a robot control system, a robot system, a program, and the like.

産業用ロボット等によるピック&プレイス動作(部品を意図する位置や姿勢で配置する動作)を組み合わせて部品搬送を実現する製造ラインが数多く運用されている。このピック&プレイス動作にかかる作業時間・作業スペースを削減する目的で、ロボットハンドを装着したロボットアームによる処理の自動化が行われている。ピック&プレイス動作は、整列配置したい部品をロボットハンドで把持する「把持動作」、ロボットハンドが把持している部品を搬送する「搬送動作」、ロボットハンドが把持している部品を意図する位置・姿勢で解放する「解放動作」の3種の動作を組み合わせて実現される。   Many manufacturing lines are in operation that combine parts pick and place with an industrial robot or the like (operations for placing parts in an intended position or posture) to realize parts conveyance. For the purpose of reducing the work time and work space required for this pick-and-place operation, processing is automated by a robot arm equipped with a robot hand. Pick and place operations include “grip operation” that grips the parts you want to align and place with the robot hand, “transport operation” that transports the parts that the robot hand grips, and the intended position / This is realized by combining three types of “release operation” of releasing in a posture.

このようなピック&プレイス作業においては、「搬送動作」中に把持している部品のロボットハンドからの意図しない脱落が発生する場合がある。このとき、脱落した部品がロボットアーム作業空間中に設置される周辺装置の可動部や他のロボットアームのジョイント部分と衝突するケースや、脱落した部品を周辺装置の可動部や他のロボットアームのジョイント部分で噛み込むケースが発生する。これによって周辺装置や他のロボットアームの安全な動作が阻害されてしまうという課題がある。   In such a pick-and-place operation, there is a case where an unintentional dropout of a part gripped during the “conveying operation” from the robot hand may occur. At this time, the dropped parts collide with the movable part of the peripheral device installed in the robot arm working space and the joint part of the other robot arm, or the dropped part is moved to the movable part of the peripheral device or other robot arm. A case of biting at the joint portion occurs. Accordingly, there is a problem that the safe operation of the peripheral device and other robot arms is hindered.

このような課題に対して、特許文献1では、シール部材で覆われた弾性部材がスライダー動作によって伸縮する仕組みを利用して、スライダーとスライダーカバーとの隙間から何かが侵入することを抑止する手法が開示されている。特許文献2では、可動ワークテーブルがカバーに遊挿することで、異物がロボット内部に侵入することを抑止している。特許文献3では、関節機構の動作に応じて、関節機構を覆うカバーの隙間を変化させることにより、関節機構と何かが接触することを抑止している。   In order to deal with such a problem, Patent Document 1 uses a mechanism in which an elastic member covered with a seal member expands and contracts by a slider operation to prevent something from entering through a gap between the slider and the slider cover. A technique is disclosed. In Patent Literature 2, foreign objects are prevented from entering the robot by allowing the movable work table to be freely inserted into the cover. In Patent Document 3, the contact between the joint mechanism and something is suppressed by changing the gap of the cover covering the joint mechanism in accordance with the operation of the joint mechanism.

特開平6−126682号公報JP-A-6-126682 特開2002−66868号公報JP 2002-66868 A 特開2006−346764号公報JP 2006-346664 A

特許文献1の手法では、スライダーとスライダーカバーとの隙間が完全に塞がれているわけではない。そのため、細かな部品に対するピック&プレイス作業において、その部品が搬送動作中に意図せず脱落する場合には、スライダーとスライダーカバーに脱落部品を噛みこんでしまうケースや、スライダーとスライダーカバーの隙間から脱落部品がロボットアーム内部に侵入してしまうケースがある。   In the method of Patent Document 1, the gap between the slider and the slider cover is not completely closed. For this reason, in pick and place work for small parts, if the part falls off unintentionally during the transport operation, the case where the part falls between the slider and the slider cover or the gap between the slider and the slider cover. There are cases in which a missing part enters the robot arm.

特許文献2の手法では、カバーと可動ワークテーブルとの隙間に異物が位置する場合には異物の噛み込みが発生し、ロボットの安全動作が実現できないケースが発生する。   In the method of Patent Document 2, when a foreign object is located in the gap between the cover and the movable work table, the foreign object is caught and a case where the safe operation of the robot cannot be realized occurs.

特許文献3の手法では、関節機構を覆うカバーの隙間を状況に応じて変化させる機構は複雑であり、それを動作させるための演算もまた大きくなってしまう。特にこの演算は状況に応じてリアルタイムに行う必要がある。   In the method of Patent Document 3, the mechanism for changing the gap of the cover covering the joint mechanism according to the situation is complicated, and the calculation for operating it is also large. In particular, this calculation needs to be performed in real time depending on the situation.

本発明の幾つかの態様によれば、周辺装置の可動部に対して設定した侵入禁止領域に基づいてロボットの移動経路の生成を行うことで、ロボットのハンドから脱落した部品等が可動部に侵入することを抑止するロボット制御システム、ロボットシステム及びプログラム等を提供することができる。   According to some aspects of the present invention, by generating the movement path of the robot based on the intrusion prohibited area set for the movable part of the peripheral device, a part or the like dropped from the robot hand becomes the movable part. It is possible to provide a robot control system, a robot system, a program, and the like that prevent entry.

本発明の一態様は、ロボットの制御に関する処理を行う処理部と、前記ロボットの制御に関する情報を記憶する記憶部と、前記処理部の処理結果に基づいて前記ロボットの制御を行うロボット制御部と、を含み、前記記憶部は、可動部を有し、前記ロボットの周辺に配置される周辺装置の設計情報及び設置情報を記憶し、前記処理部は、前記周辺装置の前記設計情報及び前記設置情報に基づいて、前記周辺装置の前記可動部に対応付けて、ワークの侵入禁止領域を設定する侵入禁止領域設定部と、設定された前記侵入禁止領域の情報に基づいて、前記ロボットのアームのエンドポイントの経路情報を演算する経路演算部と、を含むロボット制御システムに関係する。   One aspect of the present invention includes a processing unit that performs processing related to robot control, a storage unit that stores information related to control of the robot, a robot control unit that controls the robot based on processing results of the processing unit, The storage unit has a movable unit and stores design information and installation information of a peripheral device arranged around the robot, and the processing unit stores the design information and the installation of the peripheral device. Based on the information, an intrusion prohibition area setting unit for setting a work intrusion prohibition area in association with the movable part of the peripheral device, and based on the set information on the intrusion prohibition area, the robot arm The present invention relates to a robot control system including a route calculation unit that calculates route information of an endpoint.

本発明の一態様では、周辺装置の可動部に対応付けてワークの侵入禁止領域を設定し、設定した侵入禁止領域に基づいてロボットのアームのエンドポイントの経路情報を生成する。よって、カバー部材の使用等とは異なる手法で、可動部による部品の噛み込み等を抑止すること等が可能になる。   In one aspect of the present invention, a work intrusion prohibited area is set in association with a movable part of a peripheral device, and path information of an end point of a robot arm is generated based on the set intrusion prohibited area. Therefore, it becomes possible to suppress the biting of the parts by the movable part by a method different from the use of the cover member.

また、本発明の一態様では、前記経路演算部は、前記ワークの部品脱落範囲を設定し、設定した前記部品脱落範囲の情報と、前記侵入禁止領域の情報とに基づいて、前記経路情報を演算してもよい。   In the aspect of the invention, the path calculation unit may set a part dropout range of the workpiece, and the route information may be calculated based on the set part dropout information and the entry prohibition area information. You may calculate.

これにより、脱落部品の落下経路に対応する部品脱落範囲と、侵入禁止領域に基づいて処理が可能になり、脱落部品が可動部に侵入するか否かの判定を行うこと等ができる。   Accordingly, processing can be performed based on the part dropout range corresponding to the drop path of the dropout part and the entry prohibition area, and it can be determined whether or not the dropout part enters the movable part.

また、本発明の一態様では、前記経路演算部は、前記ワークの搬送のスタート位置と目標位置との間に設定された複数の中継ポイントの各中継ポイントにおいて、前記部品脱落範囲を設定し、設定した前記部品脱落範囲と前記侵入禁止領域の干渉チェックを行って前記経路情報を演算してもよい。   Moreover, in one aspect of the present invention, the route calculation unit sets the part dropout range at each relay point of a plurality of relay points set between the start position and the target position of the workpiece conveyance, The route information may be calculated by performing an interference check between the set part dropout range and the intrusion prohibited area.

これにより、中継ポイントを設定することで演算量を削減し、かつ、部品脱落範囲と侵入禁止領域の干渉チェックという容易な処理で経路情報の演算が可能になる。   Accordingly, the calculation amount can be reduced by setting the relay point, and the route information can be calculated by an easy process of checking the interference between the part dropout range and the intrusion prohibited area.

また、前記経路演算部は、前記アームの前記エンドポイントの第1の経路に含まれる各中継ポイントに設定された部品脱落範囲のうち少なくとも1つの部品脱落範囲と前記侵入禁止領域とが干渉し、前記アームの前記エンドポイントの第2の経路に含まれる各中継ポイントに設定された全ての部品脱落範囲と前記侵入禁止領域とが干渉しない場合に、前記第2の経路を前記アームの前記エンドポイントの移動経路として選択してもよい。   In addition, the path calculation unit, at least one part dropout range of the part dropout range set in each relay point included in the first route of the end point of the arm interferes with the intrusion prohibition area, When all the component dropout ranges set at each relay point included in the second path of the end point of the arm do not interfere with the intrusion prohibited area, the second path is set to the end point of the arm. May be selected as the movement route.

これにより、複数の経路のうち、部品脱落範囲と侵入禁止領域とが干渉しない経路を選択することが可能になる。   As a result, it is possible to select a route that does not interfere with the component dropout range and the entry prohibition region from among the plurality of routes.

また、本発明の一態様では、前記経路演算部は、前記エンドポイントの速さ情報と移動方向情報に基づいて、前記部品脱落範囲を設定してもよい。   In the aspect of the invention, the route calculation unit may set the part dropout range based on the speed information and the moving direction information of the endpoint.

これにより、慣性に関する情報を利用して部品脱落範囲を設定することが可能になる。   As a result, it is possible to set the part dropout range using information on inertia.

また、本発明の一態様では、前記経路演算部は、前記エンドポイントの位置情報から求められた前記ワークの落下時間情報に基づいて、前記部品脱落範囲を設定してもよい。   In the aspect of the invention, the path calculation unit may set the part dropout range based on the work drop time information obtained from the position information of the end point.

これにより、対象としている位置での位置情報に基づいて落下時間情報を求めることが可能になり、部品脱落範囲を適切に設定することができる。   Thereby, it becomes possible to obtain | require fall time information based on the positional information in the position made into object, and can set the component dropping range appropriately.

また、本発明の一態様では、前記記憶部は、前記ワークの設計情報を記憶し、前記経路演算部は、前記ワークの前記設計情報に基づいて、前記部品脱落範囲を設定してもよい。   In the aspect of the invention, the storage unit may store the design information of the workpiece, and the path calculation unit may set the part dropout range based on the design information of the workpiece.

これにより、ワークの寸法等の情報に基づいて部品脱落範囲を設定することが可能になる
また、本発明の一態様では、前記記憶部は、前記ロボットの設計情報及び設置情報を記憶し、前記経路演算部は、前記ロボットの前記設計情報及び前記設置情報に基づいて、前記経路情報を演算してもよい。
This makes it possible to set the part dropout range based on information such as the dimensions of the workpiece. In one aspect of the present invention, the storage unit stores design information and installation information of the robot, The route calculation unit may calculate the route information based on the design information and the installation information of the robot.

これにより、ロボット自身が周辺装置等と干渉しない経路情報を生成すること等が可能になる。   As a result, it becomes possible for the robot itself to generate route information that does not interfere with peripheral devices or the like.

また、本発明の一態様では、前記侵入禁止領域設定部は、前記周辺装置の前記可動部が回転機構を有する可動部である場合に、前記回転機構の回転軸の情報と、前記可動部の位置情報とに基づいて、前記侵入禁止領域を設定してもよい。   Further, in one aspect of the present invention, the intrusion prohibition region setting unit includes information on a rotation axis of the rotation mechanism and the movable unit when the movable unit of the peripheral device is a movable unit having a rotation mechanism. The intrusion prohibited area may be set based on position information.

これにより、周辺装置の設計情報及び設置情報の一例として、回転機構の回転軸の情報を用いた処理等が可能になる。   As a result, as an example of the design information and installation information of the peripheral device, it is possible to perform processing using information on the rotation axis of the rotation mechanism.

また、本発明の一態様では、前記侵入禁止領域設定部は、前記周辺装置の前記可動部が並進機構を有する可動部である場合に、前記並進機構の並進方向の情報と、前記可動部の位置情報とに基づいて、前記侵入禁止領域を設定してもよい。   In one aspect of the present invention, the intrusion prohibition region setting unit includes information on a translation direction of the translation mechanism, and information on the translation unit when the movable unit of the peripheral device is a movable unit having a translation mechanism. The intrusion prohibited area may be set based on position information.

これにより、周辺装置の設計情報及び設置情報の一例として、並進機構の並進方向の情報を用いた処理等が可能になる。   As a result, as an example of the peripheral device design information and installation information, it is possible to perform processing using information on the translation direction of the translation mechanism.

また、本発明の一態様では、前記侵入禁止領域設定部は、前記周辺装置の前記可動部がカバー部材を有する場合に、前記カバー部材の設置位置情報に基づいて、前記侵入禁止領域を設定してもよい。   In one aspect of the present invention, the intrusion prohibition area setting unit sets the intrusion prohibition area based on installation position information of the cover member when the movable part of the peripheral device has a cover member. May be.

これにより、カバー部材を併用することで、侵入禁止領域を削減すること等が可能になり、移動経路の選択の幅を広げること等ができる。   As a result, by using the cover member in combination, it is possible to reduce the intrusion prohibited area, and to widen the selection range of the movement route.

また、本発明の他の態様は、請求項1乃至10のいずれかに記載のロボット制御システムと、前記ロボット制御システムにより制御される前記ロボットと、を含むロボットシステムに関係する。   Another aspect of the present invention relates to a robot system including the robot control system according to any one of claims 1 to 10 and the robot controlled by the robot control system.

また、本発明の他の態様は、ロボットの制御に関する処理を行う処理部と、前記ロボットの制御に関する情報を記憶する記憶部と、前記処理部の処理結果に基づいて前記ロボットの制御を行うロボット制御部として、コンピューターを機能させ、前記記憶部は、可動部を有し、前記ロボットの周辺に配置される周辺装置の設計情報及び設置情報を記憶し、前記処理部は、前記周辺装置の前記設計情報及び前記設置情報に基づいて、前記周辺装置の前記可動部に対応付けて、ワークの侵入禁止領域を設定する侵入禁止領域設定部と、設定された前記侵入禁止領域の情報に基づいて、前記ロボットのアームのエンドポイントの経路情報を演算する経路演算部と、を含むプログラムに関係する。   In another aspect of the present invention, a processing unit that performs processing related to robot control, a storage unit that stores information related to control of the robot, and a robot that controls the robot based on processing results of the processing unit The computer functions as a control unit, the storage unit has a movable unit, stores design information and installation information of a peripheral device arranged around the robot, and the processing unit stores the information on the peripheral device. Based on the design information and the installation information, in association with the movable part of the peripheral device, based on the intrusion prohibition area setting unit that sets the intrusion prohibition area of the work, and the information of the set intrusion prohibition area, And a path calculation unit that calculates path information of an end point of the robot arm.

本実施形態で用いられるロボット及び周辺装置の例。2 is an example of a robot and peripheral devices used in the present embodiment. 本実施形態のシステム構成例。The system configuration example of this embodiment. 本実施形態の詳細なシステム構成例。2 is a detailed system configuration example of the present embodiment. ベルトコンベアーの可動部に設けられる侵入禁止領域の例。The example of the invasion prohibition area | region provided in the movable part of a belt conveyor. 図5(A)〜図5(D)は侵入禁止領域の形状を説明する図。FIGS. 5A to 5D are views for explaining the shape of the intrusion prohibited area. 図6(A)は侵入禁止領域(回転)設定処理を説明するためのフローチャート、図6(B)、図6(C)は作業空間における侵入禁止領域(回転)の設定例。6A is a flowchart for explaining the entry prohibition area (rotation) setting process, and FIGS. 6B and 6C are setting examples of the entry prohibition area (rotation) in the work space. 設計情報及び設置情報から可動部ベクトルを求める手法を説明する図。The figure explaining the method of calculating | requiring a movable part vector from design information and installation information. 自動ステージの可動部に設けられる侵入禁止領域の例。The example of the intrusion prohibition area | region provided in the movable part of an automatic stage. 図9(A)は侵入禁止領域(並進)設定処理を説明するためのフローチャート、図9(B)、図9(C)は作業空間における侵入禁止領域(並進)の設定例。FIG. 9A is a flowchart for explaining the entry prohibition area (translation) setting process, and FIGS. 9B and 9C are examples of setting the entry prohibition area (translation) in the work space. 設計情報及び設置情報から可動部ベクトルを求める手法を説明する図。The figure explaining the method of calculating | requiring a movable part vector from design information and installation information. ロボットのジョイント部等に設けられる侵入禁止領域の例。An example of an intrusion prohibited area provided in a joint part of a robot. カバー部材を用いた場合の侵入禁止領域の例。The example of the invasion prohibition area | region at the time of using a cover member. 図13(A)は移動経路演算処理を説明するためのフローチャート、図13(B)、図13(C)は作業空間におけるロボットの現在位置と目標位置の例。FIG. 13A is a flowchart for explaining the movement path calculation process, and FIGS. 13B and 13C are examples of the current position and the target position of the robot in the work space. 図14(A)、図14(B)は作業空間に設定される経路中継位置候補の例。14A and 14B show examples of route relay position candidates set in the work space. 図15(A)、図15(B)は作業空間における部品脱落範囲の例、及び演算された移動経路の例。FIG. 15A and FIG. 15B show an example of a part dropout range in the work space and an example of a calculated movement route. 移動経路演算処理を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating a movement path | route calculation process. 部品脱落範囲の設定手法を説明する図。The figure explaining the setting method of a component dropout range. 一般的なロボットの制御処理を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the control processing of a general robot. 図19(A)、図19(B)は侵入禁止領域を円錐台形状にすることの理由を説明する図。FIG. 19A and FIG. 19B are diagrams for explaining the reason why the intrusion prohibited area has a truncated cone shape.

以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。   Hereinafter, this embodiment will be described. In addition, this embodiment demonstrated below does not unduly limit the content of this invention described in the claim. In addition, all the configurations described in the present embodiment are not necessarily essential configuration requirements of the present invention.

1.本実施形態の手法
産業用ロボットによるピック&プレイス動作を組み合わせることで部品搬送を実現する製造ラインが数多く運用されている。ピック&プレイス動作は「把持動作」、「搬送動作」、「解放動作」の3種の動作を組み合わせて実現されるが、このうちの「搬送動作」中に把持している部品がロボットのハンドから脱落する場合が考えられる。
1. A method of this embodiment Many manufacturing lines are realized that realize parts conveyance by combining pick and place operations by an industrial robot. The pick and place operation is realized by combining three types of operations, “gripping operation”, “conveying operation”, and “release operation”, and the component gripped during the “conveying operation” is the robot hand. The case where it falls out of is considered.

脱落した部品が、他のものに衝突せず床に落ちたり、構造上繊細ではないものへの衝突にとどまったりした場合等には、何らかの手段により(例えばユーザー自身により)、当該脱落部品を回収し、別の部品に対してピック&プレイス動作を行わせることにより、製造ラインの運用を継続することができる。しかし、製造ラインにおいて用いられる機器の中には、周辺装置の可動部分や、ロボットアームのジョイント部分等、脱落した部品を噛み込むことにより動作に大きな影響が出る部位を持つものが存在する。   If a dropped part falls on the floor without colliding with another object, or stays on a non-structurally sensitive object, etc., it is collected by some means (for example, by the user himself). However, the operation of the production line can be continued by causing the pick and place operation to be performed on another part. However, some devices used in the production line have parts that greatly affect the operation by biting the dropped parts such as movable parts of peripheral devices and joint parts of robot arms.

上述した特許文献1〜特許文献3においては、主にロボットの関節部分等にカバー部材を設けることにより、脱落部品を噛み込む可能性のある部分を保護する手法が提案されている。しかし、特許文献1及び特許文献2においては、カバー部材の設置範囲及び設置位置等の制約から部品の噛み込み等の抑止効果が十分ではない。また特許文献3においては、関節機構を覆うカバー部材の隙間を、当該関節機構の動作に応じて変化させる手法が提案されているが、カバー部材の隙間を変化させる機構は複雑であり、その動作のための演算も負荷が大きい。特に、関節機構の動作に応じてカバー部材の隙間を変化させる必要があるため、ロボットの動作が予め全てわかっている場合を除いて、事前に演算処理を行っておくことが困難であり、リアルタイム性が求められてしまう。   In Patent Document 1 to Patent Document 3 described above, a method is proposed in which a cover member is provided mainly at a joint portion of a robot to protect a portion that may bite a drop-off component. However, in Patent Document 1 and Patent Document 2, a deterrent effect such as biting of parts is not sufficient due to restrictions on the installation range and installation position of the cover member. Patent Document 3 proposes a method of changing the gap of the cover member covering the joint mechanism in accordance with the operation of the joint mechanism. However, the mechanism for changing the gap of the cover member is complicated, and its operation The calculation for is also heavy. In particular, since it is necessary to change the gap of the cover member according to the operation of the joint mechanism, it is difficult to perform arithmetic processing in advance unless the operation of the robot is known in advance. Sex is required.

そこで本出願人は、カバー部材により可動部分を保護するという観点ではなく、ロボットの移動経路を適切に演算することにより部品の噛み込み等を抑止する手法を提案する。なお、本実施形態においては「ロボットの移動経路」とは、ロボットアームのエンドポイント(ハンド等が設置されるアームの先端位置)の移動経路であるものとする。アームのエンドポイントに対してハンドが設定される場合(後述する図1の330等)には、ハンドの移動経路とほぼ同義である。以降、「ロボットの移動経路」或いは「移動経路」という用語については同様の意味で用いられるものとする。また、本実施形態における移動経路生成手法と、カバー部材による保護手法をあわせて用いることを妨げるものではなく、この例については図12等を用いて後述する。   Therefore, the present applicant proposes a technique for suppressing the biting of parts and the like by appropriately calculating the moving path of the robot, not from the viewpoint of protecting the movable part by the cover member. In the present embodiment, the “robot movement path” is a movement path of the end point of the robot arm (the tip position of the arm on which the hand or the like is installed). When the hand is set with respect to the end point of the arm (330 in FIG. 1, which will be described later), it is almost synonymous with the movement path of the hand. Hereinafter, the terms “movement path of the robot” or “movement path” are used in the same meaning. Further, this does not prevent the movement route generation method and the protection method using the cover member from being used together in this embodiment, and this example will be described later with reference to FIG.

具体的には、周辺装置において部品の噛み込み等が発生するおそれのある部分に対応付けて、図4のRB1等に示すような侵入禁止領域を設定する。それとともに、部品の脱落が発生した場合に、当該部品が落下する可能性のある領域を表す部品脱落範囲(落下範囲)を設定する。これは例えば図17に示すようなものであり、ある候補位置(移動経路上の中継ポイントの候補位置)において、直前の中継ポイントから当該候補位置へ所与の速度で移動した場合の、部品の運動方向を反映した範囲である。例えば、ある方向へロボットハンドが移動中に部品が脱落した場合には、当該部品は真下に落ちるのではなく、慣性によりロボットハンドの運動方向と同じ方向の速度を持って落下することになる。つまり、部品脱落範囲とは脱落部品の落下経路に対応した領域となる(落下経路そのものである必要はない)。   Specifically, an intrusion prohibition area as shown in RB1 of FIG. 4 is set in association with a portion in the peripheral device where there is a risk of component biting. At the same time, when a part is dropped, a part dropout range (falling range) representing an area where the part may drop is set. This is, for example, as shown in FIG. 17, and at a certain candidate position (candidate position of the relay point on the movement route), when the part moves at a given speed from the immediately preceding relay point to the candidate position, The range reflects the direction of motion. For example, when a part falls off while the robot hand is moving in a certain direction, the part does not fall directly below, but falls at a speed in the same direction as the movement direction of the robot hand due to inertia. That is, the part dropout range is an area corresponding to the drop path of the dropout part (it is not necessary to be the drop path itself).

よって、侵入禁止領域と部品脱落範囲との干渉(例えば重なり)をチェックすることで、侵入禁止領域が設定された可動部が部品を噛み込むことが想定されないような移動経路を生成することができる。具体的には、侵入禁止領域と部品脱落範囲とが干渉している場合には、そのときの移動経路の候補位置において部品の脱落があった場合、部品の噛み込みの可能性を否定できないことになり、当該候補位置は移動経路の中継ポイントとして採用されない。逆にチェックの結果、侵入禁止領域と部品脱落範囲とが干渉していない場合には、当該候補位置を中継ポイントとして採用してもよいことになる。   Therefore, by checking for interference (for example, overlap) between the intrusion prohibited area and the part dropout range, it is possible to generate a movement path in which it is not assumed that the movable part set with the intrusion prohibited area bites the part. . Specifically, if there is an interference between the intrusion prohibition area and the part dropout range, if there is a part dropout at the candidate position of the moving path at that time, the possibility of part biting cannot be denied. Thus, the candidate position is not adopted as a relay point of the movement route. On the other hand, if the intrusion prohibited area does not interfere with the part dropout range as a result of the check, the candidate position may be adopted as a relay point.

このようにして、ロボットの現在位置と目標位置との間の中継ポイントを探索していくことで、目的の移動経路を生成することができる。   In this way, by searching for a relay point between the current position of the robot and the target position, a target movement route can be generated.

以下、システム構成例について説明した後、侵入禁止領域の設定手法について説明する。その後、部品脱落範囲の設定手法を含めた移動経路の演算手法について説明する。   Hereinafter, a system configuration example will be described, and then an intrusion prohibited area setting method will be described. Thereafter, a method for calculating a movement route including a method for setting a part dropout range will be described.

2.システム構成例
本実施形態に係るロボット制御システムにより制御されるロボットと周辺装置とを含む製造ラインの構成例を、図1を用いて説明する。製造ラインは、ロボット30と、ベルトコンベアー60と、自動ステージ70(1軸搬送装置)と、図1には不図示の情報処理装置10を含む。ただし、製造ラインは図1の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。ロボット30は、アーム320及びハンド330を有し、情報処理装置10からの動作指示に従い処理を行う。例えばベルトコンベアー60や自動ステージ70等に載せられたワークに対して処理を行う。また製造ラインは、ワークの位置や姿勢等に関する情報を検出する撮像装置を含んでもよい。ワークの位置や姿勢等を検出することができればよいため、撮像画像の取得以外の手法(例えばレーザー等を用いた3次元スキャン)を用いてもよい。
2. System Configuration Example A configuration example of a production line including a robot controlled by the robot control system according to this embodiment and peripheral devices will be described with reference to FIG. The production line includes a robot 30, a belt conveyor 60, an automatic stage 70 (single-axis conveyance device), and an information processing device 10 (not shown in FIG. 1). However, the production line is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and various modifications such as omitting some of these components or adding other components are possible. The robot 30 includes an arm 320 and a hand 330, and performs processing in accordance with an operation instruction from the information processing apparatus 10. For example, the workpiece placed on the belt conveyor 60, the automatic stage 70, or the like is processed. The production line may include an imaging device that detects information related to the position, posture, and the like of the workpiece. Since it is only necessary to be able to detect the position and orientation of the workpiece, a technique other than acquisition of the captured image (for example, three-dimensional scanning using a laser or the like) may be used.

具体的な構成について図2を用いて説明する。情報処理装置10は、記憶部110と、処理部120と、表示部150と、外部I/F部160と、ロボット制御部170と、を含む。   A specific configuration will be described with reference to FIG. The information processing apparatus 10 includes a storage unit 110, a processing unit 120, a display unit 150, an external I / F unit 160, and a robot control unit 170.

記憶部110は、データベースを記憶したり、処理部120等のワーク領域となるもので、その機能はRAM等のメモリーやHDD(ハードディスクドライブ)などにより実現できる。記憶部110は、設計情報112と、設置情報114と、制御情報116と、侵入禁止領域情報118を記憶する。ただし、記憶部110は図2の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。各情報の具体例については、図3を用いて後述する。   The storage unit 110 stores a database and serves as a work area for the processing unit 120 and the like, and its function can be realized by a memory such as a RAM or an HDD (hard disk drive). The storage unit 110 stores design information 112, installation information 114, control information 116, and intrusion prohibited area information 118. However, the storage unit 110 is not limited to the configuration shown in FIG. 2, and various modifications such as omitting some of these components or adding other components are possible. Specific examples of each information will be described later with reference to FIG.

処理部120は、記憶部110からのデータや、外部I/F部160において受信した、撮像装置或いはロボット30からの情報等に基づいて種々の処理を行う。この処理部120の機能は、各種プロセッサ(CPU等)、ASIC(ゲートアレイ等)などのハードウェアや、プログラムなどにより実現できる。   The processing unit 120 performs various processes based on data from the storage unit 110, information received by the external I / F unit 160 from the imaging device or the robot 30, and the like. The function of the processing unit 120 can be realized by hardware such as various processors (CPU and the like), ASIC (gate array and the like), a program, and the like.

処理部120は、侵入禁止領域設定部122と、経路演算部124とを含む。処理部120は図2の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。侵入禁止領域設定部122は、侵入禁止領域の設定処理を行う。設定される侵入禁止領域の具体例は図5(A)〜図5(D)等を用いて後述する。経路演算部124は、周辺装置の可動部での部品の噛み込み等を抑止する移動経路を演算する。具体的には部品脱落範囲を設定し、設定した部品脱落範囲と、侵入禁止領域設定部122で設定された侵入禁止領域との干渉チェックを行うことで経路を演算する。詳細については後述する。   The processing unit 120 includes an intrusion prohibited area setting unit 122 and a route calculation unit 124. The processing unit 120 is not limited to the configuration of FIG. 2, and various modifications such as omitting some of these components or adding other components are possible. The intrusion prohibited area setting unit 122 performs intrusion prohibited area setting processing. A specific example of the intrusion prohibited area to be set will be described later with reference to FIGS. 5 (A) to 5 (D) and the like. The route calculation unit 124 calculates a movement route that suppresses the biting of a component or the like at the movable part of the peripheral device. Specifically, a part dropout range is set, and a route is calculated by performing an interference check between the set part dropout range and the entry prohibition area set by the entry prohibition area setting unit 122. Details will be described later.

表示部150は、各種の表示画面を表示するためのものであり、例えば液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどにより実現できる。   The display unit 150 is for displaying various display screens and can be realized by, for example, a liquid crystal display or an organic EL display.

外部I/F部160は、情報処理装置10に対するユーザーからの入力等を行ったり、撮像装置20やロボット30からの情報を受け付けるためのインターフェースである。ユーザーからの入力等に関しては、スイッチやボタン、キーボード或いはマウス等から構成されてもよい。   The external I / F unit 160 is an interface for performing input from the user to the information processing apparatus 10 and receiving information from the imaging apparatus 20 and the robot 30. Regarding input from the user, etc., it may be constituted by a switch, a button, a keyboard, a mouse, or the like.

ロボット制御部170は、処理部120での処理結果に基づいて、ロボットの各部(アーム320及びハンド330等)の制御を行う。具体的には、外部I/F部160を介してロボット30に対して制御信号を送信することで制御を行うことになる。   The robot control unit 170 controls each part of the robot (such as the arm 320 and the hand 330) based on the processing result in the processing unit 120. Specifically, control is performed by transmitting a control signal to the robot 30 via the external I / F unit 160.

また、ロボット30は、アーム320及びハンド330を含む。   The robot 30 includes an arm 320 and a hand 330.

次に図3を用いて、情報処理装置10(表示部150及び外部I/F部160を除く)について詳細に説明する。   Next, the information processing apparatus 10 (excluding the display unit 150 and the external I / F unit 160) will be described in detail with reference to FIG.

図3に示したように、設計情報112は、ロボット設計情報1121と、コンベアー設計情報1123と、自動ステージ設計情報1125と、部品設計情報1127とを含む。ロボット設計情報1121は、ロボット30のアームの寸法、ハンドの寸法及びジョイントの取り得る角度等のロボットの設計時に決まる情報である。同様にコンベアー設計情報1123は、ベルトコンベアー60の設計時に決まる情報であり、ベルトコンベアー60の各部の寸法や、ベルトコンベアー60全体における可動部の位置、可動部(回転機構)の回転軸等の情報である。自動ステージ設計情報1125は、自動ステージの寸法や、可動部(並進機構)の運動方向等の情報である。部品設計情報1127は、部品の形状、寸法等の情報である。   As shown in FIG. 3, the design information 112 includes robot design information 1121, conveyor design information 1123, automatic stage design information 1125, and part design information 1127. The robot design information 1121 is information determined at the time of designing the robot, such as the arm dimensions of the robot 30, the hand dimensions, and the angles that the joint can take. Similarly, the conveyor design information 1123 is information determined at the time of designing the belt conveyor 60, and includes information on the dimensions of each part of the belt conveyor 60, the position of the movable part in the entire belt conveyor 60, the rotation axis of the movable part (rotating mechanism), and the like. It is. The automatic stage design information 1125 is information such as the dimensions of the automatic stage and the moving direction of the movable part (translation mechanism). The part design information 1127 is information such as the shape and dimensions of the part.

設置情報114は、ロボット設置情報1141と、コンベアー設置情報1143と、自動ステージ設置情報1145とを含む。これらはそれぞれ、ロボット30、ベルトコンベアー60及び自動ステージ70が、作業空間内のどこに設置されているかを表す情報である。具体的には、作業空間に対応する仮想空間上の基準座標系における位置及び方向の座標等により表される。   The installation information 114 includes robot installation information 1141, conveyor installation information 1143, and automatic stage installation information 1145. These are information indicating where the robot 30, the belt conveyor 60, and the automatic stage 70 are installed in the work space. Specifically, it is represented by the coordinates of the position and direction in the reference coordinate system on the virtual space corresponding to the work space.

制御情報116は、ロボット状態情報1161と、ロボット経路情報1162と、コンベアー状態情報1163と、自動ステージ状態情報1165と、部品脱落範囲情報1167とを含む。ロボット状態情報1161、コンベアー状態情報1163及び自動ステージ状態情報1165はそれぞれ、ロボット30、ベルトコンベアー60及び自動ステージ70の状態を表す情報である。ここで状態とは、例えば可動部の回転方向や並進方向、可動部の運動速度等が考えられる。ロボットであれば各ジョイントがどのような角度で且つどのような速度を持って回転しているかがわかるため、ロボットの姿勢や移動方向等がわかる。ロボット経路情報1162は、経路演算部124においてそれまでに演算された移動経路の情報や、作業空間上に配置される中継ポイントの候補位置の情報等である。部品脱落範囲情報1167は、部品脱落範囲算出部1241において算出された部品脱落範囲に関する情報を記憶する。部品脱落範囲は後述するように、部品の設計情報やロボットの移動速度、移動方向等により変化するものであるため、用いる部品及び状況によって異なる。記憶部110の容量が十分確保されているのであれば、過去に算出された部品脱落範囲の情報を部品脱落範囲情報1167として記憶しておくことで、後に同じ部品を同じ状況で搬送する際に、再演算を行う必要がなくなる。   The control information 116 includes robot state information 1161, robot path information 1162, conveyor state information 1163, automatic stage state information 1165, and part dropout range information 1167. The robot state information 1161, the conveyor state information 1163, and the automatic stage state information 1165 are information representing the states of the robot 30, the belt conveyor 60, and the automatic stage 70, respectively. Here, the state may be, for example, the rotational direction or translational direction of the movable part, the movement speed of the movable part, or the like. In the case of a robot, since it is possible to know at what angle and at what speed each joint is rotating, it is possible to know the posture and moving direction of the robot. The robot route information 1162 is information on the movement route calculated so far in the route calculation unit 124, information on candidate positions of relay points arranged on the work space, and the like. The component dropout range information 1167 stores information related to the component dropout range calculated by the component dropout range calculation unit 1241. As will be described later, the part dropout range varies depending on the part design information, the moving speed of the robot, the moving direction, and the like. If the capacity of the storage unit 110 is sufficiently secured, the information of the part dropout range calculated in the past is stored as the part dropout range information 1167 so that the same parts can be transported in the same situation later. This eliminates the need for recalculation.

また侵入禁止領域設定部122は、可動部が回転機構である場合の侵入禁止領域(回転)設定部122−1と、可動部が並進機構である場合の侵入禁止領域(並進)設定部122−2とを含む。同様に、侵入禁止領域情報118も、侵入禁止領域(回転)情報118−1と、侵入禁止領域(並進)情報118−2を含む。   The intrusion prohibition region setting unit 122 includes an intrusion prohibition region (rotation) setting unit 122-1 when the movable unit is a rotation mechanism, and an intrusion prohibition region (translation) setting unit 122- when the movable unit is a translation mechanism. 2 is included. Similarly, the intrusion prohibited area information 118 also includes intrusion prohibited area (rotation) information 118-1 and intrusion prohibited area (translation) information 118-2.

その他に、記憶部110は、ロボットの目標位置と、当該目標位置におけるロボットの姿勢に関する情報である目標位置姿勢情報119を記憶してもよい。これは例えば、外部I/F部160を介してユーザーにより設定されてもよいし、処理部120により自律的に設定されてもよい。   In addition, the storage unit 110 may store target position and orientation information 119 that is information regarding the target position of the robot and the posture of the robot at the target position. For example, this may be set by the user via the external I / F unit 160 or may be set autonomously by the processing unit 120.

3.侵入禁止領域の設定手法
次に周辺装置の可動部に対して設定される侵入禁止領域について説明する。まず、回転機構を有する可動部に対する侵入禁止領域について説明した後、並進機構を有する可動部に対する侵入禁止領域について説明する。その後、変形例について説明する。
3. Intrusion Prohibited Area Setting Method Next, an intrusion prohibited area set for the movable part of the peripheral device will be described. First, after describing the intrusion prohibition region with respect to the movable portion having the rotation mechanism, the intrusion prohibition region with respect to the movable portion having the translation mechanism will be described. Then, a modification is demonstrated.

3.1 回転機構を有する可動部に対して設定される侵入禁止領域
ベルトコンベアー60の可動部は実際には駆動モーターであり、この可動部を図1に示したように可動部ベクトルVB1及び可動部ベクトルVB2として表現する。この可動部ベクトルVB1或いはVB2の方向が、回転機構を有する可動部における回転軸の方向を表し、当該回転軸周りの回転方向が可動部の回転方向となる。
3.1 Invasion prohibition area set for movable part having rotating mechanism The movable part of the belt conveyor 60 is actually a drive motor, and this movable part is movable and movable part vector VB1 and movable as shown in FIG. It is expressed as a part vector VB2. The direction of the movable part vector VB1 or VB2 represents the direction of the rotation axis in the movable part having the rotation mechanism, and the rotation direction around the rotation axis becomes the rotation direction of the movable part.

侵入禁止領域は、可動部ベクトルに対応して設定されることになる。設定の例を図4に示す。侵入禁止領域は、可動部のうち外部に露出している部分を覆うように設定されればよいため、図4のRB’1に示した網掛けの領域のように、最低限可動部の露出部分を覆う平面的領域を設定することが考えられる。   The intrusion prohibited area is set corresponding to the movable part vector. An example of the setting is shown in FIG. Since the intrusion prohibition region only needs to be set so as to cover a portion of the movable portion exposed to the outside, the minimum exposure of the movable portion, such as the shaded region indicated by RB′1 in FIG. It is conceivable to set a planar area covering the part.

しかし、後述するように侵入禁止領域との干渉チェックを行う部品脱落範囲は、部品の落下経路に対応した領域が設定されることが想定されるが、必ずしも落下経路を完全に包含するものではない。そのため、最低限の侵入禁止領域(例えばRB’1)しか設けていない場合には、部品脱落範囲との干渉は起こしていなくても、実際の動作においては脱落部品の可動部による噛み込み等が起こる可能性を否定できない。そのため、侵入禁止領域は空間的な広がりを持つ領域を設定しておくものとする。例えば、RB1〜RB4に示したような円錐台状の領域を設定すればよい。なお、図1では不図示であったが、図4におけるベルトコンベアーの裏側にも可動部は存在し、当該可動部に対して可動部ベクトルVB3及びVB4が設定されているものとする。   However, as will be described later, it is assumed that the part dropout range for performing the interference check with the intrusion prohibited area is set to an area corresponding to the part drop path, but does not necessarily completely include the drop path. . Therefore, in the case where only the minimum entry prohibition area (for example, RB′1) is provided, even if there is no interference with the part dropout range, in actual operation, the dropout part is bitten by the movable part. The possibility of happening cannot be denied. For this reason, the invasion prohibited area is set as an area having a spatial extent. For example, a frustoconical region as shown in RB1 to RB4 may be set. Although not shown in FIG. 1, it is assumed that there are movable parts on the back side of the belt conveyor in FIG. 4, and movable part vectors VB3 and VB4 are set for the movable parts.

なお、侵入禁止領域の形状は図4及び図5(B)に示した円錐台に限定されるものではない。例えば図5(A)に示したように円柱状の侵入禁止領域を設定してもよい。侵入禁止領域を広く取れば取るほど、可動部による部品の噛み込み等の抑止効果は高まるが、その分、部品脱落範囲との干渉が起きやすくなるため、ロボットの移動経路が制限されることになる。そのため、侵入禁止領域が広すぎると、ロボットが目標位置まで移動する経路が存在しなかったり、そうでなくとも移動経路が長くなりすぎたり、ロボットに対して負荷のかかるような姿勢を取らざるを得なくなったりする。つまり、ロボットの移動経路生成の容易さと、部品の噛み込みの抑止効果とはトレードオフの関係にあるため、実際の状況に応じて侵入禁止領域を設定することが望ましい。よって本実施形態においては、上述したRB’1〜RB’4のような最低限の広がりである平面的な領域を、侵入禁止領域として用いてもよく、空間的な広がりを持つものに限定されるものではない。   The shape of the intrusion prohibited area is not limited to the truncated cone shown in FIGS. 4 and 5B. For example, as shown in FIG. 5A, a cylindrical intrusion prohibited area may be set. The wider the intrusion prohibition area, the more effective the suppression of parts biting by moving parts.However, interference with the part dropout range is more likely to occur. Become. For this reason, if the intrusion prohibition area is too wide, there is no path for the robot to move to the target position, otherwise the movement path will be too long, or the robot must take a posture that places a load on the robot. I won't get it. That is, there is a trade-off between the ease of generation of the robot movement path and the effect of suppressing the biting of the parts, so it is desirable to set the intrusion prohibited area according to the actual situation. Therefore, in the present embodiment, a planar area having a minimum extent such as the above-described RB′1 to RB′4 may be used as an intrusion prohibited area, and is limited to a spatial extent. It is not something.

回転機構を有する可動部に対して侵入禁止領域を設定する処理の詳細について、図6(A)のフローチャートを用いて説明する。この処理が開始されると、まずベルトコンベアー60と、自動ステージ70の設計情報112を取得する(S101)。ここで、自動ステージ70の情報も取得するのは、自動ステージ70における並進運動を発生させるために、回転機構を有するモーターが用いられるためである。ただし、当該モーターに対する侵入禁止領域の設定処理はベルトコンベアー60に対する処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。   Details of the process of setting the intrusion prohibited area for the movable part having the rotation mechanism will be described with reference to the flowchart of FIG. When this process is started, first, the design information 112 of the belt conveyor 60 and the automatic stage 70 is acquired (S101). Here, the reason why the information of the automatic stage 70 is also acquired is that a motor having a rotation mechanism is used to generate a translational movement in the automatic stage 70. However, the intrusion prohibited area setting process for the motor is the same as the process for the belt conveyor 60, and a detailed description thereof will be omitted.

設計情報112のうち、具体的にはコンベアー設計情報1123及び自動ステージ設計情報1125を取得することになる。これは、上述したようにベルトコンベアー60の寸法等の情報であり、これによりベルトコンベアー60の基準位置に対してどの位置に回転機構が設けられているかがわかることになる。具体例を図7に示す。設計情報より得られるのは、図7においてA1で示したベルトコンベアー60の基準位置に設けられたxyz座標系における、回転軸の位置及び方向である。つまり、各可動部ベクトルVB1〜VB4の始点の位置pと、ベクトルの方向nを取得することができる。p、nはそれぞれxyzの3軸に対応した3つの値からなるベクトルである。 Specifically, the conveyor design information 1123 and the automatic stage design information 1125 are acquired from the design information 112. This is information such as the dimensions of the belt conveyor 60 as described above, and it can be seen where the rotation mechanism is provided with respect to the reference position of the belt conveyor 60. A specific example is shown in FIG. What is obtained from the design information is the position and direction of the rotation axis in the xyz coordinate system provided at the reference position of the belt conveyor 60 indicated by A1 in FIG. In other words, the position p M of the start point of each of the movable portions vector VB1~VB4, can obtain the direction n M of the vector. p M and n M are vectors each consisting of three values corresponding to the three axes of xyz.

次にベルトコンベアー60及び自動ステージ70の設置情報114を取得する(S102)。具体的にはコンベアー設置情報1143及び自動ステージ設置情報1145を取得することになる。設置情報114により、作業空間内のどの位置に、どのような姿勢でベルトコンベアー60等が設置されているかがわかることになる。具体例を図7に示す。設置情報114により得られるのは、図7においてA2で示した作業空間の基準位置に設けられたXYZ座標系における、ベルトコンベアー60の設置位置T及び、設置の方向ω及びθである。なおωはベルトコンベアー60が設置位置T上で回転可能な回転軸の方向を表すベクトルであり、θは実際の回転角を表すスカラーである。   Next, the installation information 114 of the belt conveyor 60 and the automatic stage 70 is acquired (S102). Specifically, the conveyor installation information 1143 and the automatic stage installation information 1145 are acquired. From the installation information 114, it is possible to know in which position in the work space and in what posture the belt conveyor 60 and the like are installed. A specific example is shown in FIG. What is obtained from the installation information 114 is the installation position T of the belt conveyor 60 and the installation directions ω and θ in the XYZ coordinate system provided at the reference position of the work space indicated by A2 in FIG. Note that ω is a vector representing the direction of the rotation axis on which the belt conveyor 60 can rotate on the installation position T, and θ is a scalar representing the actual rotation angle.

設計情報112及び設置情報114が取得されたら、作業空間における可動部ベクトルの回転運動軸の情報を算出する(S103)。これはS101で得られたpとnに対して下式(1)、(2)の演算を行うことにより算出する。 When the design information 112 and the installation information 114 are acquired, information on the rotational motion axis of the movable part vector in the work space is calculated (S103). This is calculated by performing the following equations (1) and (2) on p M and n M obtained in S101.

=Rp+T ・・・・・(1)
=Rn+T ・・・・・(2)
ここでRは、ωの各要素及びθにより表される行列であり、図7に示したものとなる。これにより、作業空間の基準位置に対する各可動部ベクトルVB1〜VB4の位置をP、方向をNとして求めることができる。
P M = Rp M + T (1)
N M = Rn M + T (2)
Here, R is a matrix represented by each element of ω and θ, and is shown in FIG. Thereby, the position of each movable part vector VB1-VB4 with respect to the reference position of the work space can be obtained as P M , and the direction as N M.

そして、求められた可動部ベクトルに対して図4に示したように侵入禁止領域を所定の形状を用いて設定し(S104)、設定した侵入禁止領域(回転に関する侵入禁止領域)の情報を侵入禁止領域(回転)情報118−1に記憶する(S105)。作業空間における侵入禁止領域の設定例を図6(B)及び図6(C)に示す。図6(B)は作業空間を水平に見た図であり、図6(C)は作業空間を上方から見た図である。   Then, an intrusion prohibited area is set using a predetermined shape as shown in FIG. 4 for the determined movable part vector (S104), and information on the set intrusion prohibited area (intrusion prohibited area regarding rotation) is intruded. The prohibited area (rotation) information 118-1 is stored (S105). An example of setting the intrusion prohibited area in the work space is shown in FIGS. FIG. 6B is a view of the work space viewed horizontally, and FIG. 6C is a view of the work space viewed from above.

3.2 並進機構を有する可動部に対して設定される侵入禁止領域
図1に、自動ステージ70における並進運動の方向を表す可動部ベクトルVC1及びVC2を示す。自動ステージ70とは、上述したように1軸の搬送装置であり、自動ステージ70上におかれた部品をある運動軸の正方向或いは負方向に並進運動させるものである。よって、可動部ベクトルVC1等(ここではある一方向をVC1、VC1の反対方向をVC2としている)を中心として、可動部を覆うように侵入禁止領域を設定すればよい。
3.2 Invasion Prohibition Area Set for Movable Part Having Translation Mechanism FIG. 1 shows movable part vectors VC1 and VC2 representing the direction of translational motion in the automatic stage 70. FIG. The automatic stage 70 is a uniaxial conveying device as described above, and translates components placed on the automatic stage 70 in the positive or negative direction of a certain motion axis. Therefore, the intrusion prohibition region may be set so as to cover the movable part around the movable part vector VC1 or the like (here, one direction is VC1 and the opposite direction of VC1 is VC2).

設定の例を図8に示す。例えば図8にRC’として網掛けで示したような平面的な領域を設定してもよい。また、回転機構の時と同様の理由で、空間的に広がりを持つ3次元領域を設定してもよい。具体的には、図8及び図5(C)に示したように直方体の領域を設定してもよいし、図5(D)に示したように四角錐台の領域を設定してもよい。領域の大きさが大きいほど、部品等の噛み込みの抑止効果が期待できる反面、ロボットの移動経路が限定されてしまうため、状況に応じて適切に設定する必要があることは回転機構の場合と同様である。   An example of the setting is shown in FIG. For example, a planar area as indicated by shading as RC ′ in FIG. 8 may be set. Further, for the same reason as in the case of the rotation mechanism, a spatially wide three-dimensional region may be set. Specifically, a rectangular parallelepiped region may be set as shown in FIGS. 8 and 5C, or a quadrangular pyramid region may be set as shown in FIG. 5D. . The larger the size of the area, the more effective the suppression of parts biting can be expected, but the robot's movement path is limited, so it is necessary to set it appropriately according to the situation as with the rotating mechanism It is the same.

並進機構を有する可動部に対して侵入禁止領域を設定する処理の詳細について、図9(A)のフローチャートを用いて説明する。この処理が開始されると、まず自動ステージ70の設計情報112を取得する(S201)。設計情報112のうち、具体的には自動ステージ設計情報1125を取得することになる。これにより自動ステージ70の基準位置に対してどの位置に並進機構が設けられているかがわかることになる。具体例を図10に示す。設計情報より得られるのは、自動ステージ70の基準位置に設けられた座標系における、並進機構の位置及び方向である。つまり、各可動部ベクトルVC1〜VC2の始点の位置pと、ベクトルの方向nを取得することができる。p、nはそれぞれxyzの3軸に対応した3つの値からなるベクトルである。 Details of the process of setting the intrusion prohibited area for the movable part having the translation mechanism will be described with reference to the flowchart of FIG. When this process is started, first, design information 112 of the automatic stage 70 is acquired (S201). Specifically, the automatic stage design information 1125 is acquired from the design information 112. As a result, the position where the translation mechanism is provided relative to the reference position of the automatic stage 70 can be known. A specific example is shown in FIG. What is obtained from the design information is the position and direction of the translation mechanism in the coordinate system provided at the reference position of the automatic stage 70. In other words, the position p M of the start point of each of the movable portions vector VC1~VC2, can obtain the direction n M of the vector. p M and n M are vectors each consisting of three values corresponding to the three axes of xyz.

次に自動ステージ70の設置情報114を取得する(S202)。具体的には自動ステージ設置情報1145を取得することになる。設置情報114により、作業空間内のどの位置に、どのような姿勢で自動ステージ70が設置されているかがわかることになる。具体例を図10に示す。設置情報114により得られるのは、図10においてB2で示した作業空間の基準位置に設けられたXYZ座標系における、自動ステージ70の設置位置T及び、設置の方向ω及びθである。   Next, the installation information 114 of the automatic stage 70 is acquired (S202). Specifically, the automatic stage installation information 1145 is acquired. From the installation information 114, it is possible to know in which position in the work space and in what posture the automatic stage 70 is installed. A specific example is shown in FIG. What is obtained from the installation information 114 is the installation position T of the automatic stage 70 and the installation directions ω and θ in the XYZ coordinate system provided at the reference position of the work space indicated by B2 in FIG.

設計情報112及び設置情報114が取得されたら、作業空間における可動部ベクトルの並進運動軸の情報を算出する(S203)。これは回転機構の例と同様であり、pとnに対して上式(1)、(2)の演算を行うことにより算出する。これにより、作業空間の基準位置に対する各可動部ベクトルVC1〜VC2の位置をP、方向をNとして求めることができる。 When the design information 112 and the installation information 114 are acquired, information on the translational motion axis of the movable part vector in the work space is calculated (S203). This is the same as the example of the rotation mechanism, and is calculated by performing the calculations of the above formulas (1) and (2) for p M and n M. This makes it possible to determine the position of movable parts vector VC1~VC2 respect to the reference position of the work space P M, the direction N M.

そして、求められた可動部ベクトルに対して図8に示したように侵入禁止領域を所定の形状を用いて設定し(S204)、設定した侵入禁止領域(並進に関する侵入禁止領域)の情報を侵入禁止領域(並進)情報118−2に記憶する(S205)。作業空間における侵入禁止領域の設定例を図9(B)及び図9(C)に示す。   Then, an intrusion prohibited area is set using a predetermined shape as shown in FIG. 8 for the determined movable part vector (S204), and information on the set intrusion prohibited area (intrusion prohibited area for translation) is intruded. The prohibited area (translation) information 118-2 is stored (S205). An example of setting the intrusion prohibited area in the work space is shown in FIGS.

3.3 変形例
変形例について説明する。上述の説明では、侵入禁止領域は周辺装置(例えばベルトコンベアー60及び自動ステージ70)に設定されるものとしたが、これに限定される必要はない。例えば、図11に示したようにロボット30に対して侵入禁止領域を設定してもよい。
3.3 Modification A modification will be described. In the above description, the intrusion prohibited area is set to the peripheral device (for example, the belt conveyor 60 and the automatic stage 70), but it is not necessary to be limited to this. For example, an intrusion prohibited area may be set for the robot 30 as shown in FIG.

図1に示したように、ロボットのアーム320にはジョイントが存在してもよい。その場合、ある回転軸の軸周りの回転を行うことでアームの姿勢を変化させることになる。よって当該回転軸を可動部ベクトルVRとして設定すればよく、具体的には図11のVR1〜VR6等が考えられる。   As shown in FIG. 1, a joint may exist on the arm 320 of the robot. In that case, the posture of the arm is changed by rotating around a certain rotation axis. Therefore, the rotation axis may be set as the movable part vector VR. Specifically, VR1 to VR6 in FIG.

可動部ベクトルVR1〜VR6の情報はロボット設計情報1121に記憶されていることになる。あとは、上述した回転機構における侵入禁止領域の設定と同様の手法を用いればよい。具体的には、ロボット設置情報1141をあわせて用いることで、作業空間における可動部ベクトルVR1〜VR6の位置と方向を求め、求めた位置と情報に対応させて、侵入禁止領域RR1〜RR6を設定する。侵入禁止領域RR1〜RR6は図11の例では円柱状になっているが、これに限定されないことは上述したとおりである。   Information on the movable part vectors VR1 to VR6 is stored in the robot design information 1121. After that, a method similar to the setting of the intrusion prohibited area in the rotation mechanism described above may be used. Specifically, by using the robot installation information 1141 together, the positions and directions of the movable part vectors VR1 to VR6 in the work space are obtained, and the entry prohibition areas RR1 to RR6 are set corresponding to the obtained positions and information. To do. The intrusion prohibited areas RR1 to RR6 are cylindrical in the example of FIG. 11, but are not limited to this, as described above.

また、上述したように本実施形態はカバー部材による保護する手法の採用を妨げるものではない。本実施形態の手法にあわせてカバー部材を用いる例を図12に示す。図12は並進機構を有する自動ステージ70の例である。ここで、並進機構上にカバー部材CVを設置したものとする。その場合、カバー部材CV上に部品が脱落したとしても、可動部にダメージを与えることはないため、カバー部材CVにより保護される領域に対しては、侵入禁止領域を設定する必要がない。よって、カバー部材CVがない場合に設定される侵入禁止領域(図8のRC等)に比べて、カバー部材CVにより保護される領域、及び保護される領域に対応する空間的な広がりを持つ領域分だけ狭い領域を侵入禁止領域とすればよい。具体的には、図12においてRC2で示したような領域を侵入禁止領域とすることが考えられる。このようにすることで、カバー部材CVがない場合に比べて侵入禁止領域を狭くすることができるため、ロボットの移動経路の選択の幅が広がることになり、移動経路生成が容易になる。   Further, as described above, this embodiment does not hinder the adoption of a method of protecting with a cover member. An example in which a cover member is used in accordance with the method of this embodiment is shown in FIG. FIG. 12 shows an example of an automatic stage 70 having a translation mechanism. Here, it is assumed that the cover member CV is installed on the translation mechanism. In that case, even if a part falls off on the cover member CV, the movable portion is not damaged, and therefore it is not necessary to set an entry prohibition area for the area protected by the cover member CV. Therefore, compared with the entry prohibition area (RC in FIG. 8 and the like) set when there is no cover member CV, the area protected by the cover member CV and the area having a spatial extent corresponding to the protected area A region that is as narrow as that may be used as an intrusion prohibited region. Specifically, it can be considered that an area indicated by RC2 in FIG. By doing in this way, since the invasion prohibition area can be narrowed compared with the case where there is no cover member CV, the range of selection of the movement path of the robot is widened, and movement path generation is facilitated.

4.ロボットの移動経路演算手法
図13(A)のフローチャートを用いて、当該移動経路演算処理の詳細について説明する。この処理が開始されると、まず侵入禁止領域の情報が取得される(S301,S302)。具体的には、S105で侵入禁止領域(回転)情報118−1に記憶された情報及びS205で侵入禁止領域(並進)情報118−2に記憶された情報を、経路演算部124が読み出すことになる。
4). Robot Movement Route Calculation Method Details of the movement route calculation processing will be described with reference to the flowchart of FIG. When this process is started, information on the intrusion prohibited area is first acquired (S301, S302). Specifically, the route calculation unit 124 reads the information stored in the intrusion prohibited area (rotation) information 118-1 in S105 and the information stored in the intrusion prohibited area (translation) information 118-2 in S205. Become.

次にロボット設置情報1141とロボット状態情報1161とから、ロボット30の現在位置を取得する(S303)。それとともに、目標位置姿勢情報119から、ロボット30の目標位置を取得する(S304)。具体例を図13(B)及び図13(C)に示す。図13(B)は作業空間を水平に見た図であり、図13(C)は作業空間を上方から見た図である。この例では、自動ステージ70の脇に位置していたロボットを、ベルトコンベアー60の上まで移動させる場合を想定している。なお、図13(B)、図13(C)に網掛けで示した部分が侵入禁止領域(RB1〜4、RC及びRD)である。   Next, the current position of the robot 30 is acquired from the robot installation information 1141 and the robot state information 1161 (S303). At the same time, the target position of the robot 30 is acquired from the target position / orientation information 119 (S304). Specific examples are shown in FIGS. 13B and 13C. FIG. 13B is a view of the work space viewed horizontally, and FIG. 13C is a view of the work space viewed from above. In this example, it is assumed that the robot located on the side of the automatic stage 70 is moved onto the belt conveyor 60. Note that the shaded portions in FIGS. 13B and 13C are intrusion prohibited areas (RB1 to 4, RC, and RD).

その後、後の部品脱落範囲算出に用いられる部品設計情報1127を記憶部110から読み出す(S305)。部品設計情報1127には、部品の寸法、形状等の情報が記憶されている。   Thereafter, the component design information 1127 used for the subsequent component dropout range calculation is read from the storage unit 110 (S305). The part design information 1127 stores information such as the dimension and shape of the part.

そして、図14(A)、図14(B)に示したように、移動経路の中継位置(中継ポイント)の候補となる経路中継位置候補を作業空間上に配置する(S306)。例えば、経路中継位置候補は水平方向及び鉛直方向において、等間隔になるように配置される。   Then, as shown in FIGS. 14A and 14B, route relay position candidates that are candidates for the relay position (relay point) of the movement route are arranged on the work space (S306). For example, the route relay position candidates are arranged at equal intervals in the horizontal direction and the vertical direction.

S305で取得した部品設計情報1127等に基づいて部品脱落範囲を算出し、ロボット30の現在位置から目標位置までの経路を、経路中継位置候補を結ぶ線として算出する(S307,S308)。この処理の詳細について図16のフローチャートを用いて後述する。現在位置から目標位置までの経路が算出されたら、当該経路を経路情報として、ロボット経路情報1162として記憶部110に記憶する(S309)。   The part dropout range is calculated based on the part design information 1127 acquired in S305, and the route from the current position of the robot 30 to the target position is calculated as a line connecting the route relay position candidates (S307, S308). Details of this processing will be described later with reference to the flowchart of FIG. When the path from the current position to the target position is calculated, the path is stored as path information in the storage unit 110 as robot path information 1162 (S309).

次に、S307及びS308における部品脱落範囲の算出及び経路中継位置候補の選択処理について図16を用いて説明する。この処理が開始されると、まずロボット30の現在位置を経路の開始位置に設定する(S401)。同様にロボット30の目標位置を経路終了位置に設定する(S402)。そして、経路開始位置を経路現在位置に設定する(S403)。ここで、経路現在位置とは、ロボット30の移動経路において、現在着目している位置を表す。そして、経路現在位置が経路終了位置であるか(つまり、目標位置までの経路探索が終了したか)の判定が行われる(S404)。S404においてYesの場合は、目標位置まで適切に経路が探索できたということであるから、経路生成成功として(S418)、処理を終了する。Noの場合は探索途中であるということであるから、S405以降の処理を続ける。   Next, the component dropout range calculation and route relay position candidate selection processing in S307 and S308 will be described with reference to FIG. When this process is started, first, the current position of the robot 30 is set as the start position of the route (S401). Similarly, the target position of the robot 30 is set as the path end position (S402). Then, the route start position is set to the route current position (S403). Here, the current path position represents a position that is currently focused on in the movement path of the robot 30. Then, it is determined whether the route current position is the route end position (that is, whether the route search to the target position is completed) (S404). If Yes in S404, it means that the route has been properly searched up to the target position, so that the route generation is successful (S418), and the process is terminated. In the case of No, it means that the search is in progress, so the processing from S405 is continued.

S404においてNoの場合には、経路現在位置から見て経路終了位置に向かう経路中継位置候補を複数選択する(S405)。つまり、経路現在位置からつぎの中継位置となる候補を複数選択することになる。そして、選択した候補の数をNとし(S406)、パラメータiを0に設定する(S407)。   In the case of No in S404, a plurality of route relay position candidates heading for the route end position as seen from the current route position are selected (S405). That is, a plurality of candidates for the next relay position are selected from the current route position. Then, the number of selected candidates is set to N (S406), and the parameter i is set to 0 (S407).

そして、i<Nが成り立つかの判定を行い(S408)、Noの場合には、後述するように、N個の候補全てを検証した結果1つも適切なものがなかったことになるため、経路生成失敗とし(S419)、処理を終了する。S408においてYesの場合には、まだ検証していない経路中継位置候補が残っているので、当該候補を検証することになる。   Then, it is determined whether i <N is satisfied (S408), and in the case of No, as will be described later, none of the N candidates are verified, so that there is no appropriate one. The generation is determined to have failed (S419), and the process is terminated. In the case of Yes in S408, there are route relay position candidates that have not been verified yet, so the candidates are verified.

具体的には、N個の経路中継位置候補のうちのi番目の候補について、その高さ情報を取得する(S409)。そして、取得した高さ情報に基づいて、当該経路中継位置候補において部品が脱落した場合、床に落ちるまでに要する時間を表す落下時間を計算する(S410)。それとともに、経路現在位置からi番目の経路中継位置候補に向かう際のロボット30(具体的にはロボットのハンド330)の速度を取得する(S411)。そして、落下時間とハンド速度とに基づいて、i番目の経路中継位置候補における部品脱落範囲を計算する(S412)。   Specifically, the height information is acquired for the i-th candidate among the N route relay position candidates (S409). Then, based on the acquired height information, when a part has dropped out in the route relay position candidate, a drop time representing a time required to fall to the floor is calculated (S410). At the same time, the speed of the robot 30 (specifically, the robot's hand 330) is acquired from the current route position toward the i-th route relay position candidate (S411). Based on the drop time and the hand speed, the part dropout range at the i-th route relay position candidate is calculated (S412).

部品脱落範囲について図17を用いて詳述する。まず、S305において取得した部品設計情報1127に基づいて、ロボット30を用いて搬送する対象である部品の寸法であるC1を取得する。そして、C1を包含する範囲C2を設定する。S410により、経路中継位置候補の高さ情報から落下時間を求める。わかりやすい例としては、落下距離C3は床まで、或いは何かに衝突するまでの距離であり、当該落下距離分だけ自由落下するのに要する時間を落下時間とすればよい。ただし、落下距離は床までの距離に限定されるものではなく、より短い距離を設定してもよい。そして、ロボットハンドの速さと落下時間との積からC4をもとめ、C3とC4の合成ベクトルとして部品脱落距離C5をもとめる。部品脱落距離C5が求まったら、C5のベクトルの先端を中心としてC2と同じ大きさの領域を、オフセットした部品包含範囲C6として設定する。部品脱落範囲としては、C2、C6及びC2からC6までの間の領域を包含すればよいため、結局C2とC6を包含する領域C7が部品脱落範囲となる。   The part dropout range will be described in detail with reference to FIG. First, based on the part design information 1127 acquired in S305, C1 that is the dimension of the part to be transported using the robot 30 is acquired. Then, a range C2 including C1 is set. In S410, the fall time is obtained from the height information of the route relay position candidate. As an easy-to-understand example, the fall distance C3 is a distance to the floor or until it collides with something, and the time required for free fall by the fall distance may be the fall time. However, the fall distance is not limited to the distance to the floor, and a shorter distance may be set. Then, C4 is obtained from the product of the speed of the robot hand and the drop time, and the component dropout distance C5 is obtained as a combined vector of C3 and C4. When the component drop-off distance C5 is obtained, an area having the same size as C2 around the tip of the vector of C5 is set as an offset component inclusion range C6. Since the component dropout range may include C2, C6 and the region between C2 and C6, the region C7 including C2 and C6 eventually becomes the component dropout range.

これによりS412における部品脱落範囲が求められるため、部品脱落範囲と侵入禁止領域とが重なるか否かを確認する(S413)。重ならないかの判定を行って(S414)、Noの場合、つまり重なる場合には、i番目の経路中継位置候補は不適切であると判定し、iをインクリメントして(S415)、S408に戻り次の経路中継位置候補の確認を行う。S414においてYesの場合には、i番目の経路中継位置候補は適切であると考えられるため、i番目の経路中継位置候補を経路中継位置として登録し(S416)、登録した経路中継位置を経路現在位置に設定する(S417)。そしてS404に戻り、更新された経路現在位置が経路終了位置であるかの判定が行われ、経路終了位置でない場合にはS405からの処理が再度行われることになる。このようにして設定されたロボット移動経路の例を図15(A)、図15(B)に示す。   Accordingly, since the part dropout range in S412 is obtained, it is confirmed whether or not the part dropout range and the entry prohibition area overlap (S413). It is determined whether or not they overlap (S414). If No, that is, if they overlap, it is determined that the i-th route relay position candidate is inappropriate, i is incremented (S415), and the process returns to S408. The next route relay position candidate is confirmed. In the case of Yes in S414, since the i-th route relay position candidate is considered to be appropriate, the i-th route relay position candidate is registered as the route relay position (S416), and the registered route relay position is used as the current route. The position is set (S417). Then, returning to S404, it is determined whether or not the updated route current position is the route end position. If it is not the route end position, the processing from S405 is performed again. Examples of the robot movement path set in this way are shown in FIGS. 15 (A) and 15 (B).

また、経路決定後の実際のロボット30の制御処理について図18のフローチャートを用いて説明する。この処理が開始されると、まず各ジョイントの回転速度ゲインを取得する(S501)。ロボット経路情報1162から、経路のステップ数を取得し(S502)、実行ステップのインデックスNを初期化する(S503)。そして、Nが経路ステップ数より小さいかの判定を行い(S504)、Noの場合には全てのステップの処理が終了したとして、ロボット状態情報1161の各ジョイントの角度を更新する(S505)。   Further, the actual control process of the robot 30 after the route is determined will be described with reference to the flowchart of FIG. When this process is started, first, the rotational speed gain of each joint is acquired (S501). The number of steps of the route is acquired from the robot route information 1162 (S502), and the execution step index N is initialized (S503). Then, it is determined whether N is smaller than the number of path steps (S504). If No, it is determined that all steps have been completed, and the angles of the joints in the robot state information 1161 are updated (S505).

S504においてYesの場合には、ロボット経路情報1162からN番目のステップにおける各ジョイントの目標角度を取得し(S506)、各ジョイントの現在角度と目標角度の差の絶対値Δを計算する(S507)。そして、Δが許容角度差よりも大きいかの判定を行い(S508)、Noの場合には角度差が許容範囲に収まっているということであるため、Nをインクリメントし(S509)、S504に戻り次の実行ステップの処理に移行する。S508でYesの場合には、各ジョイントの回転速度を計算し(S510)、各ジョイントを回転速度に従って回転させ(S511)、各ジョイントの現在角度を更新する(S512)。そしてS507に戻り、Δを計算し、S508で許容差以内であるかの判定を再度行う。   In the case of Yes in S504, the target angle of each joint in the Nth step is acquired from the robot path information 1162 (S506), and the absolute value Δ of the difference between the current angle of each joint and the target angle is calculated (S507). . Then, it is determined whether Δ is larger than the allowable angle difference (S508). If No, the angle difference is within the allowable range, so N is incremented (S509), and the process returns to S504. The process proceeds to the next execution step. If YES in S508, the rotational speed of each joint is calculated (S510), each joint is rotated according to the rotational speed (S511), and the current angle of each joint is updated (S512). Then, the process returns to S507, Δ is calculated, and it is determined again whether or not it is within the tolerance in S508.

以上が、経路演算処理の詳細であるが、ここで部品脱落範囲と侵入禁止領域について補足を行う。上述したように、部品脱落範囲を設定する際には、図17に示したC1〜C7を順次設定していくことになる。このとき、C3の落下距離は必ずしも床まで、或いは何かに衝突するまでの距離である必要はなく、より短い距離であってもいいことは上述した。この理由としては、上述のように設定した場合、部品脱落範囲が広くなりすぎる可能性があることが挙げられる。侵入禁止領域の説明の際に述べたのと同様に、部品脱落範囲を広く取ると、狭く取った場合に比べて部品の噛み込み等の抑止効果が高まるが、ロボット30の移動経路が制限される。つまり、必要以上に部品脱落範囲を取りすぎることで、ロボット30の移動経路が生成されなくなる可能性が生じてしまう。   The above is the details of the route calculation processing. Here, the parts dropout range and the entry prohibition region will be supplemented. As described above, when setting the component dropout range, C1 to C7 shown in FIG. 17 are sequentially set. At this time, the fall distance of C3 does not necessarily need to be the distance to the floor or to collide with something, as described above, it may be a shorter distance. As this reason, when setting as mentioned above, there is a possibility that the part dropout range may become too wide. As described in the description of the intrusion prohibited area, if the part dropout range is wide, the effect of suppressing the biting of the parts is increased compared to the case where the part dropout area is narrow, but the movement path of the robot 30 is limited. The That is, taking a part dropout range more than necessary may cause a movement path of the robot 30 not to be generated.

つまり、侵入禁止領域と部品脱落範囲の大きさは独立に捉えるのではなく、連動して考えた上で、適切な領域を設定することが望ましい。侵入禁止領域を平面的な領域でなく、空間的に広がりを持つ領域として説明したのは、部品脱落範囲の落下距離を床等までの距離に比べて短く取ることを想定していたことも理由としてあげられる。もし、部品脱落範囲が脱落部品の落下経路を完全に包含する領域として設定可能であれば、侵入禁止領域は最低限の平面的領域を設定すれば足りる。しかし、そのためには、経路設計時(つまり部品脱落範囲設定時)に想定したロボット30の移動速度と、実際の作業時の速度が一致すること等が条件となり、落下距離C3を床等までの距離としたとしても実現は困難である。   In other words, it is desirable to set an appropriate area after considering the intrusion prohibition area and the size of the part dropout area in an interlocked manner. The reason why the intrusion prohibited area was explained as a spatially wide area instead of a flat area was also because it was assumed that the falling distance of the parts dropout range was shorter than the distance to the floor etc. It is given as. If the part dropout range can be set as an area that completely includes the dropout path of the dropout part, it is sufficient to set a minimum planar area as the entry prohibition area. However, for that purpose, the moving speed of the robot 30 assumed at the time of route design (that is, when the part dropout range is set) matches the speed at the time of actual work, etc., and the fall distance C3 is set to the floor or the like. Even if it is a distance, it is difficult to realize.

よって、部品脱落範囲は脱落部品の落下経路を必ずしも包含し得ないことを前提にせざるを得ず、そのために侵入禁止領域は平面よりはより余裕を持たせた立体的な領域を設定することが望ましい。そうなれば、侵入禁止領域側で部品噛み込み等の抑止効果の向上が担保されるため、部品脱落範囲を過剰に大きくする必要もなく、従って図17C3の落下距離は床等までの距離よりも短くてもよいということになる。   Therefore, it is necessary to assume that the part dropout range does not necessarily include the fall path of the dropout part, and for this reason, the intrusion prohibited area may be set as a three-dimensional area with more margin than the plane. desirable. If this is the case, since the improvement in the deterrent effect such as part biting is ensured on the intrusion prohibited area side, there is no need to excessively increase the part dropout range, so the fall distance in FIG. 17C3 is larger than the distance to the floor etc. That means it can be short.

さらに補足すれば、侵入禁止領域を円錐台(或いは四角錐台)にすることにも、理由がある。なぜなら、図19(A)に示したように、水平方向への移動の場合、脱落部品は移動方向にも速度を持つため、図19(A)のC7に示したように斜め方向の部品脱落範囲が設定されることになる。しかし、図5(A)のように円柱状の侵入禁止領域RBでは、部品脱落範囲の大きさ次第では干渉が起きないため、斜め方向からの部品の侵入を抑えることができない。その点、図19(B)のように斜め方向にも侵入禁止領域を拡大すれば、上述の問題を回避できる。斜め方向への拡大とは一例としては、円柱ではなく円錐台を設定すればよいことになる。   In addition, there is a reason for making the intrusion prohibited area a truncated cone (or a quadrangular pyramid). This is because, as shown in FIG. 19 (A), when moving in the horizontal direction, the falling parts have a speed in the moving direction, and therefore, as shown in C7 of FIG. A range will be set. However, in the columnar intrusion prohibition region RB as shown in FIG. 5A, interference does not occur depending on the size of the component dropout range, so that intrusion of components from an oblique direction cannot be suppressed. In this respect, the above-described problem can be avoided if the intrusion prohibited area is enlarged in an oblique direction as shown in FIG. As an example of the enlargement in the oblique direction, a truncated cone may be set instead of a cylinder.

以上の本実施形態では、図2及び図3に示したようにロボット制御システムは、ロボット制御に関する処理を行う処理部120と、ロボット制御に関する情報を記憶する記憶部110と、処理部120での処理結果に基づいてロボット30の制御を行うロボット制御部170とを含む。そして、記憶部110は、可動部を有する周辺装置の設計情報(例えばコンベアー設計情報1123等)及び設置情報(例えばコンベアー設置情報1143等)を記憶する。処理部120は、侵入禁止領域設定部122と、経路演算部124を含む。侵入禁止領域設定部122は、周辺装置の設計情報及び設置情報に基づいて、周辺装置の可動部に対応付けてワークの侵入禁止領域を設定する。経路演算部124は、侵入禁止領域の情報に基づいて、ロボット30のアーム320のエンドポイントの経路情報を演算する。   In the above embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the robot control system includes the processing unit 120 that performs processing related to robot control, the storage unit 110 that stores information related to robot control, and the processing unit 120. And a robot controller 170 that controls the robot 30 based on the processing result. And the memory | storage part 110 memorize | stores the design information (for example, conveyor design information 1123 etc.) and installation information (for example, conveyor installation information 1143 etc.) of the peripheral device which has a movable part. The processing unit 120 includes an intrusion prohibited area setting unit 122 and a route calculation unit 124. The intrusion prohibition area setting unit 122 sets a work intrusion prohibition area in association with the movable part of the peripheral device based on the design information and installation information of the peripheral device. The route calculation unit 124 calculates the route information of the end point of the arm 320 of the robot 30 based on the information of the intrusion prohibited area.

ここで、周辺装置とは例えば、図1に示したベルトコンベアー60や、自動ステージ70等であり、ベルトコンベアー60は回転機構の可動部を有し、自動ステージ70は並進機構の可動部を有する。可動部は例えば、回転機構であれば回転軸を表すベクトル(VB1及びVB2等)として表現されてもよく、並進機構であれば並進運動方向を表すベクトル(VC1及びVC2等)として表現されてもよい。また、経路情報とは、ロボットの移動経路そのものの情報であってもよいし、移動経路に対応する情報であってもよい。   Here, the peripheral devices are, for example, the belt conveyor 60 and the automatic stage 70 shown in FIG. 1, and the belt conveyor 60 has a movable part of a rotation mechanism, and the automatic stage 70 has a movable part of a translation mechanism. . For example, the movable part may be expressed as a vector (VB1, VB2, etc.) representing the rotation axis if it is a rotation mechanism, or may be expressed as a vector (VC1, VC2, etc.) representing the translational movement direction if it is a translation mechanism. Good. Further, the route information may be information on the movement route itself of the robot, or information corresponding to the movement route.

これにより、可動部に対応付けてワークの侵入禁止領域を設定した上で、設定した侵入禁止領域に基づいてロボット30のアーム320のエンドポイントの移動経路(上述したように、適宜ロボットの移動経路、或いは移動経路と呼ぶ)を演算することが可能になる。よって、周辺装置の可動部のように、部品(ワーク)を噛み込むことで当該装置及び製造ラインの動作に大きな影響を与える領域に、部品が侵入しないようなロボットの移動経路を生成できるため、カバー部材を用いる手法とは異なる観点から、周辺装置等の保護ができる。カバー部材を用いる手法では、カバー部材に隙間が生じることで部品の噛み込みの抑止効果に限界があったり、リアルタイム性が要求される負荷の高い処理が必要になったりしていた。それに対し本実施形態の手法では、そもそも可動部に部品が落下しないような挙動をロボット30に取らせるため、カバー部材の隙間等は問題にならない。また、経路演算はロボットを実際に動作させる前に、事前演算が可能であるためリアルタイム性の問題も回避できる。   Thus, after setting the work entry prohibition area in association with the movable portion, the movement path of the end point of the arm 320 of the robot 30 based on the set entry prevention area (as described above, the robot movement path is appropriately set. Or called a movement route). Therefore, since the moving path of the robot can be generated so that the part does not enter the area that greatly affects the operation of the apparatus and the production line by biting the part (work) like the movable part of the peripheral device, Peripheral devices and the like can be protected from a viewpoint different from the method using the cover member. In the method using the cover member, a gap is generated in the cover member, so that there is a limit to the effect of suppressing the biting of the parts, or processing with a high load that requires real-time performance is required. On the other hand, in the method according to the present embodiment, the robot 30 can behave in such a way that parts do not fall on the movable part in the first place. Further, since the route calculation can be performed in advance before actually operating the robot, the problem of real-time property can be avoided.

また、経路演算部124は、脱落したワークの落下する範囲に対応する部品脱落範囲を設定し、設定した部品脱落範囲の情報と、侵入禁止領域の情報とに基づいて、経路情報を演算する。   In addition, the route calculation unit 124 sets a part dropout range corresponding to the fallen range of the dropped workpiece, and calculates route information based on the set part dropout range information and the entry prohibition area information.

これにより、ワークの落下する範囲に対応する部品脱落範囲と、ワークの侵入が好ましくない領域である侵入禁止領域とに基づく処理が可能になるため、脱落したワークが可動部に対して落下するか否かの判定ができる。そして、当該判定に基づいて経路情報を生成することで、脱落したワークの可動部への噛み込み等を抑止することが可能になる。具体的には、ワークが可動部に対して落下する可能性が低いと判定された経路情報を採用することになる。部品脱落範囲と侵入禁止領域に基づく処理とは、具体的には、2つの領域の重なりをチェックし、重なっていた場合に脱落部品が可動部に落下すると判定することが考えられる。ただし重なりに限定される必要はなく、例えば、部品脱落範囲と侵入禁止領域との距離の最小値が所与の閾値よりも小さい場合には、脱落部品が可動部に落下しうると判定してもよい。   This makes it possible to perform processing based on the part dropout range corresponding to the range where the workpiece falls and the entry prohibition area, which is an area where workpiece entry is not desirable, so whether the dropped workpiece falls on the movable part. It can be determined whether or not. Then, by generating route information based on the determination, it is possible to prevent biting of the dropped workpiece into the movable part. Specifically, the route information determined that the possibility that the work will drop with respect to the movable part is low is adopted. Specifically, the processing based on the part dropout range and the intrusion prohibition area can be considered by checking the overlap of the two areas and determining that the dropout part falls on the movable part if they overlap. However, it is not necessary to be limited to overlap. For example, when the minimum value of the distance between the part dropout range and the entry prohibition area is smaller than a given threshold, it is determined that the dropout part can fall on the movable part. Also good.

また、経路演算部124は、ワークの搬送のスタート位置と目標位置との間に設定された複数の中継ポイントの各中継ポイントにおいて、部品脱落範囲を設定し、設定した部品脱落範囲と侵入禁止領域との干渉チェックを行うことで経路情報を演算してもよい。   Further, the route calculation unit 124 sets a part dropout range at each relay point of the plurality of relay points set between the workpiece transfer start position and the target position, and sets the part dropout range and the intrusion prohibited area. Route information may be calculated by performing an interference check.

ここで、中継ポイントは例えば、図14(A)及び図14(B)に示したように水平方向及び鉛直方向に等間隔に配置されることが考えられるが、これに限定されるものではない。   Here, for example, the relay points may be arranged at equal intervals in the horizontal direction and the vertical direction as shown in FIGS. 14A and 14B, but the present invention is not limited to this. .

これにより、中継ポイントを用いて経路情報を演算することが可能になる。つまり図15(A)、図15(B)に示したように、中継ポイントに対して部品脱落範囲を設定し、設定した部品脱落範囲と侵入禁止領域が干渉していなければ、当該中継ポイントを移動経路として採用する。実際には図16のフローチャートに示したようにいくつかの経路中継位置候補を設定し、1つずつ判定を行っていく。ここで、各中継ポイント間の距離をある程度取ることにより、部品脱落範囲の設定処理及び侵入禁止領域との干渉チェック処理の回数を減らし、処理負荷を軽減することが可能になる。ただし、中継ポイント間の距離を大きくしすぎると、移動経路の候補が少なくなるため、適切な値を設定する必要がある。また、干渉チェックは、例えば領域の重なりがあるか否かの判定を行えばよく、空間的に広がる2つの領域の重なりについて既存の手法により容易に判定可能である。   Thereby, it becomes possible to calculate route information using a relay point. That is, as shown in FIGS. 15A and 15B, a part dropout range is set for the relay point, and if the set part dropout range and the intrusion prohibition area do not interfere with each other, the relay point is set. Adopt as a travel route. Actually, several route relay position candidates are set as shown in the flowchart of FIG. 16, and the determination is performed one by one. Here, by taking a certain distance between each relay point, it is possible to reduce the number of parts dropout range setting processing and interference check processing with the intrusion prohibited area, and to reduce the processing load. However, if the distance between relay points is too large, the number of candidates for the movement route decreases, and it is necessary to set an appropriate value. In the interference check, for example, it is only necessary to determine whether or not there is an overlap of regions, and it is possible to easily determine the overlap between two spatially spreading regions using an existing method.

また、経路演算部124は、ロボット30の第1の経路に含まれる各中継ポイントに設定された部品脱落範囲のうち少なくとも1つの部品脱落範囲と侵入禁止領域とが干渉し、且つ、ロボット30の第2の経路に含まれる各中継ポイントに設定された全ての部品脱落範囲と侵入禁止領域とが干渉しない場合に、第2の経路をロボット30の移動経路として選択してもよい。   In addition, the route calculation unit 124 interferes with at least one component dropout range among the component dropout ranges set at each relay point included in the first route of the robot 30 and the intrusion prohibition region. The second path may be selected as the movement path of the robot 30 when all the part dropout ranges set at each relay point included in the second path do not interfere with the intrusion prohibited area.

これにより、ロボット30の移動経路を演算するに当たって複数の経路の候補があった場合に、当該複数の経路のうち部品脱落範囲と侵入禁止領域とが干渉しない経路を選択することが可能になる。具体的には例えば、図16のフローチャートで示したように、経路現在位置から目標位置へ向かう方向に複数の経路中継位置候補を設定し、各経路中継位置候補に設定された部品脱落範囲と、侵入禁止領域との干渉をチェックし、それらが干渉しない経路中継位置候補を選択する処理を行えばよい。   Thereby, when there are a plurality of route candidates in calculating the movement route of the robot 30, it is possible to select a route in which the part dropout range and the intrusion prohibited area do not interfere among the plurality of routes. Specifically, for example, as shown in the flowchart of FIG. 16, a plurality of route relay position candidates are set in the direction from the current route position to the target position, and the part dropout range set for each route relay position candidate; A process of checking the interference with the intrusion prohibited area and selecting a route relay position candidate that does not interfere with them may be performed.

また、経路演算部124は、エンドポイントの速さ情報と移動方向情報に基づいて、部品脱落範囲を設定してもよい。   Further, the route calculation unit 124 may set the part dropout range based on the speed information and the movement direction information of the endpoint.

これにより、エンドポイントの速さ情報及び移動方向の情報による影響、つまり部品脱落範囲に対する慣性の影響を考慮することが可能になる。ロボット30のハンド330(エンドポイントにハンドが取り付けられたものとする)により搬送されているワークは、搬送中に脱落したとしても脱落地点の真下に落下するものではない。例えば水平方向に搬送している途中であったのなら、脱落し落下するワークは水平方向の速度を持つことになり、結果として真下ではなく斜め方向に落下する。これは、図17におけるベクトルC4に相当する。具体的には、落下距離C3とC4の合成ベクトルC5分だけ部品包含範囲をオフセットさせ(C6)、元の部品包含範囲C2とC6とを包含する範囲を部品脱落範囲C7とする処理において、オフセット用のベクトルC5を求めるためのベクトルC4を、エンドポイントの速度ベクトル(速さ情報及び移動方向情報)に係数をかけることで求めることになる。   As a result, it is possible to consider the influence of the speed information of the end point and the information of the moving direction, that is, the influence of inertia on the part dropout range. Even if the work being transported by the hand 330 (assuming that the hand is attached to the end point) of the robot 30 is dropped during transportation, it does not fall directly below the drop-off point. For example, if the workpiece is being transported in the horizontal direction, the workpiece that drops and falls has a horizontal speed, and as a result, it falls in an oblique direction rather than directly below. This corresponds to the vector C4 in FIG. Specifically, in the process of offsetting the component inclusion range by the combined vector C5 of the fall distances C3 and C4 (C6) and setting the range including the original component inclusion ranges C2 and C6 as the component dropout range C7, The vector C4 for obtaining the vector C5 is obtained by multiplying the end point velocity vector (speed information and movement direction information) by a coefficient.

また、経路演算部124は、エンドポイントの位置情報から求められたワークの落下時間情報に基づいて、部品脱落範囲を設定してもよい。   Further, the path calculation unit 124 may set the part dropout range based on the workpiece fall time information obtained from the end point position information.

これにより、部品脱落範囲を求める位置(例えば対象としている中継ポイントの位置)の情報として、例えば当該位置の床等からの高さ情報を取得して、床等まで落下するのにかかる時間の情報を求めることが可能になる。上述したように、脱落部品の運動は自由落下による影響と、慣性による影響の合成として求められる。そして、慣性により生じた速度に運動時間をかけることで、慣性の影響による運動距離が求まる。ここでは、床等に衝突するまでの運動を問題としているため、求めるべき運動時間とは床等まで落下するのに要する落下時間に他ならない。落下距離(床等までの距離)が図17におけるベクトルC3に相当し、上述した慣性による速度に落下時間をかけたものがC4に相当する。具体的には、落下距離C3とC4の合成ベクトルC5分だけ部品包含範囲をオフセットさせ(C6)、元の部品包含範囲C2とC6とを包含する範囲を部品脱落範囲C7とする処理において、高さ情報から落下距離C3を求め、エンドポイントの速度ベクトルC4にかける係数を落下時間として求めることになる。なお、落下距離を床等までの距離とせず、より短い距離に設定してもよいことは上述したとおりである。   As a result, as information on the position where the part dropout range is obtained (for example, the position of the target relay point), for example, information on the time taken to obtain the height information from the floor or the like at that position and fall to the floor or the like is obtained. Can be obtained. As described above, the movement of the drop-off component is obtained as a combination of the effect of free fall and the effect of inertia. Then, the movement distance due to the influence of inertia can be obtained by multiplying the speed generated by the inertia by the movement time. Here, since the motion until it collides with the floor or the like is considered as a problem, the motion time to be obtained is nothing but the fall time required to fall to the floor or the like. The falling distance (the distance to the floor or the like) corresponds to the vector C3 in FIG. 17, and the speed obtained by multiplying the velocity by the inertia described above by the dropping time corresponds to C4. Specifically, in the process of offsetting the component inclusion range by the combined vector C5 of the fall distances C3 and C4 (C6) and setting the range including the original component inclusion ranges C2 and C6 as the component dropout range C7, The fall distance C3 is obtained from the depth information, and the coefficient applied to the end point velocity vector C4 is obtained as the fall time. As described above, the fall distance may not be the distance to the floor or the like but may be set to a shorter distance.

また、経路演算部124は、ワークの設計情報(図3における部品設計情報1127)に基づいて、部品脱落範囲を設定してもよい。   Further, the path calculation unit 124 may set the part dropout range based on the work design information (part design information 1127 in FIG. 3).

これにより、部品設計情報1127から部品脱落範囲を設定することが可能になる。部品脱落範囲とは、脱落した部品が落下・衝突する範囲に対応するものであるから、大きい部品であれば大きくなり、小さい部品であれば小さくなることが当然である。よって、部品設計情報1127から、部品の寸法等の情報を取得し、取得した情報を部品脱落範囲に反映させる。具体的には、落下距離C3とC4の合成ベクトルC5分だけ部品包含範囲C2をオフセットさせ(C6)、元の部品包含範囲C2とC6とを包含する範囲を部品脱落範囲C7とする処理において、部品設計情報1127(C1)から部品包含範囲C2を求めることになる。なお、部品包含範囲という考えを用いることで、部品の細かい形状等を問題にする必要がなくなり、処理を容易にすることができる。   This makes it possible to set a part dropout range from the part design information 1127. The part dropout range corresponds to the range in which the dropped part falls and collides, so it is natural that the larger part becomes larger and the smaller part becomes smaller. Therefore, information such as part dimensions is acquired from the part design information 1127, and the acquired information is reflected in the part dropout range. Specifically, in the process of offsetting the component inclusion range C2 by the combined vector C5 of the fall distances C3 and C4 (C6) and setting the range including the original component inclusion ranges C2 and C6 as the component dropout range C7, The component inclusion range C2 is obtained from the component design information 1127 (C1). In addition, by using the idea of the component inclusion range, it is not necessary to make the fine shape of the component a problem, and the processing can be facilitated.

また、記憶部110はロボット30の設計情報(ロボット設計情報1121)と、設置情報(ロボット設置情報1141)を記憶する。そして、経路演算部124はロボット30の設計情報及び設置情報に基づいて経路情報を演算してもよい。   The storage unit 110 stores design information (robot design information 1121) and installation information (robot installation information 1141) of the robot 30. Then, the route calculation unit 124 may calculate route information based on the design information and installation information of the robot 30.

これにより、ロボット30自身と周辺装置との衝突を回避することが可能になる。本実施形態においては、脱落部品と周辺装置の可動部の関係を説明してきたが、それだけではロボット30の移動経路を演算することはできず、ロボット30自身が周辺装置と衝突しないようにする必要がある。本実施形態では、ロボット設計情報1121及びロボット設置情報1141を記憶していることから、これらの情報を用いることで、ロボット30の寸法や作業空間における設置位置等を知ることができる。ロボット30との衝突を考慮するのは、周辺装置全体なのか周辺装置の可動部なのかという問題については、どちらであってもよい。前者の場合には、周辺装置の設計情報(コンベアー設計情報1123等)と設置情報(コンベアー設置情報1143等)から求められる周辺装置そのものの領域との干渉チェックを行えばよいし、後者の場合には侵入禁止領域等との干渉チェックを行えばよい。   Thereby, it becomes possible to avoid the collision between the robot 30 itself and the peripheral device. In the present embodiment, the relationship between the drop-off component and the movable part of the peripheral device has been described. However, the movement path of the robot 30 cannot be calculated by itself, and the robot 30 itself must not collide with the peripheral device. There is. In this embodiment, since the robot design information 1121 and the robot installation information 1141 are stored, the dimensions of the robot 30 and the installation position in the work space can be known by using these information. The problem of whether the collision with the robot 30 is the whole peripheral device or the movable part of the peripheral device may be either. In the former case, an interference check may be performed between the peripheral device design information (conveyor design information 1123, etc.) and the installation information (conveyor installation information 1143, etc.) and the area of the peripheral device itself. May perform an interference check with an intrusion prohibited area or the like.

また、侵入禁止領域設定部122は、周辺装置の可動部が回転機構を有する可動部である場合に、回転機構の回転軸の情報と可動部の位置情報とに基づいて侵入禁止領域を設定してもよい。   The intrusion prohibition area setting unit 122 sets the intrusion prohibition area based on the information about the rotation axis of the rotation mechanism and the position information of the movable part when the movable part of the peripheral device is a movable part having a rotation mechanism. May be.

これにより、図1のベルトコンベアー60等に示したような回転機構を有する可動部に関する情報を、当該回転機構の回転軸を表す可動部ベクトル(VB1等)として設定し、設定した可動部ベクトルに基づいて侵入禁止領域を設定することが可能になる。侵入禁止領域が周辺装置の設計情報及び設置情報に基づいて決定されることは上述したが、その具体的なデータ形式の一例を表したものである。例えば、可動部ベクトルの始点を回転軸上の点のうち外部に露出している点とし、可動部ベクトルの大きさにより回転機構の半径を表現することが考えられる。その場合、図5(A)の円柱でいえば、底面及び上面にあたる円の中心を可動部ベクトルもしくは可動部ベクトルの延長線が貫き、且つ底面の中心と可動部ベクトルの始点が一致し、底面及び上面の大きさは可動部ベクトルの大きさに一致するように設定する手法が一例としてあげられる。なお、回転機構の回転軸の情報(可動部ベクトル)の始点は、可動部の位置情報である設置情報(コンベアー設置情報1143等)により決定され、具体的な計算式は、図7に示したとおりである。   As a result, information on the movable part having the rotation mechanism as shown in the belt conveyor 60 of FIG. 1 is set as a movable part vector (VB1 etc.) representing the rotation axis of the rotation mechanism, and the set movable part vector is set. Based on this, it is possible to set an intrusion prohibited area. As described above, the intrusion prohibition area is determined based on the design information and installation information of the peripheral device, and represents an example of a specific data format. For example, it is conceivable that the starting point of the movable part vector is the point exposed to the outside among the points on the rotation axis, and the radius of the rotating mechanism is expressed by the magnitude of the movable part vector. In this case, in the case of the cylinder in FIG. 5A, the center of the circle corresponding to the bottom surface and the top surface passes through the movable part vector or the extension line of the movable part vector, and the center of the bottom surface and the start point of the movable part vector coincide with each other. As an example, a method of setting the size of the upper surface so as to match the size of the movable part vector is given. The starting point of the rotation axis information (movable part vector) of the rotating mechanism is determined by installation information (conveyor installation information 1143, etc.) that is position information of the movable part, and a specific calculation formula is shown in FIG. It is as follows.

また、侵入禁止領域設定部122は、周辺装置の可動部が並進機構を有する可動部である場合に、並進機構の並進方向の情報と可動部の位置情報とに基づいて侵入禁止領域を設定してもよい。   The intrusion prohibition area setting unit 122 sets an intrusion prohibition area based on the translation direction information of the translation mechanism and the position information of the movable part when the movable part of the peripheral device is a movable part having a translation mechanism. May be.

これにより、図1の自動ステージ70等に示したような並進機構を有する可動部に関する情報を、当該並進機構の並進方向(並進運動の方向)を表す可動部ベクトル(VC1等)として設定し、設定した可動部ベクトルに基づいて侵入禁止領域を設定することが可能になる。侵入禁止領域が周辺装置の設計情報及び設置情報に基づいて決定されることは上述したが、その具体的なデータ形式の一例を表したものである。例えば、可動部ベクトルの始点を並進機構(並進方向及びそれに直交する方向に広がりを持つ長方形が想定される)の中心とし、可動部ベクトルの大きさにより並進方向の長さを表現することが考えられる。その場合、図5(C)の直方体でいえば、底面の中心と可動部ベクトルの始点が一致し、並進方向の長さが可動部ベクトルの大きさと一致するように設定する手法が一例としてあげられる。その場合、直方体の幅及び高さは可動部ベクトルのみからは設定できないため、他の情報を保持する、或いは所定の値を用いることが考えられる。なお、並進機構の並進方向の情報(可動部ベクトル)の始点は、可動部の位置情報である設置情報(自動ステージ設置情報1145等)により決定され、具体的な計算式は、図10に示したとおりである。また、本実施形態においては、可動部ベクトルは1方向のみ(例えばVC1とVC2のうち一方のみ)を設定すれば十分な場合も考えられるが、並進方向が一方向のみであるとの誤解を生じさせないように、並進運動が可能な2方向両方に可動部ベクトルを描いている。   Thereby, information on the movable part having the translation mechanism as shown in the automatic stage 70 etc. in FIG. 1 is set as a movable part vector (VC1 etc.) representing the translation direction (translational movement direction) of the translation mechanism, It is possible to set the intrusion prohibited area based on the set movable part vector. As described above, the intrusion prohibition area is determined based on the design information and installation information of the peripheral device, and represents an example of a specific data format. For example, the starting point of the movable part vector may be the center of a translation mechanism (a rectangle having a spread in the translation direction and a direction orthogonal thereto), and the length in the translation direction may be expressed by the magnitude of the movable part vector. It is done. In that case, in the case of the rectangular parallelepiped in FIG. 5C, a method of setting the center of the bottom surface and the start point of the movable part vector to coincide with each other and the length in the translation direction to coincide with the magnitude of the movable part vector is given as an example. It is done. In that case, since the width and height of the rectangular parallelepiped cannot be set only from the movable part vector, it is conceivable to hold other information or use a predetermined value. The starting point of the translation direction information (movable part vector) of the translation mechanism is determined by installation information (automatic stage installation information 1145, etc.) that is position information of the movable part, and a specific calculation formula is shown in FIG. That's right. In this embodiment, it may be sufficient to set the movable part vector in only one direction (for example, only one of VC1 and VC2). However, there is a misunderstanding that the translation direction is only one direction. In order to prevent this, the movable part vector is drawn in both directions in which translational motion is possible.

また、侵入禁止領域設定部122は、周辺装置の可動部がカバー部材を有する場合に、カバー部材の設置位置情報に基づいて侵入禁止領域を設定してもよい。   Further, the entry prohibition area setting unit 122 may set the entry prohibition area based on the installation position information of the cover member when the movable part of the peripheral device has the cover member.

これにより、図12に示したように、カバー部材を用いることで侵入禁止領域を狭くすることが可能になり、ロボットの移動経路の選択の幅を広げることができる。カバー部材を設置した場合に、設置しなかった場合の侵入禁止領域の一部が削減されることになるが、当該削減領域の設定手法は種々考えられる。例えば図12のように、脱落部品が自由落下するケースを想定し、設置したカバー部材の直上の領域を削減し、侵入禁止領域をRC2に設定すればよい。   Thereby, as shown in FIG. 12, it becomes possible to narrow an intrusion prohibition area | region by using a cover member, and can expand the breadth of selection of the movement path | route of a robot. When the cover member is installed, a part of the intrusion prohibited area when the cover member is not installed is reduced. Various methods for setting the reduction area are conceivable. For example, as shown in FIG. 12, assuming a case where a falling part falls freely, the area directly above the installed cover member may be reduced, and the intrusion prohibited area may be set to RC2.

また、本実施形態は上述のロボット制御システムと、ロボット制御システムにより制御されるロボットとを含むロボットシステムに関係する。   The present embodiment also relates to a robot system including the above-described robot control system and a robot controlled by the robot control system.

これにより、上述してきたロボット制御装置がロボット30を制御することにより、連係して動作を行うロボットシステムを実現することが可能になる。   As a result, the robot control apparatus described above controls the robot 30 to realize a robot system that operates in cooperation.

また、本実施形態は、ロボット制御に関する処理を行う処理部120と、ロボット制御に関する情報を記憶する記憶部110と、処理部120での処理結果に基づいてロボット30の制御を行うロボット制御部170としてコンピューターを機能させるプログラムに関係する。そして、記憶部110は、可動部を有する周辺装置の設計情報(例えばコンベアー設計情報1123等)及び設置情報(例えばコンベアー設置情報1143等)を記憶する。処理部120は、侵入禁止領域設定部122と、経路演算部124を含む。侵入禁止領域設定部122は、周辺装置の設計情報及び設置情報に基づいて、周辺装置の可動部に対応付けてワークの侵入禁止領域を設定する。経路演算部は、侵入禁止領域の情報に基づいて、ロボット30のアーム320のエンドポイントの経路情報を演算する。   In the present embodiment, the processing unit 120 that performs processing related to robot control, the storage unit 110 that stores information related to robot control, and the robot control unit 170 that controls the robot 30 based on the processing result in the processing unit 120. As it relates to programs that make computers work. And the memory | storage part 110 memorize | stores the design information (for example, conveyor design information 1123 etc.) and installation information (for example, conveyor installation information 1143 etc.) of the peripheral device which has a movable part. The processing unit 120 includes an intrusion prohibited area setting unit 122 and a route calculation unit 124. The intrusion prohibition area setting unit 122 sets a work intrusion prohibition area in association with the movable part of the peripheral device based on the design information and installation information of the peripheral device. The route calculation unit calculates the route information of the end point of the arm 320 of the robot 30 based on the information of the intrusion prohibited area.

これにより、ソフトウェア的にロボットを制御する処理を行うプログラムを実現することが可能になる。そして、上記プログラムは、情報記憶媒体180に記録される。ここで、情報記憶媒体180としては、DVDやCD等の光ディスク、光磁気ディスク、ハードディスク(HDD)、不揮発性メモリーやRAM等のメモリーなど、情報処理装置10等によって読み取り可能な種々の記録媒体を想定できる。例えば、図2に示したように、PC等の情報処理装置によって読み取り可能な種々の記録媒体にプログラムが記憶され、処理部120において実行されるケースが考えられる。   As a result, it is possible to realize a program for performing processing for controlling the robot in software. The program is recorded in the information storage medium 180. Here, as the information storage medium 180, various recording media that can be read by the information processing apparatus 10, such as an optical disk such as a DVD or a CD, a magneto-optical disk, a hard disk (HDD), a memory such as a nonvolatile memory or a RAM, and the like. Can be assumed. For example, as shown in FIG. 2, a case where the program is stored in various recording media that can be read by an information processing apparatus such as a PC and executed by the processing unit 120 can be considered.

なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。またロボット制御システム、ロボットシステム等の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。   Although the present embodiment has been described in detail as described above, it will be easily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention. For example, a term described at least once together with a different term having a broader meaning or the same meaning in the specification or the drawings can be replaced with the different term in any part of the specification or the drawings. Further, the configuration and operation of the robot control system, the robot system, and the like are not limited to those described in this embodiment, and various modifications can be made.

CV カバー部材、RB1−RB4 侵入禁止領域、RR1−RR6 侵入禁止領域、
VB1−VB4 可動部ベクトル(回転)、VC1−VC2 可動部ベクトル(並進)、
VR1−VR6 可動部ベクトル(ロボット)、
10 情報処理装置、20 撮像装置、30 ロボット、60 ベルトコンベアー、
70 自動ステージ、110 記憶部、112 設計情報、114 設置情報、
116 制御情報、118 侵入禁止領域情報、
119 目標位置姿勢情報、120 処理部、122 侵入禁止領域設定部、
124 経路演算部、150 表示部、160 外部I/F部、
170 ロボット制御部、180 情報記憶媒体、320 アーム、330 ハンド、
1121 ロボット設計情報、1123 コンベアー設計情報、
1125 自動ステージ設計情報、1127 部品設計情報、
1141 ロボット設置情報、1143 コンベアー設置情報、
1145 自動ステージ設置情報、1161 ロボット状態情報、
1162 ロボット経路情報、1163 コンベアー状態情報、
1165 自動ステージ状態情報、1167 部品脱落範囲情報、
1241 部品脱落範囲算出部
CV cover member, RB1-RB4 invasion prohibited area, RR1-RR6 intrusion prohibited area,
VB1-VB4 movable part vector (rotation), VC1-VC2 movable part vector (translation),
VR1-VR6 movable part vector (robot),
10 Information processing device, 20 Imaging device, 30 Robot, 60 Belt conveyor,
70 automatic stage, 110 storage unit, 112 design information, 114 installation information,
116 control information, 118 intrusion prohibited area information,
119 target position and orientation information, 120 processing unit, 122 intrusion prohibition region setting unit,
124 path calculation unit, 150 display unit, 160 external I / F unit,
170 robot controller, 180 information storage medium, 320 arm, 330 hand,
1121 Robot design information, 1123 Conveyor design information,
1125 automatic stage design information, 1127 parts design information,
1141 Robot installation information, 1143 Conveyor installation information,
1145 Automatic stage setting information, 1161 Robot state information,
1162 Robot path information, 1163 Conveyor status information,
1165 Automatic stage status information, 1167 Parts dropout range information,
1241 Part dropout range calculation unit

Claims (13)

ロボットの制御に関する処理を行う処理部と、
前記ロボットの制御に関する情報を記憶する記憶部と、
前記処理部の処理結果に基づいて前記ロボットの制御を行うロボット制御部と、
を含み、
前記記憶部は、
可動部を有し、前記ロボットの周辺に配置される周辺装置の設計情報及び設置情報を記憶し、
前記処理部は、
前記周辺装置の前記設計情報及び前記設置情報に基づいて、前記周辺装置の前記可動部に対応付けて、ワークの侵入禁止領域を設定する侵入禁止領域設定部と、
設定された前記侵入禁止領域の情報に基づいて、前記ロボットのアームのエンドポイントの経路情報を演算する経路演算部と、を含むことを特徴とするロボット制御システム。
A processing unit that performs processing related to the control of the robot;
A storage unit for storing information related to the control of the robot;
A robot control unit that controls the robot based on a processing result of the processing unit;
Including
The storage unit
It has a movable part, stores design information and installation information of peripheral devices arranged around the robot,
The processor is
Based on the design information and the installation information of the peripheral device, an intrusion prohibition region setting unit that sets an intrusion prohibition region of a work in association with the movable part of the peripheral device;
And a path calculation unit that calculates path information of an end point of the robot arm based on the set information on the intrusion prohibited area.
請求項1において、
前記経路演算部は、
前記ワークの部品脱落範囲を設定し、設定した前記部品脱落範囲の情報と、前記侵入禁止領域の情報とに基づいて、前記経路情報を演算することを特徴とするロボット制御システム。
In claim 1,
The route calculation unit
A robot control system, wherein a part dropout range of the workpiece is set, and the route information is calculated based on the set part dropout information and the entry prohibition area information.
請求項2において、
前記経路演算部は、
前記ワークの搬送のスタート位置と目標位置との間に設定された複数の中継ポイントの各中継ポイントにおいて、前記部品脱落範囲を設定し、設定した前記部品脱落範囲と前記侵入禁止領域の干渉チェックを行って前記経路情報を演算することを特徴とするロボット制御システム。
In claim 2,
The route calculation unit
The component dropout range is set at each relay point of a plurality of relay points set between the workpiece transfer start position and the target position, and interference check between the set component dropout range and the intrusion prohibited area is performed. A robot control system characterized in that the route information is calculated.
請求項3において、
前記経路演算部は、
前記アームの前記エンドポイントの第1の経路に含まれる各中継ポイントに設定された部品脱落範囲のうち少なくとも1つの部品脱落範囲と前記侵入禁止領域とが干渉し、前記アームの前記エンドポイントの第2の経路に含まれる各中継ポイントに設定された全ての部品脱落範囲と前記侵入禁止領域とが干渉しない場合に、前記第2の経路を前記アームの前記エンドポイントの移動経路として選択することを特徴とするロボット制御システム。
In claim 3,
The route calculation unit
At least one component dropout range among the component dropout ranges set at each relay point included in the first route of the end point of the arm interferes with the intrusion prohibition region, and the end point of the end point of the arm The second path is selected as the movement path of the end point of the arm when all the part dropout ranges set in each relay point included in the second path do not interfere with the intrusion prohibited area. Characteristic robot control system.
請求項2乃至4のいずれかにおいて、
前記経路演算部は、
前記エンドポイントの速さ情報と移動方向情報に基づいて、前記部品脱落範囲を設定することを特徴とするロボット制御システム。
In any of claims 2 to 4,
The route calculation unit
The robot control system characterized in that the part dropout range is set based on speed information and movement direction information of the end point.
請求項2乃至5のいずれかにおいて、
前記経路演算部は、
前記エンドポイントの位置情報から求められた前記ワークの落下時間情報に基づいて、前記部品脱落範囲を設定することを特徴とするロボット制御システム。
In any of claims 2 to 5,
The route calculation unit
The robot control system characterized in that the part dropout range is set on the basis of the workpiece fall time information obtained from the position information of the end point.
請求項2乃至6のいずれかにおいて、
前記記憶部は、
前記ワークの設計情報を記憶し、
前記経路演算部は、
前記ワークの前記設計情報に基づいて、前記部品脱落範囲を設定することを特徴とするロボット制御システム。
In any one of Claims 2 thru | or 6.
The storage unit
Storing design information of the workpiece;
The route calculation unit
The robot control system characterized in that the part dropout range is set based on the design information of the workpiece.
請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記記憶部は、
前記ロボットの設計情報及び設置情報を記憶し、
前記経路演算部は、
前記ロボットの前記設計情報及び前記設置情報に基づいて、前記経路情報を演算することを特徴とするロボット制御システム。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
The storage unit
Storing design information and installation information of the robot;
The route calculation unit
The robot control system characterized in that the route information is calculated based on the design information and the installation information of the robot.
請求項1乃至8のいずれかにおいて、
前記侵入禁止領域設定部は、
前記周辺装置の前記可動部が回転機構を有する可動部である場合に、前記回転機構の回転軸の情報と、前記可動部の位置情報とに基づいて、前記侵入禁止領域を設定することを特徴とするロボット制御システム。
In any one of Claims 1 thru | or 8.
The intrusion prohibited area setting unit
When the movable part of the peripheral device is a movable part having a rotation mechanism, the intrusion prohibition region is set based on information on a rotation axis of the rotation mechanism and position information of the movable part. Robot control system.
請求項1乃至9のいずれかにおいて、
前記侵入禁止領域設定部は、
前記周辺装置の前記可動部が並進機構を有する可動部である場合に、前記並進機構の並進方向の情報と、前記可動部の位置情報とに基づいて、前記侵入禁止領域を設定することを特徴とするロボット制御システム。
In any one of Claims 1 thru | or 9,
The intrusion prohibited area setting unit
When the movable part of the peripheral device is a movable part having a translation mechanism, the intrusion prohibited region is set based on information on a translation direction of the translation mechanism and position information on the movable part. Robot control system.
請求項1乃至10のいずれかにおいて、
前記侵入禁止領域設定部は、
前記周辺装置の前記可動部がカバー部材を有する場合に、前記カバー部材の設置位置情報に基づいて、前記侵入禁止領域を設定することを特徴とするロボット制御システム。
In any one of Claims 1 thru | or 10.
The intrusion prohibited area setting unit
When the movable part of the peripheral device has a cover member, the intrusion prohibition area is set based on installation position information of the cover member.
請求項1乃至11のいずれかに記載のロボット制御システムと、
前記ロボット制御システムにより制御される前記ロボットと、
を含むことを特徴とするロボットシステム。
The robot control system according to any one of claims 1 to 11,
The robot controlled by the robot control system;
A robot system characterized by including:
ロボットの制御に関する処理を行う処理部と、
前記ロボットの制御に関する情報を記憶する記憶部と、
前記処理部の処理結果に基づいて前記ロボットの制御を行うロボット制御部として、
コンピューターを機能させ、
前記記憶部は、
可動部を有し、前記ロボットの周辺に配置される周辺装置の設計情報及び設置情報を記憶し、
前記処理部は、
前記周辺装置の前記設計情報及び前記設置情報に基づいて、前記周辺装置の前記可動部に対応付けて、ワークの侵入禁止領域を設定する侵入禁止領域設定部と、
設定された前記侵入禁止領域の情報に基づいて、前記ロボットのアームのエンドポイントの経路情報を演算する経路演算部と、を含むことを特徴とするプログラム。
A processing unit that performs processing related to the control of the robot;
A storage unit for storing information related to the control of the robot;
As a robot controller that controls the robot based on the processing result of the processor,
Make the computer work,
The storage unit
It has a movable part, stores design information and installation information of peripheral devices arranged around the robot,
The processor is
Based on the design information and the installation information of the peripheral device, an intrusion prohibition region setting unit that sets an intrusion prohibition region of a work in association with the movable part of the peripheral device;
And a path calculation unit that calculates path information of an end point of the arm of the robot based on the set information on the intrusion prohibited area.
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