JP2014024162A - ロボットシステム、ロボット制御装置、ロボット制御方法及びロボット制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数のリンク及びジョイントを有するアームと、アームの先端に設けられたエンドエフェクターと、からなる可動部を複数の教示点に沿って移動させる時に、教示点の位置情報と障害物の位置情報とに基づいて可動部と障害物とが干渉するか否かを判定する。所定の教示点で可動部と障害物とが干渉すると判定された場合に、制限情報に基づいて所定の教示点の位置を変更する。また、第1の教示点と第2の教示点との間で可動部と障害物とが干渉するか否かを判定する。第1の教示点と第2の教示点との間で可動部と障害物とが干渉すると判定された場合に、接近制限情報及び離脱制限情報に基づいて第1の教示点と第2の教示点との間に教示点を追加する。
【選択図】図2
Description
これにより、教示点でロボットと障害物とがぶつかってしまう場合に、自動的に教示点を修正し、ロボットと障害物とがぶつからないようにすることができる。
各ジョイント12は、リンク13同士や、ロボットの台座(胴体)とリンク13等を回動自在に連結する。各ジョイント12は、例えば、回転ジョイントであり、リンク13間の角度を変化させたり、リンク13を軸回転させたりできるように設けられている。従って、各ジョイント12を連動させて駆動することにより、ハンド14を所定の可動範囲内で自在に移動させることができるとともに、自由な方向へ向けることもできる。
ハンド14には、センサー(図示せず)が設けられる。センサーは、例えば、ハンド14に加えられた外力などを検出する。
ロボット10は、主として、中央制御部101と、動作制御部102とを備える。
中央制御部101は、他の各部(102)等を統括的に制御する。
教示点干渉確認部205は、教示点情報2101から各教示点の位置情報を取得する。また、教示点干渉確認部205は、障害物DB211から障害物情報2111を取得する。そして、教示点干渉確認部205は、教示点情報2101に格納された各教示点について、障害物DB211に格納された障害物と干渉するか否かを判定する。当該処理について、図8を用いて具体的に説明する。
教示点干渉確認部205は、干渉が発生する教示点の情報をエンドエフェクター動作確認部209へ出力する。エンドエフェクター動作確認部209は、教示点DB210から教示点情報2101を取得し、教示点情報2101に基づいて教示点干渉確認部205から入力された教示点でエンドエフェクターの動作を行う設定となっているか否かを判定する。
処理Bは、エラー処理である。エラー処理は、作業が不可能であることを、作業者等へ認識させると共に、教示点修正処理を含むロボットシステム1のすべての処理停止させる処理である。作業者等へ認識させる処理としては、例えば、ラインの見直しが必要であることを図示しない表示部に表示させる処理が考えられる。
エンドエフェクター動作確認部209は、障害物との干渉が発生する教示点の番号及びこの教示点でエンドエフェクター動作が行われないことを教示点パラメーター修正部206へ出力する。教示点パラメーター修正部206は、エンドエフェクター動作確認部209から取得された教示点の番号に関連付けられた情報であって、教示点情報2101の接近制限情報格納領域2101eに格納された情報を教示点DB210から取得する。
DIR[1]は、x座標を固定値に制限し、y座標-△y方向に増分していく方向の単位ベクトルである。
DIR[2]は、y座標を固定値に制限(すなわち、y座標が教示点TP[i]のy座標と同一)し、x座標を+△x方向に増分していく方向の単位ベクトルである。
DIR[3]は、y座標を固定値に制限し、x座標を-△x方向に増分していく方向の単位ベクトルである。
DIR[4]は、先端姿勢方向と同じ方向の単位ベクトルである。
DIR[5]は、先端姿勢方向と逆方向の単位ベクトルである。
なお、方向単位ベクトルは、図10に表示されたDIR[0]〜DIR[5]に限られない。方向単位ベクトルの数は6個に限らず、5個以下でもよいし、7個以上でもよい。また、方向単位ベクトルの方向もこれに限られない。
図7の説明に戻る。教示点パラメーター修正部206は、取得した制限情報に基づいて、障害物との干渉が発生する教示点の位置を修正する。図11は、当該処理の詳細を示すフローチャートである。
図7の説明に戻る。教示点パラメーター修正部206は、教示点修正(ステップS16)が終了したことを示す情報を教示点干渉確認部205へ出力する。教示点干渉確認部205は、すべての教示点についてステップS10〜S16に示す処理が終了したか否かを判定する。
次に、教示点追加処理(処理A)について説明する。図13は、ロボットシステム1の教示点追加処理の流れを示すフローチャートである。
教示点干渉確認部205は、ステップS10と同様に、教示点情報2101から教示点TP[i]及び次の教示点TP[i+1]の位置情報(x座標、y座標、z座標)を取得する。教示点修正処理により教示点が修正された場合には、修正された教示点の位置情報を取得する。
教示点干渉確認部205は、ステップS10と同様に、障害物DB211から障害物情報2111を取得する。そして、教示点干渉確認部205は、教示点情報2101に格納されたある教示点TP[i]と次の教示点TP[i+1]との間で、障害物DB211に格納された障害物とロボット10とが干渉するか否かを判定する。当該処理について、図14を用いて具体的に説明する。図14の教示点の位置及び障害物の位置は、図12と同じである。
教示点TP[i]と教示点TP[i+1]との間で障害物と干渉する場合(ステップS22でYES)には、ステップS24へ進む。
教示点干渉確認部205は、教示点TP[i]及び教示点TP[i+1]の番号(すなわち、i)及び位置情報を教示点パラメーター修正部206に出力する。教示点パラメーター修正部206は、教示点TP[i]の離脱制限情報を離脱制限情報格納領域2101fから取得する。教示点パラメーター修正部206は、離脱制限情報格納領域2101fに情報が格納されていない場合には、離脱制限情報を生成して離脱制限情報格納領域2101fに格納する。
図13の説明に戻る。教示点パラメーター修正部206は、教示点TP[i+1]の接近制限情報を接近制限情報格納領域2101eから取得する。教示点パラメーター修正部206は、接近制限情報格納領域2101eに情報が格納されていない場合には、接近制限情報を生成して接近制限情報格納領域2101eに格納する。当該処理は、対象となる教示点のみがステップS14と異なり、処理内容についてはステップS14と同一である。
教示点パラメーター修正部206は、教示点TP[i]の離脱制限情報に基づいて新たな教示点TP[i]_1を追加する。教示点TP[i]_1は、教示点TP[i]の後ろ(教示点TP[i]と教示点TP[i+1]との間)に追加される。
教示点パラメーター修正部206は、教示点TP[i+1]の接近制限情報に基づいて新たな教示点TP[i+1]_1を追加する。教示点TP[i+1]_1は、教示点TP[i+1]の前(教示点TP[i]_1と教示点TP[i+1]との間)に追加される。教示点パラメーター修正部206は、教示点TP[i+1]_1の位置の情報を教示点干渉確認部205に出力する。
教示点干渉確認部205は、教示点TP[i]_1及び教示点TP[i+1]_1の位置の情報を取得する。教示点干渉確認部205は、ステップS22と同様の方法により、教示点TP[i]_1と次の教示点TP[i+1]_1との間(教示点TP[i]_1と次の教示点TP[i+1]_1とを結んだ直線)で、障害物とロボット10とが干渉するか否かを判定する。
教示点干渉確認部205は、教示点TP[i]_1及び教示点TP[i+1]_1を修正すべきであることを教示点パラメーター修正部206に出力する。教示点パラメーター修正部206は、修正回数が制限されている所定回数以下であるか否かを判断する(ステップS34)。当該処理は、ステップS167と同一である。
修正回数が所定回数以下である場合(ステップS167でYES)には、ステップS36へ進む。
教示点パラメーター修正部206は、ステップS28と同様の方法により、教示点TP[i]_1の位置から離脱方向制限情報の方向に修正量△を加算して、教示点TP[i]_1の位置を修正する。教示点パラメーター修正部206は、教示点情報2101に格納された教示点TP[i]_1の位置情報を、ステップS36で求められた位置に書き換える。
教示点パラメーター修正部206は、ステップS30と同様の方法により、教示点TP[i+1]_1の位置から接近方向制限情報の方向に修正量△を加算して、教示点TP[i+1]_1の位置を修正する。教示点パラメーター修正部206は、教示点情報2101に格納された教示点TP[i+1]_1の位置情報を、ステップS36で求められた位置に書き換える。
教示点干渉確認部205は、すべての教示点(すべてのi)についてステップS20〜S38の処理が行われたか否かを判断する。
修正回数が所定回数以下である場合(ステップS34でYES)には、ステップS36へ進む。
Claims (14)
- 複数のリンク及びジョイントを有するアームと、
前記アームの先端に設けられたエンドエフェクターと、
前記エンドエフェクターが複数の教示点に沿って移動するように前記アームを移動させる動作制御部と、
前記複数の教示点を構成する各教示点の情報であって、前記教示点の位置情報と、前記エンドエフェクターを前記教示点へ接近させる際の制限情報とを記憶する記憶部と、
障害物の位置情報を取得する取得部と、
前記教示点の位置情報と前記障害物の位置情報とに基づいて、前記エンドエフェクターを前記複数の教示点に沿って移動させたときに、前記複数の教示点のうちの所定の教示点において、前記アーム又は前記エンドエフェクターと前記障害物とが干渉するか否かを判定する第1の判定部と、
前記所定の教示点において前記アーム又は前記エンドエフェクターと前記障害物とが干渉すると判定された場合に、前記制限情報に基づいて前記所定の教示点の位置を変更する変更部と、
を備えることを特徴とするロボットシステム。 - 請求項1に記載のロボットシステムにおいて、
前記所定の教示点において、前記エンドエフェクターが動作を行うか否かを判定する第2の判定部を備え、
前記変更部は、前記所定の教示点において前記エンドエフェクターが動作を行わない場合には、前記所定の教示点の位置を変更する
ことを特徴とするロボットシステム。 - 請求項1又は2に記載のロボットシステムにおいて、
前記制限情報は、前記各教示点へ前記エンドエフェクターを接近させる方向を限定する情報であり、
前記変更部は、前記所定の教示点を前記制限情報の示す方向に所定量だけ移動させることにより、前記所定の教示点の位置を変更する
ことを特徴とするロボットシステム。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載のロボットシステムにおいて、
前記所定の教示点の位置と、前記所定の教示点の前に前記エンドエフェクターが通過する教示点の位置と、前記障害物の形状とに基づいて、前記制限情報を生成する制限情報生成部を備え、
前記記憶部は、前記生成された制限情報を記憶する
ことを特徴とするロボットシステム。 - 複数のリンク及びジョイントを有するアームの先端に設けられたエンドエフェクターが複数の教示点に沿って移動するように前記アームを移動させる動作制御部と、
前記複数の教示点を構成する各教示点の情報であって、前記教示点の位置情報と、前記エンドエフェクターを前記教示点へ接近させる際の制限情報と、障害物の位置情報とを取得する取得部と、
前記教示点の位置情報と前記障害物の位置情報とに基づいて、前記エンドエフェクターを前記複数の教示点に沿って移動させたときに、前記複数の教示点のうちの所定の教示点において、前記アーム又は前記エンドエフェクターと前記障害物とが干渉するか否かを判定する第1の判定部と、
前記所定の教示点において前記アーム又は前記エンドエフェクターと前記障害物とが干渉すると判定された場合に、前記制限情報に基づいて前記所定の教示点の位置を変更する変更部と、
を備えることを特徴とするロボット制御装置。 - 複数のリンク及びジョイントを有するアームの先端に設けられたエンドエフェクターが複数の教示点に沿って移動するように前記アームを移動させるステップと、
前記複数の教示点の位置情報と、障害物の位置情報を取得するステップと、
前記複数の教示点の位置情報と前記障害物の位置情報とに基づいて、前記エンドエフェクターを前記複数の教示点に沿って移動させたときに、前記複数の教示点のうちの所定の教示点において、前記アーム又は前記エンドエフェクターと前記障害物とが干渉するか否かを判定するステップと、
前記所定の教示点において前記アーム又は前記エンドエフェクターと前記障害物とが干渉すると判定された場合に、前記所定の教示点に対する制限情報であって、前記エンドエフェクターを接近させる際の制限情報を取得し、当該取得した制限情報に基づいて前記所定の教示点の位置を変更するステップと、
を備えることを特徴とするロボット制御方法。 - 複数のリンク及びジョイントを有するアームの先端に設けられたエンドエフェクターが複数の教示点に沿って移動するように前記アームを移動させるステップと、
前記複数の教示点の位置情報と、障害物の位置情報を取得するステップと、
前記複数の教示点の位置情報と前記障害物の位置情報と基づいて、前記エンドエフェクターを前記複数の教示点に沿って移動させたときに、前記複数の教示点のうちの所定の教示点において、前記アーム又は前記エンドエフェクターと前記障害物とが干渉するか否かを判定するステップと、
前記所定の教示点において前記アーム又は前記エンドエフェクターと前記障害物とが干渉すると判定された場合に、前記所定の教示点に対する制限情報であって、前記エンドエフェクターを接近させる際の制限情報を取得し、当該取得した制限情報に基づいて前記所定の教示点の位置を変更するステップと、
を演算装置に実行させることを特徴とするロボット制御プログラム。 - 複数のリンク及びジョイントを有するアームと、
前記アームの先端に設けられたエンドエフェクターと、
前記エンドエフェクターが複数の教示点に沿って移動するように前記アームを移動させる動作制御部と、
前記複数の教示点を構成する各教示点の情報であって、前記教示点の位置情報と、前記エンドエフェクターを前記教示点へ接近させる際の制限情報である接近制限情報と、前記エンドエフェクターを前記教示点から離脱させる際の制限情報である離脱制限情報を記憶する記憶部と、
障害物の位置情報を取得する取得部と、
前記複数の教示点の位置情報と前記障害物の位置情報とに基づいて、前記エンドエフェクターを前記複数の教示点に沿って移動させたときに、前記複数の教示点のうちの第1の教示点と前記第1の教示点の次に前記エンドエフェクターが通過する第2の教示点との間で、前記アーム又は前記エンドエフェクターと前記障害物とが干渉するか否かを判定する判定部と、
前記第1の教示点と前記第2の教示点との間で、前記アーム又は前記エンドエフェクターと前記障害物とが干渉すると判定された場合に、前記接近制限情報及び前記離脱制限情報に基づいて前記第1の教示点と前記第2の教示点との間に前記教示点を追加する追加部と、
を備えることを特徴とするロボットシステム。 - 請求項8に記載のロボットシステムにおいて、
前記追加部は、
前記第1の教示点についての前記離脱制限情報に基づいて、前記第1の教示点と前記第2の教示点との間に第3の教示点を追加し、かつ前記第2の教示点についての前記接近制限情報に基づいて、前記第3の教示点と前記第2の教示点との間に第4の教示点を追加する
ことを特徴とするロボットシステム。 - 請求項9に記載のロボットシステムにおいて、
前記接近制限情報は、前記各教示点へ前記エンドエフェクターを接近させる方向を限定する情報であり、
前記離脱制限情報は、前記各教示点から前記エンドエフェクターを離脱させる方向を限定する情報であり、
前記追加部は、前記第1の教示点を前記離脱制限情報の示す方向に所定量だけ移動させた位置を前記第3の教示点の位置とし、前記第2の教示点を前記接近制限情報の示す方向に所定量だけ移動させた位置に前記第4の教示点を追加する
ことを特徴とするロボットシステム。 - 請求項8から10のいずれか一項に記載のロボットシステムにおいて、
前記第1の教示点及び前記第2の教示点の位置と、前記障害物の形状とに基づいて、前記接近制限情報及び前記離脱制限情報を生成する制限情報生成部を備え、
前記記憶部は、前記生成された接近制限情報及び前記生成された離脱制限情報を記憶する
ことを特徴とするロボットシステム。 - 複数のリンク及びジョイントを有するアーム先端に設けられたエンドエフェクターが複数の教示点に沿って移動するように前記アームを移動させる動作制御部と、
前記複数の教示点を構成する各教示点の情報であって、前記教示点の位置情報と、前記エンドエフェクターを前記教示点へ接近させる際の制限情報である接近制限情報と、前記エンドエフェクターを前記教示点から離脱させる際の制限情報である離脱制限情報と、障害物の位置情報を取得する取得部と、
前記複数の教示点の位置情報と前記障害物の位置情報とに基づいて、前記エンドエフェクターを前記複数の教示点に沿って移動させたときに、前記複数の教示点のうちの第1の教示点と前記第1の教示点の次に前記エンドエフェクターが通過する第2の教示点との間で、前記アーム又は前記エンドエフェクターと前記障害物とが干渉するか否かを判定する第2の判定部と、
前記第1の教示点と前記第2の教示点との間で、前記アーム又は前記エンドエフェクターと前記障害物とが干渉すると判定された場合に、前記接近制限情報及び前記離脱制限情報に基づいて前記第1の教示点と前記第2の教示点との間に前記教示点を追加する追加部と、
を備えることを特徴とするロボット制御装置。 - 複数のリンク及びジョイントを有するアーム先端に設けられたエンドエフェクターが複数の教示点に沿って移動するように前記アームを移動させるステップと、
前記複数の教示点の位置情報と、障害物の位置情報とを取得するステップと、
前記複数の教示点の位置情報と前記障害物の位置情報とに基づいて、前記エンドエフェクターを前記複数の教示点に沿って移動させたときに、前記複数の教示点のうちの第1の教示点と前記第1の教示点の次に前記エンドエフェクターが通過する第2の教示点との間で、前記アーム又は前記エンドエフェクターと前記障害物とが干渉するか否かを判定するステップと、
前記第1の教示点と前記第2の教示点との間で、前記アーム又は前記エンドエフェクターと前記障害物とが干渉すると判定された場合に、前記エンドエフェクターを前記教示点へ接近させる際の制限情報である接近制限情報であって、前記第2の教示点についての接近制限情報を取得し、かつ前記エンドエフェクターを前記教示点から離脱させる際の制限情報である離脱制限情報であって、前記第1の教示点についての離脱制限情報を取得するステップと、
前記第1の教示点についての離脱制限情報に基づいて前記第1の教示点と前記第2の教示点との間に第3の教示点を追加するステップと、
前記第2の教示点についての接近制限情報に基づいて前記第3の教示点と前記第2の教示点との間に第4の教示点を追加するステップと、
を備えることを特徴とするロボット制御方法。 - 複数のリンク及びジョイントを有するアーム先端に設けられたエンドエフェクターが複数の教示点に沿って移動するように前記アームを移動させるステップと、
前記複数の教示点の位置情報と、障害物の位置情報とを取得するステップと、
前記複数の教示点の位置情報と前記障害物の位置情報とに基づいて、前記エンドエフェクターを前記複数の教示点に沿って移動させたときに、前記複数の教示点のうちの第1の教示点と前記第1の教示点の次に前記エンドエフェクターが通過する第2の教示点との間で、前記アーム又は前記エンドエフェクターと前記障害物とが干渉するか否かを判定するステップと、
前記第1の教示点と前記第2の教示点との間で、前記アーム又は前記エンドエフェクターと前記障害物とが干渉すると判定された場合に、前記エンドエフェクターを前記教示点へ接近させる際の制限情報である接近制限情報であって、前記第2の教示点についての接近制限情報を取得し、かつ前記エンドエフェクターを前記教示点から離脱させる際の制限情報である離脱制限情報であって、前記第1の教示点についての離脱制限情報を取得するステップと、
前記第1の教示点についての離脱制限情報に基づいて前記第1の教示点と前記第2の教示点との間に第3の教示点を追加するステップと、
前記第2の教示点についての接近制限情報に基づいて前記第3の教示点と前記第2の教示点との間に第4の教示点を追加するステップと、
を演算装置に実行させることを特徴とするロボット制御プログラム。
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