JP2020049554A - 軌道生成方法、軌道生成装置、およびロボットシステム - Google Patents
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Abstract
Description
上記実施形態1では、主に、教示点へ到達する順番の制約を逸脱せず、ロボットアーム同士の干渉および、ロボットアームと障害物との干渉を回避可能な軌道を生成する最適化技術について説明した。本実施形態2では、複数のロボットアームが、教示点へ到達する順番の制約を逸脱せず、ロボットアーム同士の干渉および、ロボットアームと障害物との干渉を回避しながら最短で動作させる軌道を生成することを目的とする。
実施形態1、2では、主に2ロボットアーム構成における軌道生成、ないしその最適化制御を説明した。本実施形態3のロボットシステムでは、ロボットアームA、Bに加え、さらに、ロボットアームCが作業空間に配置されている構成を例示する。本実施形態の目的は、もちろん、これらロボットアーム同士およびロボットアームと障害物とが干渉せずにそれぞれの教示点を経由して動作させる軌道を生成することにある。その場合、本実施形態では、ロボットアームA、ロボットアームB、ロボットアームCの動作について、ロボットアームBが教示点PB2に到達するより前に、ロボットアームAが教示点PA2に到達する制約条件が採用される。
ここで、上記の各実施形態により、生成されたロボット軌道によって制御される複数アームのロボットシステムの具体的な構成例や、このロボットシステムを生産システムに適用した場合の構成などにつき示しておく。
Claims (29)
- 開始教示点および目標教示点の間でロボットアームを動作させる軌道を生成する軌道生成方法において、
制御装置が、前記開始教示点と前記目標教示点との間に生成された軌道で前記ロボットアームの動作を評価し、軌道の評価値を算出する評価工程と、
前記制御装置が、前記評価値の良好な軌道を選択する選択工程と、
前記制御装置が、前記選択工程で選択された軌道中の位置と、その位置で前記ロボットアームを待機させる待機時間と、を変更して新たな軌道を生成し、前記新たな軌道に対して前記評価工程と、前記選択工程と、を繰り返すことにより軌道を更新する更新工程と、を有する軌道生成方法。 - 請求項1に記載の軌道生成方法において、前記評価工程で、前記の新たな軌道でロボットアームを動作させた際の、前記ロボットアームと他の物体の干渉量を前記評価値として生成し、前記更新工程では、前記干渉量が小さくなる方向に、前記軌道中の位置と、前記待機時間とを変更する軌道生成方法。
- 請求項2に記載の軌道生成方法において、前記干渉量は、前記ロボットアームと前記他の物体とが同一の空間を占める干渉時間、または干渉距離である軌道生成方法。
- 請求項1から3のいずれか1項に記載の軌道生成方法において、前記評価値が、所定の基準を満たす場合に、前記更新工程を打ち切る軌道生成方法。
- 請求項1から3のいずれか1項に記載の軌道生成方法において、前記更新工程の繰り返し実行の回数が所定回数に達した場合、または、軌道の評価値が連続して変化しない回数が所定回数に達した場合、前記更新工程を打ち切る軌道生成方法。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の軌道生成方法において、前記評価工程で評価される軌道の生成では、前記開始教示点、前記目標教示点、これら教示点の間に配置した中間点と、に基づき、曲線補間により前記ロボットアームの所定部位を通過させる経路を生成し、最短時間制御を用いて前記経路を通過する速度を決定する軌道生成方法。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の軌道生成方法において、前記評価工程で評価される軌道の生成では、前記ロボットアームに関する関節トルク制約、関節角速度制約、関節角加速度制約、ジャーク制約、手先速度制約、ないし手先加速度制約のうちいずれか1つまたは複数の制約を満足する軌道が生成される軌道生成方法。
- 請求項1から7のいずれか1項に記載の軌道生成方法において、前記評価工程において、前記ロボットアームが教示点により規定された全ての動作が終了するまでの所要時間を前記評価値として生成し、前記更新工程では、前記所要時間が短かくなる方向に前記軌道中の位置と前記待機時間とを変更する軌道生成方法。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載の軌道生成方法において、前記更新工程の繰り返し実行の回数が増加するに従い、前記軌道中の位置と前記待機時間とを変更する変化量を小さくする軌道生成方法。
- 前記制御装置を構成するコンピュータに読み込ませることにより、前記コンピュータによって請求項1から9のいずれか1項に記載の軌道生成方法の各工程を実行させるための制御プログラム。
- 請求項10に記載の制御プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 開始教示点および目標教示点の間でロボットアームを動作させる軌道を生成する軌道生成装置において、
制御装置が、前記開始教示点と前記目標教示点との間に生成された軌道で前記ロボットアームの動作を評価し、軌道の評価値を算出する評価工程と、
前記制御装置が、前記評価値の良好な軌道を選択する選択工程と、
前記制御装置が、前記選択工程で選択された軌道中の位置と、その位置で前記ロボットアームを待機させる待機時間と、を変更して新たな軌道を生成し、前記新たな軌道に対して前記評価工程と、前記選択工程と、を繰り返すことにより軌道を更新する更新工程と、を実行する制御装置を備えた軌道生成装置。 - 請求項12に記載の軌道生成装置と、この軌道生成装置が生成した軌道によってそれぞれ動作する前記ロボットアームと、を含む、ロボットシステム。
- 請求項13に記載のロボットシステムの前記軌道生成装置が生成した軌道によってそれぞれ動作するロボットアームによって物品を製造する物品の製造方法。
- 複数のロボットアームを、それぞれ教示点の間で動作させる軌道を生成する軌道生成方法において、
制御装置が、前記教示点の間に配置された第1の中間点群と、前記第1の中間点群を構成する中間点の少なくとも一つの位置において、前記ロボットアームを待機させるための待機時間を含む第1の待機時間群と、の初期値を生成する初期化工程と、
前記制御装置が、前記第1の中間点群を構成する中間点の位置と、前記第1の待機時間群を構成する待機時間と、に変位を与えて、第2の中間点群、およびこの第2の中間点群に対応する第2の待機時間群のセットを複数セット、生成する生成工程と、
前記制御装置が、前記複数セットの第2の中間点群、およびこの第2の中間点群に対応する第2の待機時間群に基づき、複数の前記ロボットアームをそれぞれ模擬した複数のロボットアームモデルを仮想空間で動作させる軌道をそれぞれ作成する軌道作成工程と、
前記制御装置が、前記軌道作成工程により作成された複数の軌道に対する評価値を生成する評価工程と、
前記評価値の高い軌道を、新たな第1の中間点群、および第1の待機時間群として選択する選択工程と、
前記制御装置が、前記選択工程で選択された、前記新たな第1の中間点群および第1の待機時間群に対して、前記生成工程と、前記軌道作成工程と、前記評価工程と、を繰り返し実行する試行工程と、
前記制御装置が、前記試行工程において、所定の打ち切り条件が成立した場合に、前記試行工程を打ち切り、前記の新たな第1の中間点群、および第1の待機時間群を用いて複数の前記ロボットアームを動作させる軌道を生成する軌道生成工程と、を含む軌道生成方法。 - 請求項15記載の軌道生成方法において、前記評価工程で、前記複数セットの第2の中間点群、および対応する第2の待機時間群から生成した軌道で複数のロボットアームモデルを仮想空間で動作させた際の、複数の前記ロボットアームモデルの相互の干渉量、または、前記ロボットアームモデルのいずれか1つと前記ロボットアームモデルの動作する空間に配置された障害物モデルとの干渉量を前記評価値として生成し、前記試行工程では、複数の前記ロボットアームモデルの相互の干渉量、または前記ロボットアームモデルと前記障害物モデルとの干渉量が小さくなる方向に、前記第1の中間点群の中間点の各々、および前記第1の待機時間群の待機時間の各々に変位が与えられる軌道生成方法。
- 請求項16に記載の軌道生成方法において、前記干渉量は、複数の前記ロボットアームモデル同士、または、前記ロボットアームモデルおよび前記障害物モデルが、同一の空間を占める干渉時間、または干渉距離である軌道生成方法。
- 請求項15から17のいずれか1項に記載の軌道生成方法において、前記試行工程で、前記複数セットの第2の中間点群、およびこの第2の中間点群に対応する第2の待機時間群から前記軌道作成工程により作成された複数の軌道の評価値のうち最も良好な評価値が、所定の基準を満たす場合に、前記所定の打ち切り条件が成立する軌道生成方法。
- 請求項15から17のいずれか1項に記載の軌道生成方法において、前記試行工程の繰り返し実行の回数が所定回数に達した場合、または、前記試行工程で、前記複数セットの第2の中間点群、およびこの第2の中間点群に対応する第2の待機時間群から前記軌道作成工程により作成された複数の軌道の評価値のうち最も良好な評価値が連続して変化しない回数が所定回数に達した場合、前記所定の打ち切り条件が成立する軌道生成方法。
- 請求項15から19のいずれか1項に記載の軌道生成方法において、前記軌道作成工程における軌道作成では、前記教示点、および第2の中間点群から曲線補間により前記ロボットアームモデルの所定部位を通過させる経路を生成し、最短時間制御を用いて前記経路を通過する速度を決定する軌道生成方法。
- 請求項15から20のいずれか1項に記載の軌道生成方法において、前記軌道作成工程で、前記第2の中間点群に基づき、前記ロボットアームに関する関節トルク制約、関節角速度制約、関節角加速度制約、ジャーク制約、手先速度制約、ないし手先加速度制約のうちいずれか1つまたは複数の制約を満足する軌道が作成される軌道生成方法。
- 請求項15から21のいずれか1項に記載の軌道生成方法において、前記評価工程において、複数の前記ロボットアームモデルが教示点により規定された全ての動作が終了するまでの所要時間を前記評価値として生成し、前記試行工程では、前記所要時間が短かくなる方向に、前記第1の中間点群の中間点の各々、および前記第1の待機時間群の待機時間の各々に変位が与えられる軌道生成方法。
- 請求項15から22のいずれか1項に記載の軌道生成方法において、前記初期化工程と、前記生成工程、前記軌道作成工程、および前記評価工程を実行する試行工程を複数パス、用意し、各パスの評価工程では、それぞれ相互に異なる評価値を生成し、複数パスの評価工程では、それぞれ異なる評価値を用いて、評価工程の打ち切り条件を満たす前記第1の待機時間群、および第1の中間点群を、後続のパスの初期化工程で前記第1の待機時間群、および第1の中間点群の初期値として用い、最後のパスの評価工程の打ち切り条件を満たす第1の待機時間群、および第1の中間点群を用いて軌道を生成する軌道生成方法。
- 請求項15から23のいずれか1項に記載の軌道生成方法において、前記試行工程の繰り返し実行の回数が増加するに従い、前記第1の中間点群の中間点の各々、および前記第1の待機時間群の待機時間の各々に与えられる変位の量を小さくする軌道生成方法。
- 前記制御装置を構成するコンピュータに読み込ませることにより、前記コンピュータによって請求項1から9のいずれか1項に記載の軌道生成方法の各工程を実行させるための制御プログラム。
- 請求項25に記載の制御プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 複数のロボットアームを、それぞれ教示点の間で動作させる軌道を生成する軌道生成装置において、
前記教示点の間に配置された第1の中間点群と、前記第1の中間点群を構成する中間点の各々の位置において、前記ロボットアームを待機させるための待機時間を含む第1の待機時間群と、の初期値を生成する初期化工程と、
前記第1の中間点群を構成する中間点と、前記第1の待機時間群を構成する待機時間と、に変位を与えて、第2の中間点群、およびこの第2の中間点群に対応する第2の待機時間群のセットを複数セット、生成する生成工程と、
前記複数セットの第2の中間点群、およびこの第2の中間点群に対応する第2の待機時間群に基づき、複数の前記ロボットアームをそれぞれ模擬した複数のロボットアームモデルを仮想空間で動作させる軌道をそれぞれ作成する軌道作成工程と、
前記軌道作成工程により作成された複数の軌道に対する評価値を生成する評価工程と、
前記評価値の高い軌道を、新たな第1の中間点群、および第1の待機時間群として選択する選択工程と、
前記選択工程で選択された、前記新たな第1の中間点群および第1の待機時間群に対して、前記生成工程と、前記軌道作成工程と、前記評価工程と、を繰り返し実行する試行工程と、
前記試行工程において、所定の打ち切り条件が成立した場合に、前記試行工程を打ち切り、前記の新たな第1の中間点群、および第1の待機時間群を用いて複数の前記ロボットアームを動作させる軌道を生成する軌道生成工程と、を実行する制御装置を備えた軌道生成装置。 - 請求項27に記載の軌道生成装置と、この軌道生成装置が生成した軌道によってそれぞれ動作する複数の前記ロボットアームと、を含む、ロボットシステム。
- 請求項28に記載のロボットシステムの前記軌道生成装置が生成した軌道によってそれぞれ動作する複数のロボットアームによって物品を製造する物品の製造方法。
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US16/257,748 US11458626B2 (en) | 2018-02-05 | 2019-01-25 | Trajectory generating method, and trajectory generating apparatus |
CN201910101556.2A CN110116405B (zh) | 2018-02-05 | 2019-02-01 | 轨迹生成方法和轨迹生成装置 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114851211A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-08-05 | 国网瑞嘉(天津)智能机器人有限公司 | 臂架轨迹的规划方法、装置、服务器及存储介质 |
US11717965B2 (en) | 2020-11-10 | 2023-08-08 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Determination of robot posture |
WO2023162300A1 (ja) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | 株式会社日立製作所 | 軌道計画装置及び軌道計画方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04201081A (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-22 | Honda Motor Co Ltd | ロボット制御装置 |
JPH10260714A (ja) * | 1997-03-21 | 1998-09-29 | Nissan Motor Co Ltd | ロボット干渉域設定プログラム作成方法 |
JP2001273022A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-10-05 | Nkk Corp | 制御装置及び制御方法 |
US20050273200A1 (en) * | 2004-06-08 | 2005-12-08 | Gerhard Hietmann | Process for protecting a robot from collisions |
US8700307B1 (en) * | 2013-03-04 | 2014-04-15 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Method for determining trajectories manipulators to avoid obstacles |
JP2015208811A (ja) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | ファナック株式会社 | 複数台のロボットのシミュレーション装置 |
WO2018092860A1 (ja) * | 2016-11-16 | 2018-05-24 | 三菱電機株式会社 | 干渉回避装置 |
JP2018144223A (ja) * | 2017-03-06 | 2018-09-20 | キヤノン株式会社 | 複数のロボットに動作を教示する教示方法、およびそれに用いる教示装置 |
-
2018
- 2018-09-21 JP JP2018178064A patent/JP7210201B2/ja active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04201081A (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-22 | Honda Motor Co Ltd | ロボット制御装置 |
JPH10260714A (ja) * | 1997-03-21 | 1998-09-29 | Nissan Motor Co Ltd | ロボット干渉域設定プログラム作成方法 |
JP2001273022A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-10-05 | Nkk Corp | 制御装置及び制御方法 |
US20050273200A1 (en) * | 2004-06-08 | 2005-12-08 | Gerhard Hietmann | Process for protecting a robot from collisions |
US8700307B1 (en) * | 2013-03-04 | 2014-04-15 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Method for determining trajectories manipulators to avoid obstacles |
JP2015208811A (ja) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | ファナック株式会社 | 複数台のロボットのシミュレーション装置 |
WO2018092860A1 (ja) * | 2016-11-16 | 2018-05-24 | 三菱電機株式会社 | 干渉回避装置 |
JP2018144223A (ja) * | 2017-03-06 | 2018-09-20 | キヤノン株式会社 | 複数のロボットに動作を教示する教示方法、およびそれに用いる教示装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11717965B2 (en) | 2020-11-10 | 2023-08-08 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Determination of robot posture |
WO2023162300A1 (ja) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | 株式会社日立製作所 | 軌道計画装置及び軌道計画方法 |
CN114851211A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-08-05 | 国网瑞嘉(天津)智能机器人有限公司 | 臂架轨迹的规划方法、装置、服务器及存储介质 |
CN114851211B (zh) * | 2022-07-07 | 2022-09-23 | 国网瑞嘉(天津)智能机器人有限公司 | 臂架轨迹的规划方法、装置、服务器及存储介质 |
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