JP2022500264A - ロボット連続経路のゼロティーチ - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2018年9月10日に提出された、タイトルを「ZERO TEACH FOR ROBOTIC CONTINUOUS PATH」とする米国特許仮出願第62/729179号の優先権の利益を請求するものである。
Claims (20)
- 連続経路に沿って操作を実行するようにロボットをプログラミングするシステムであって、
最適化アルゴリズムで構成されたメモリ及びプロセッサを有するコンピュータであって、前記最適化アルゴリズムは、設計経路及びプロセス機器特性モデルを含む入力を使用し、ロボットのツール中心の経路及び速度並びに対応するプロセス機器指令信号を含む目的関数を達成するためにロボット動作指令の反復計算を実行する、コンピュータと、
前記操作を実行するためのプロセス機器を備えた産業用ロボットと、
前記ロボット及び前記コンピュータと通信するとともに、プロセッサ及びメモリを有し、ロボット動作制御ソフトウェアで構成されたロボット制御装置と、
前記ロボット制御装置と通信するとともに、1つ又は複数のカメラ、位置追跡センサ及びディスプレイを有し、ARアプリケーションを実行するように構成されたプロセッサ及びメモリをさらに有する、拡張現実(AR)装置と、を備え、
前記ロボット制御装置は、前記コンピュータから前記ロボット動作指令及び前記対応するプロセス機器指令信号を受信して、予行演習処理を実行するように前記ロボットに命令し、
前記ARアプリケーションは、ワークに重ね表示された前記操作のシミュレーション出力とともに、前記ロボットの前記予行演習処理を表示する、システム。 - 前記AR装置は、操作者が装着するヘッドセット装置であるか、又は前記操作者に保持されるスマートフォン、タブレット計算装置若しくはロボットティーチペンダントである、請求項1に記載のシステム。
- 前記設計経路は、CADシステムからのデータによって定義される、請求項1に記載のシステム。
- 前記プロセス機器特性モデルは、入力レベル信号の関数としての物理出力量と、オン/オフイベント信号及び入力レベル信号の変更を受信した後に発生する出力タイムラグとを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記ARアプリケーションは、前記ワークに重ね表示された前記操作のシミュレーション出力とともに、前記ロボットの前記予行演習処理を分割画面の一方に表示し、経路トレース及びツール中心の速度曲線を前記分割画面の他方に表示し、前記経路トレース及びツール中心の速度曲線は、前記ロボットのツール先端の動きに動機して移動するトレースポイントを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記最適化アルゴリズムは、逆運動学計算を使用して、前記設計経路に基づいて前記ロボット動作指令を計算し、経路ポイント及び経路セグメントを必要に応じて調整して前記目的関数を最小化する、請求項1に記載のシステム。
- 前記最適化アルゴリズムは、ツール姿勢の要件入力を受信し、前記目的関数内のツール姿勢を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記ARアプリケーションにより、AR作業者は前記ロボットのツール中心経路及び対応するプロセス機器指令信号を変更することができる、請求項1に記載のシステム。
- 前記操作は、前記ワークの前記連続経路に沿った材料ビードの分配であり、前記ARアプリケーションは、前記ロボットの分配チップが前記ワークに沿って移動するときに前記材料ビードのシミュレーション出力を表示する、請求項1に記載のシステム。
- 前記操作は、前記連続経路に沿った1つ又は複数のワークの溶接、前記連続経路に沿った前記ワークの切断、又は前記連続経路に追従することによる前記ワークのスプレー塗装である、請求項1に記載のシステム。
- 連続経路に沿って操作を実行するようにロボットをプログラミングする方法であって、
最適化アルゴリズムで構成されたメモリ及びプロセッサを有するコンピュータに対し、設計経路及びプロセス機器特性モデルを含む入力を行うことと、
前記入力を使用して前記最適化アルゴリズムを実行して、ロボットのツール中心の経路及び速度を含む目的関数を達成するためにロボット動作指令の反復計算を実行し、対応するプロセス機器指令信号を計算することと、
前記操作の予行演習を実行するためのプロセス機器を備えた前記ロボットを、前記コンピュータから受信した前記ロボット動作指令及び前記対応するプロセス機器指令信号に基づいて、ロボット制御装置によって操作することと、
前記操作の予行演習を、拡張現実(AR)装置で実行されるARアプリケーション内で表示して、ワークに重ね表示された前記操作のシミュレーション出力とともに、前記操作の予行演習を行う前記ロボットを表示することと、
を含む方法。 - 前記最適化アルゴリズムは、逆運動学計算を使用して、前記設計経路に基づいて前記ロボット動作指令を計算し、経路ポイント及び経路セグメントを必要に応じて調整して前記目的関数を最小化する、請求項11に記載の方法。
- 前記最適化アルゴリズムは、ツール姿勢の要件入力を受信し、前記目的関数内のツール姿勢を含む、請求項11に記載の方法。
- AR作業者が前記ARアプリケーションを用いて、前記ロボットのツール中心経路及び対応するプロセス機器指令信号を変更することをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記操作の予行演習の映像を、前記ARアプリケーションによるシミュレーション出力とともに記録し、前記映像の記録を前記AR作業者が視認し、前記変更を行うことをさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 前記AR装置は、操作者が装着するヘッドセット装置であるか、又は前記操作者に保持されるスマートフォン、タブレット計算装置若しくはロボットティーチペンダントである、請求項11に記載の方法。
- 前記プロセス機器特性モデルは、入力レベル信号の関数としての物理出力量と、オン/オフイベント信号及び入力レベル信号の変更を受信した後に発生する出力タイムラグとを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記操作は、前記ワークの前記連続経路に沿った材料ビードの分配であり、前記ARアプリケーションは、前記ロボットの分配チップが前記ワークに沿って移動するときに前記材料ビードのシミュレーション出力を表示する、請求項11に記載の方法。
- 前記操作は、前記連続経路に沿った1つ又は複数のワークの溶接、前記連続経路に沿った前記ワークの切断、又は前記連続経路に追従することによる前記ワークのスプレー塗装である、請求項11に記載の方法。
- 連続経路に沿って操作を実行するようにロボットをプログラミングする方法であって、
ツール経路の偏差及びツール先端速度の偏差を含む目的関数を最小化するためにロボット動作指令の反復最適化計算を実行することと、
前記ロボット動作指令及びプロセス機器指令信号をロボット制御装置に提供することと、
前記ロボット動作指令及び前記プロセス機器指令信号を用いて前記ロボットを操作することと、
拡張現実(AR)アプリケーションを用いて前記操作を表示して、ワークに重ね表示された前記操作のシミュレーション出力とともに、前記操作の予行演習を行う前記ロボットを表示することと、
を含む方法。
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