JP2023075882A - 多軸ロボットアームのスマート障害物回避方法 - Google Patents
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Abstract
Description
多軸ロボットアームの作業姿勢及び制御変量等のデータを含むデータベースの作成工程Aと、
工程Aの前記データベースに基づいて実行可能な複数の障害物回避姿勢を算出し、この工程の後に工程Dを実行する障害物回避姿勢を探す工程Bと、
各軸制御ロボットアームの動作の関連パラメータを設定し、この工程の後に工程Bと共に工程Dを実行するパラメータ設定工程Cと、
工程Bで算出した複数の前記障害物回避路線に基づいて、且つ前記パラメータ設定中の各軸制御ロボットアームの動作のパラメータにより、前記最適な障害物回避姿勢を算出する最適な障害物回避姿勢を探す工程Dと、を含む。
ロボットアームに採用する姿勢を予めデータベースに保存し、ロボットアームの動作時に運動中に衝突が発生するかどうか高速に評価し、衝突が発生すると評価した場合、各障害物の回避姿勢を判断し、且つ最適な障害物回避姿勢により最も理想的な方式で障害物を回避する。
ロボットアームモデルを過酷な条件でモデル化し、ロボットアームと障害物との間に十分な緩衝空間を有するようにする。ロボットアームは各作業範囲内に各種の作業姿勢を有し、これらをサンプリング点として標記する。各サンプリング点には各自の評価座標を有し、複数の評価座標により評価座標とロボットアームの作業姿勢との相対関係を構築する。移動経路上でのロボットアームの作業姿勢の制御変量を取得し、この制御変量は制御器により直接設定するか、既知の作業姿勢から、逆運動学に基づいて各軸がそれぞれ対応する制御変量を算出する。ロボットアームの作業範囲内の空間の座標を部分的に前記ロボットアームが占領するかどうか判断し、占領されると判断した場合は障害物に接触することを示し、反対であれば、障害物に接触しないことを示す。以上のデータを予め作成し、後続の障害物の回避に使用する。
下記方程式に基づく。
Min(Xi new-Xi)2s.t.O(Xi new)≦OT...(1)
障害物回避姿勢を取得し、Xi newは障害物回避姿勢が対応する制御変量であり、制御変量Xiは、例えば、各関節が各モーターにより制御される改変量でもよく、OTは障害物に接触するかどうかを評価するための閾値でもよい。OT値が小さいほど、ロボットアームと障害物との間の距離が離れており、ロボットアームが障害物に接触する確率が低くなる。最小制御変量Xiの改変量及び閾値OTの大きさにより、ロボットアームが障害物を回避する姿勢を推定する。
各軸制御ロボットアームの動作のパラメータを順番に設定する。設定するパラメータは、例えば、各軸モーターの回転速度、減速機の減速比、速度%、加減速の時間等であり、これらのパラメータ設定により、各軸の動作に必要な時間を取得する。
前述の障害物回避姿勢に基づいて、複数の実行可能な障害物回避路線を取得し、パラメータ設定により各軸の運転速度を取得し、各障害物回避路線の動作に必要な時間を割り出し、最短時間の障害物回避路線を最適な障害物回避姿勢とする。
S102 障害物回避姿勢を探す
S103 パラメータ設定
S104 最適な障害物回避姿勢を探す
a 障害物
b 障害物回避経路b
c 障害物回避経路c
Claims (5)
- 特に障害物回避方法を指す多軸ロボットアームのスマート障害物回避方法であって、
多軸ロボットアームの作業姿勢及び制御変量等のデータを含むデータベースの作成工程Aと、
工程Aの前記データベースに基づいて実行可能な複数の障害物回避姿勢を算出し、この工程の後に工程Dを実行する障害物回避姿勢を探す工程Bと、
各軸制御ロボットアームの動作の関連パラメータを設定し、この工程の後に工程Bと共に工程Dを実行するパラメータ設定工程Cと、
工程Bで算出した複数の前記障害物回避路線に基づいて、且つ前記パラメータ設定中の各軸制御ロボットアームの動作のパラメータにより、前記最適な障害物回避姿勢を算出する最適な障害物回避姿勢を探す工程Dと、を含むことを特徴とする多軸ロボットアームのスマート障害物回避方法。 - 各作業範囲内でのロボットアームの異なる前記作業姿勢をサンプリング点として標記し、各サンプリング点が全て各自の評価座標を有し、複数の評価座標により、評価座標とロボットアームの前記作業姿勢との相対関係を構築することを特徴とする請求項1に記載の多軸ロボットアームのスマート障害物回避方法。
- 工程Aにおいて、前記制御変量は制御器により直接設定するか、または既知の前記作業姿勢から、逆運動学に基づいて各軸がそれぞれ対応する制御変量を算出することを特徴とする請求項1に記載の多軸ロボットアームのスマート障害物回避方法。
- 工程Cのパラメータ設定において、ロボットアームの各軸モーターの回転速度、減速機の減速比、速度%、及び加減速の時間等のパラメータ設定を含むことを特徴とする請求項1に記載の多軸ロボットアームのスマート障害物回避方法。
- 前記最適な障害物回避姿勢は動作時間が最少となる障害物回避姿勢であることを特徴とする請求項1に記載の多軸ロボットアームのスマート障害物回避方法。
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