JP3357392B2 - Robot tool interference prevention device - Google Patents
Robot tool interference prevention deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、トーチ等のツールを装
着したロボットにおいて、教示中や自動運転中にこのツ
ールがロボットのアームと干渉(接触)して破損する等
する不具合を未然に防止する装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention prevents a tool equipped with a tool such as a torch from being damaged due to interference (contact) with a robot arm during teaching or automatic operation. To a device that
【0002】[0002]
【従来の技術】ロボットのアーム先端には作業種類に応
じて種々の形態のツールが装着される。そしてロボット
によってはアーム先端に枢着された関節を第5軸によっ
て上下に回転させ、かつ上記関節に装着されたツールを
第5軸に垂直な第6軸を回転中心にして回転させる、い
わゆる6軸の垂直多関節ロボットがある。ここで、上記
第5、第6軸の回転位置によってはツールとアームとが
干渉してしまい破損等の重大な事故を招く虞がある。2. Description of the Related Art Various types of tools are mounted on the distal end of a robot arm according to the type of work. In some robots, a joint pivotally attached to the tip of the arm is rotated up and down by a fifth axis, and a tool attached to the joint is rotated about a sixth axis perpendicular to the fifth axis. There is a vertical articulated robot with axes. Here, depending on the rotational positions of the fifth and sixth axes, the tool and the arm may interfere with each other and cause a serious accident such as breakage.
【0003】そこで、このような事故を未然に防止する
装置として、干渉が発生しないとされる第5、第6軸の
動作範囲の最大〜最小範囲を予め決定しておき、この動
作範囲内で上記各軸が駆動されるよう制御するものがあ
る。Therefore, as a device for preventing such accidents beforehand, the maximum to minimum ranges of the operating ranges of the fifth and sixth axes, which are assumed to cause no interference, are determined in advance. There is a type that controls each axis to be driven.
【0004】また、各回動軸(第1〜第6軸)の回転位
置を検出し、これら検出された回転位置に基づき逐次変
化するアームの3次元位置およびツールの3次元位置を
演算によって求め、これら演算結果に基づき3次元空間
における干渉を監視するものがある。Further, the rotational positions of the respective rotating axes (first to sixth axes) are detected, and the three-dimensional position of the arm and the three-dimensional position of the tool, which are sequentially changed based on the detected rotational positions, are obtained by calculation. Some monitors interference in a three-dimensional space based on the results of these calculations.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の技術
は、ロボットに装着する多種多様のツールごとに動作範
囲を予め決定する必要があり、手数がかかり、それに要
するコストの上昇を招来する等の不都合がある。しか
も、第5軸の角度に応じて第6軸の動作範囲(角度)が
異なってくることとなり、第5軸の角度に対応して第6
軸の角度範囲を定める複雑な式、表を作成する必要があ
る。このため、事実上、実施は困難となっている。However, in the former technique, it is necessary to determine an operation range in advance for each of various tools mounted on the robot, which is troublesome and increases the cost required. There are inconveniences. In addition, the operating range (angle) of the sixth axis varies depending on the angle of the fifth axis, and the sixth range corresponds to the angle of the fifth axis.
It is necessary to create complicated formulas and tables that define the angular range of the axis. This makes it practically difficult to implement.
【0006】一方、後者の技術によれば、所定のサンプ
リング時間内に第1軸〜第6軸の回転位置から3次元位
置を求める複雑な演算を行う必要がある。このため多大
な計算時間を要することとなり、事実上、リアルタイム
に演算を実行することが不可能となっている。On the other hand, according to the latter technique, it is necessary to perform a complicated calculation for obtaining a three-dimensional position from the rotational positions of the first to sixth axes within a predetermined sampling time. For this reason, a large amount of calculation time is required, and it is virtually impossible to execute the calculation in real time.
【0007】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、ロボットのアーム先端に装着されたツールが
アームと干渉してしまうことを、従来のものよりも簡単
な演算によって行うことによりコスト上昇を招来するこ
となくリアルタイムに監視することができるロボットの
ツール干渉防止装置を提供することをその目的としてい
る。[0007] The present invention has been made in view of such a situation, and increases the cost by performing a simpler operation than a conventional one to prevent a tool mounted on the end of a robot's arm from interfering with the arm. It is an object of the present invention to provide a tool interference prevention device for a robot that can monitor in real time without inducing.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】そこで、この発明では、
アーム先端に設けられたツール回動軸により前記アーム
先端に枢着されたツールを回動するようにしたロボット
における前記ツールと前記アームとの干渉を防止するロ
ボットのツール干渉防止装置において、前記アームの長
手方向の軸および前記ツール回動軸を座標軸とし、前記
アームの各部の寸法に基づき前記座標軸における座標位
置で示される干渉領域を設定するとともに、前記ツール
回動軸の現在の回転位置を検出し、この検出回転位置と
前記ツール各部の寸法とに基づき前記ツールの所定部位
の現在の位置を前記座標軸における座標位置として求
め、前記求めたツールの現在の座標位置が前記干渉領域
内の座標位置である場合に、前記ツールと前記アームと
が干渉していると判定し、該判定結果に応じて所定の処
理を行うようにしている。Accordingly, in the present invention,
In a robot tool interference preventing apparatus for preventing interference between the tool and the arm in a robot in which a tool pivotally attached to the arm tip is rotated by a tool rotation axis provided at the arm tip, The longitudinal axis of the tool and the tool rotation axis are coordinate axes, an interference area indicated by a coordinate position on the coordinate axis is set based on the dimensions of each part of the arm, and the current rotation position of the tool rotation axis is detected. Then, the current position of the predetermined part of the tool is obtained as a coordinate position on the coordinate axis based on the detected rotational position and the dimensions of each part of the tool, and the obtained current coordinate position of the tool is a coordinate position in the interference area. In the case of, it is determined that the tool and the arm interfere with each other, and a predetermined process is performed according to the determination result. That.
【0009】[0009]
【作用】かかる構成によれば、ロボットのアームの長手
方向の軸およびツール回動軸が座標軸とされ、アーム各
部の寸法に基づき干渉領域が設定される。ここで、アー
ムの長手方向の軸が座標軸とされているので、ロボット
各軸が駆動されたとしてもアーム各部の座標位置は変化
しない。したがって干渉領域各部の座標位置もロボット
各軸の変化に対して固定された位置となる。したがって
干渉領域を設定するための演算が簡単なものとなる。According to this configuration, the axis in the longitudinal direction of the robot arm and the tool rotation axis are coordinate axes, and the interference area is set based on the dimensions of each part of the arm. Here, since the axis in the longitudinal direction of the arm is set as the coordinate axis, the coordinate position of each part of the arm does not change even if each axis of the robot is driven. Therefore, the coordinate position of each part of the interference area is also a position fixed with respect to the change of each axis of the robot. Therefore, the calculation for setting the interference area is simplified.
【0010】一方、ツール回動軸の現在の回転位置が検
出され、この検出回転位置とツール各部の寸法と座標軸
とに基づきツールの所定部位の現在の座標位置が求めら
れる。ここで、ツール回動軸が座標軸であり、アームの
長手方向が座標軸となっているので、ツールの各部の座
標位置は、他のロボット各軸の回転位置によらずにツー
ル回動軸の回転位置のみで決定される。したがって、ツ
ールの所定部位の位置の演算が簡単なものとなる。この
ような簡単な演算なので、演算が短時間で済みツールの
現在の座標位置が干渉領域内の座標位置である場合に、
ツールとアームとが干渉していると判定する監視がリア
ルタイムで行われ、該判定結果に応じてロボットの動作
停止等の所定の処理が確実に行われる。On the other hand, the current rotational position of the tool rotation axis is detected, and the current coordinate position of a predetermined portion of the tool is obtained based on the detected rotational position, the dimensions of each part of the tool, and the coordinate axes. Here, since the tool rotation axis is a coordinate axis, and the longitudinal direction of the arm is a coordinate axis, the coordinate position of each part of the tool is determined by the rotation of the tool rotation axis regardless of the rotation positions of the other robot axes. Determined by location only. Therefore, the calculation of the position of the predetermined part of the tool becomes simple. With such a simple calculation, the calculation is completed in a short time, and when the current coordinate position of the tool is a coordinate position in the interference area,
Monitoring to determine that the tool and the arm are interfering is performed in real time, and predetermined processing such as stopping the operation of the robot is reliably performed according to the determination result.
【0011】[0011]
【実施例】以下、図面を参照してロボットのツール干渉
防止装置の実施例について説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a robot tool interference preventing apparatus according to the present invention;
【0012】さて、図1は実施例に適用される6軸の垂
直多関節ロボットRBの構成を示している。FIG. 1 shows the configuration of a six-axis vertical articulated robot RB applied to the embodiment.
【0013】同図に示すようにロボットRBの第1軸1
は床に配設された旋回ベース7の上部の旋回ボディ8を
水平方向に回動するものであり、その軸角度はθ1 で表
せられる。第2軸2は旋回ボディ8の上部に枢着された
第1アーム9を前後方向に回動するものであり、その軸
角度はθ2 で表せられる。第3軸3は第1アーム9先端
に枢着された関節3aを上下方向に回動するものであ
り、その軸角度はθ3 で表される。第4軸4は関節3a
に装着された第2アーム10を該第2アーム10の長手
方向中心軸Cを回動中心にして回動するものであり、そ
の軸角度はθ4 で表される。第5軸5は第2アーム10
の先端に枢着された関節6aを上下A、B方向に回動す
るものであり、その軸角度はθ5 で表される。第6軸6
は関節6aに装着されたツールTLを第5軸5に垂直な
第6軸6を回動中心にして回動するものであり、その軸
角度はθ6 で表される。As shown in FIG. 1, the first axis 1 of the robot RB
Is for horizontally rotating the revolving body 8 above the revolving base 7 arranged on the floor, and the axis angle thereof can be represented by θ1. The second shaft 2 rotates a first arm 9 pivotally mounted on the upper part of the revolving body 8 in the front-rear direction, and its axis angle is represented by θ2. The third shaft 3 pivots the joint 3a pivotally attached to the tip of the first arm 9 in the vertical direction, and its axis angle is represented by θ3. 4th axis 4 is joint 3a
Is rotated about the longitudinal center axis C of the second arm 10 as a rotation center, and the axis angle thereof is represented by θ4. The fifth shaft 5 is the second arm 10
The joint 6a pivotally attached to the tip of the shaft is rotated in the up and down directions A and B, and its axial angle is represented by θ5. 6th axis 6
Turns the tool TL mounted on the joint 6a around a sixth axis 6 perpendicular to the fifth axis 5, and its axis angle is represented by θ6.
【0014】ロボットRBの各軸1〜6の回転角度θ1
〜θ6 は、図示せぬエンコーダによって検出され、検出
信号は図示せぬコントローラに出力される。このコント
ローラは、検出角度θ1 〜θ6 に基づき各軸1〜6が駆
動制御する。また、このコントローラは検出角度θ5 、
θ6 に基づき図5に示す干渉防止処理を実行する。かか
る干渉防止処理に当たりロボットRBの第2アーム10
とツールTLとの間の幾何学的関係が図1〜図4に示す
ように設定される。The rotation angle θ1 of each axis 1 to 6 of the robot RB
To θ6 are detected by an encoder (not shown), and a detection signal is output to a controller (not shown). In this controller, the axes 1 to 6 are drive-controlled based on the detected angles θ1 to θ6. In addition, this controller uses the detection angle θ5,
The interference prevention processing shown in FIG. 5 is executed based on θ6. In such interference prevention processing, the second arm 10 of the robot RB is used.
The geometric relationship between the tool and the tool TL is set as shown in FIGS.
【0015】・座標系の設定 図3は図1に示す第2アーム10とツールTLとの幾何
学的関係を斜視図にて示すものであり、まず直交3次元
座標系XーYーZのうちZ軸が第2アーム10の長手方
向中心軸C、つまり第4軸4と同軸のものとして設定さ
れる。そして、Y軸が第5軸5と同軸のものとして設定
される。さらにX軸が、これらY軸、Z軸に垂直な軸と
して設定される。 ・ツール上の干渉点、ツールパラメータの設定 つぎにツールTL上の所定の点(以下「干渉点」とい
う)P1 、P2 が選択される。たとえば図2に示すよう
に干渉点P1 、P2 をツールTL上の2つの頂点として
選択したものとする。ついで、これら干渉点P1 、P2
と第5軸5との距離がツールパラメータとして求められ
る。いま、ツールTLが、同図2に示すように干渉点P
1 、P2 のY軸上の座標位置がゼロとなるような姿勢と
なっているとき、第5軸5と干渉点P1 との距離はZ軸
上においてTz であり、第5軸5と干渉点P2 との距離
はX軸上においてTx であるから、これらTx 、Tz が
ツールパラメータとされる。ちなみにY軸上におけるツ
ールパラメータTy は実施例ではゼロとなっている。な
お、この実施例では干渉点を2点に設定しているが、1
点でもよく、また3点以上設定する実施も可能である。Setting of Coordinate System FIG. 3 is a perspective view showing the geometric relationship between the second arm 10 and the tool TL shown in FIG. 1, and firstly, of the orthogonal three-dimensional coordinate system XYZ. The Z axis is set to be coaxial with the longitudinal center axis C of the second arm 10, that is, the fourth axis 4. Then, the Y axis is set to be coaxial with the fifth axis 5. Further, the X axis is set as an axis perpendicular to these Y axis and Z axis. Setting of interference points and tool parameters on the tool Next, predetermined points (hereinafter, referred to as "interference points") P1 and P2 on the tool TL are selected. For example, it is assumed that the interference points P1 and P2 are selected as two vertices on the tool TL as shown in FIG. Next, these interference points P1, P2
And the distance between the fifth axis 5 and the fifth axis 5 are obtained as tool parameters. Now, as shown in FIG.
1, when the posture of P2 is such that the coordinate position on the Y axis becomes zero, the distance between the fifth axis 5 and the interference point P1 is Tz on the Z axis, and the fifth axis 5 and the interference point Since the distance from P2 is Tx on the X axis, these Tx and Tz are used as tool parameters. Incidentally, the tool parameter Ty on the Y axis is zero in the embodiment. In this embodiment, two interference points are set.
The number of points may be set, and three or more points may be set.
【0016】・干渉領域の設定 つぎに図4の斜視図に示すように第2アーム10がモデ
ル化される。すなわち、第2アーム10の長手方向に渡
り、その断面の厚さT、幅Wが一定のものであると単純
化される。そして第2アーム先端部のアール部分10a
は第5軸5からの距離が一定値(r)となっているもの
と仮定される(XーZ平面においてアール部分10aは
半円形状となっている)。Setting of Interference Area Next, as shown in the perspective view of FIG. 4, the second arm 10 is modeled. That is, the second arm 10 is simplified if the thickness T and the width W of the cross section thereof are constant over the longitudinal direction. And the round part 10a at the tip of the second arm
Is assumed to have a constant value (r) from the fifth axis 5 (the radius portion 10a is semicircular in the XZ plane).
【0017】ついで、このモデル化された第2アーム1
0に関するデータT、W、r等に基づいてツールTL上
の干渉点P1 、P2 がその内部に入ったならば干渉する
虞があるであろうと考えられる干渉領域Vが第2アーム
10よりも大きい範囲の領域(一点鎖線参照)として設
定される。干渉領域Vが第2アーム10と同じ範囲であ
れば、干渉点P1 、P2 が領域Vに入ったときにはすで
に干渉してしまった後だからである。しかし、実施例で
は説明の便宜のため領域Vは第2アーム10であると仮
定して説明する。このようにロボットRBの第2アーム
10の長手方向の軸Cおよび第5軸5が座標軸Z、Yと
され、アーム10各部の寸法データT等に基づき干渉領
域Vが設定される。したがって、ロボット各軸θ1 〜θ
4 が駆動されたとしてもアーム10の各部の3次元座標
位置(X、Y、Z)は変化しないこととなり、干渉領域
V内部の座標位置(X、Y、Z)もロボット各軸の変化
に対して固定された座標位置となる。したがって干渉領
域V(X、Y、Z)はロボット各軸の回転位置θ1〜θ4
によらずにアーム10の寸法T等のみにより簡単に演
算できるのがわかる。Next, the modeled second arm 1
Based on the data T, W, r, etc. regarding 0, the interference area V, which is considered to be likely to interfere if the interference points P1, P2 on the tool TL enter the interior, is larger than the second arm 10. The area is set as a range area (see a dashed line). This is because if the interference area V is in the same range as the second arm 10, the interference points P1 and P2 have already interfered when entering the area V. However, in the embodiment, for convenience of explanation, the description will be made on the assumption that the region V is the second arm 10. In this way, the longitudinal axis C and the fifth axis 5 of the second arm 10 of the robot RB are set as the coordinate axes Z and Y, and the interference area V is set based on the dimension data T of each part of the arm 10 and the like. Therefore, each robot axis θ1 to θ
Even if 4 is driven, the three-dimensional coordinate position (X, Y, Z) of each part of the arm 10 does not change, and the coordinate position (X, Y, Z) inside the interference area V also changes with each axis of the robot. The coordinate position is fixed. Therefore, the interference area V (X, Y, Z) is the rotational position θ1 to θ4 of each axis of the robot.
It can be seen that the calculation can be easily performed only by the dimension T of the arm 10 without depending on the above.
【0018】・干渉点の演算式の設定 いま、第5軸5の現在の回転位置θ5 が検出され、第6
軸6の回転位置θ6 が検出されたものとすると、これら
検出回転位置θ5 、θ6 と上記求められたツールパラメ
ータTx 、Ty 、Tx とに基づきツールTL上の干渉点
P1 、P2 の座標位置P1 (X1 、Y1 、Z1 )、P2
(X2 、Y2 、Z2 )は以下のような演算式(1)によ
り求められる。Setting of arithmetic expression of interference point Now, the current rotational position θ5 of the fifth shaft 5 is detected and the sixth
Assuming that the rotational position θ6 of the shaft 6 has been detected, the coordinate positions P1 (P1) of the interference points P1 and P2 on the tool TL based on the detected rotational positions θ5 and θ6 and the tool parameters Tx, Ty and Tx determined above. X1, Y1, Z1), P2
(X2, Y2, Z2) is obtained by the following arithmetic expression (1).
【0019】 [Xi ] [cosθ5 0 ーsinθ5 ][cosθ6 ーsinθ6 0] [Yi ]=[0 1 0 ][sinθ6 cosθ6 0] [Zi ] [sinθ5 0 cosθ5 ][0 1 0] [TX ] ×[TY ] (ただし、i=1、2) …(1) [TZ ] この(1)式から明かなように、第5軸5が座標軸Yで
あり、アーム10の長手方向軸Cが座標軸Zとなってい
るので、干渉点P1 、P2 の座標位置は、他のロボット
各軸の回転位置θ1 〜θ4 によらずに第5軸5の回転位
置θ5 およびこの第5軸5よりも先端の第6軸6の回転
位置θ6 のみで決定されているのがわかる。[Xi] [cos θ50-sin θ5] [cos θ6-sin θ60] [Yi] = [0 10] [sin θ6 cos θ60] [Zi] [sinθ50 cosθ5] [0110] × [TX] × [ TY] (where i = 1, 2) (1) [TZ] As is apparent from the equation (1), the fifth axis 5 is the coordinate axis Y, and the longitudinal axis C of the arm 10 is the same as the coordinate axis Z. Therefore, the coordinate positions of the interference points P1 and P2 are determined by the rotational position .theta.5 of the fifth shaft 5 and the sixth position at the tip of the fifth shaft 5 irrespective of the rotational positions .theta.1 to .theta.4 of the other robot axes. It can be seen that it is determined only by the rotational position θ6 of the shaft 6.
【0020】・干渉判定の基準の設定 つぎに、干渉点P1 、P2 が干渉領域Vに入った場合の
条件式、つまり干渉する虞があると判定するための条件
式が以下に示すように設定される。Setting of Criteria for Interference Judgment Next, the conditional expressions when the interference points P1 and P2 enter the interference region V, that is, the conditional expressions for determining that there is a possibility of interference are set as follows. Is done.
【0021】1)干渉点P1 、P2 がアーム先端に存在
している場合(Zi >0) この場合には下記(2)〜(4)式を同時に満足したと
きに「干渉する虞あり」と判定する。1) When the interference points P1 and P2 exist at the tip of the arm (Zi> 0). In this case, when the following equations (2) to (4) are simultaneously satisfied, there is a possibility that "interference may occur". judge.
【0022】Zi >0 …(2) |Yi |≦W/2 …(3) (Zi )2 +(Xi )2 ≦(W/2)2 …(4) 2)干渉点P1 、P2 がアーム中央に存在している場合
(Zi ≦0) この場合には下記(5)〜(7)式を同時に満足したと
きに「干渉する虞あり」と判定する。Zi> 0 (2) | Yi | ≤W / 2 (3) (Zi) 2+ (Xi) 2≤ (W / 2) 2 (4) 2) The interference points P1 and P2 are arms. In the case where it exists at the center (Zi ≦ 0) In this case, when the following expressions (5) to (7) are simultaneously satisfied, it is determined that “there is a possibility of interference”.
【0023】Zi ≦0 …(5) |Yi |≦W/2 …(6) |Xi |≦T/2 …(7) 以上のような各設定がなされたならば、これら各設定に
基づきロボットRBの稼働中に図5に示す処理がコント
ローラにて実行される。なお、ロボットRBの教示中に
この処理を実行してもよく、また自動運転中にこの処理
を実行してもよい。Zi ≦ 0 (5) | Yi | ≦ W / 2 (6) | Xi | ≦ T / 2 (7) If the above settings are made, the robot is set based on these settings. During the operation of the RB, the processing shown in FIG. 5 is executed by the controller. Note that this processing may be performed during the teaching of the robot RB, or may be performed during automatic driving.
【0024】まず、干渉点Pi (i=1、2)にうち、
最初に干渉点P1 の干渉を監視すべく、iの内容が1に
される(ステップ101)。つぎに上記(1)式を用い
て干渉点P1 につきその座標位置(X1 、Y1 、Z1 )
が演算される。ここで、この演算は検出角度θ5 、θ6
のみに基づく簡単な演算であるので、ロボットRBの補
間周期の時間内に余裕をもって実行することが可能であ
る(ステップ102)。First, among the interference points Pi (i = 1, 2),
First, the content of i is set to 1 to monitor the interference at the interference point P1 (step 101). Next, the coordinate position (X1, Y1, Z1) of the interference point P1 using the above equation (1).
Is calculated. Here, this calculation is based on the detection angles θ5, θ6
Since it is a simple calculation based only on the robot RB, it can be executed with a margin within the time of the interpolation cycle of the robot RB (step 102).
【0025】つぎに、演算された座標位置Y1 に上記
(3)、(6)式を適用して、干渉する虞があるか否か
を判定する。ここで、(3)、(6)式は1)のアーム
先端、2)のアーム中央の双方に共通する条件式である
ので、もしこの(3)、(6)式を満足しないならば
(ステップ103の判断NO)、ツールTLはアーム1
0と干渉する虞がないものと判定され、手順はステップ
106に移行される。ステップ106ではiの内容がす
べての干渉監視数n(=2)に達したか否かが判断され
る。干渉監視数nに達していれば(ステップ106の判
断YES)、処理を終了させる。この場合、再びiを1
にイニシャライズしてステップ101から再度実行させ
るようにしてもよい。Next, the above formulas (3) and (6) are applied to the calculated coordinate position Y1 to determine whether or not there is a risk of interference. Here, since the expressions (3) and (6) are conditional expressions common to both the arm tip of 1) and the center of the arm of 2), if these expressions (3) and (6) are not satisfied, The determination in step 103 is NO), and the tool TL is the arm 1
It is determined that there is no risk of interference with 0, and the procedure proceeds to step 106. In step 106, it is determined whether or not the content of i has reached all the interference monitoring numbers n (= 2). If the interference monitoring number n has been reached (determination YES in step 106), the process is terminated. In this case, i is again set to 1
May be initialized and executed again from step 101.
【0026】干渉監視数nに達していなければ(ステッ
プ106の判断NO)、残りの干渉点(P2 )につい
て、監視をすべく、つぎのステップ107においてiの
内容がインクリメントされ、手順は再びステップ102
に移行され、(1)式の演算がなされる。If the interference monitoring number n has not been reached (NO in step 106), the content of i is incremented in the next step 107 to monitor the remaining interference point (P2), and the procedure is repeated in step 107. 102
Then, the operation of equation (1) is performed.
【0027】ここで、干渉点P2 のY座標位置Y2 につ
き(3)、(6)式の条件が満足されたものとすると
(ステップ103の判断YES)、つぎに(2)、
(4)式が同時に満足されたか否かが判断される(ステ
ップ104)。ここで(2)、(4)式が同時には満足
されていないと判断されれば(ステップ104の判断N
O)、つぎに(5)、(7)式が同時に満足されたか否
かが判断される(ステップ105)。ここで(5)、
(7)式が同時に満足されたものと判断されれば(ステ
ップ105の判断YES)、図1に示すように干渉点P
2 が第2アーム10の中央部において干渉する場合であ
り、このままロボットRBが駆動されると危険であると
判断して、安全のためロボットRBの各軸を停止させる
処理が実行される(ステップ108)。一方、オペレー
タに警告を発すべく所定の表示器に、「干渉する虞あ
り」というエラーの内容が表示される(ステップ10
9)。Here, assuming that the conditions of equations (3) and (6) are satisfied for the Y coordinate position Y2 of the interference point P2 (determination YES in step 103), then (2),
It is determined whether the equation (4) is satisfied at the same time (step 104). If it is determined that the expressions (2) and (4) are not satisfied at the same time (determination N in step 104)
O) Then, it is determined whether the expressions (5) and (7) are satisfied at the same time (step 105). Here (5),
If it is determined that Expression (7) is simultaneously satisfied (determination YES in step 105), the interference point P is determined as shown in FIG.
2 interferes at the center of the second arm 10, and if the robot RB is driven as it is, it is determined that it is dangerous, and a process of stopping each axis of the robot RB for safety is executed (step). 108). On the other hand, the content of the error "danger of interference" is displayed on a predetermined display to warn the operator (step 10).
9).
【0028】なお、ステップ104において(2)、
(4)式が同時に満足された場合も(ステップ104の
判断YES)、干渉点P2 が第2アーム10先端におい
て干渉する虞がある場合であるので、同様にステップ1
08、109の処理が実行され、危険が回避される。In step 104, (2)
When the equation (4) is satisfied at the same time (YES in step 104), there is a possibility that the interference point P2 may interfere at the tip of the second arm 10.
Steps 08 and 109 are executed to avoid danger.
【0029】なお、危険を回避するための処理(ステッ
プ108)の内容は任意であり、自動運転から手動運転
に切り替えるようにすることもできる。The content of the process for avoiding danger (step 108) is optional, and it is possible to switch from automatic operation to manual operation.
【0030】なお、実施例では、第2アーム10先端の
関節6aが第6軸6により回転するロボットRBを想定
したが、第6軸6を有しない、ツールTLが第5軸5の
みによって回転するロボットにも適用可能である。この
場合、上記(1)式における演算は回転角度θ6 を考慮
しなくてよいので、さらに演算の単純化により処理時間
のさらなる短縮が図られる。ここで、第6軸6による回
転がないロボットにあっては、この回転に伴う干渉がな
いので、XーZ平面における干渉だけを考えればよい。
したがって、ツールの干渉点、干渉領域の座標位置も2
次元で考察すればよいので、より演算の単純化が図れる
ことになる。In the embodiment, the robot RB in which the joint 6a at the tip of the second arm 10 rotates by the sixth axis 6 is assumed, but the tool TL having no sixth axis 6 is rotated only by the fifth axis 5. It is also applicable to robots that do. In this case, since the calculation in the above equation (1) does not need to consider the rotation angle θ6, the processing time is further reduced by further simplifying the calculation. Here, for a robot that does not rotate by the sixth axis 6, there is no interference due to this rotation, so it is only necessary to consider interference on the XZ plane.
Therefore, the interference point of the tool and the coordinate position of the interference area are also 2
Since it is sufficient to consider the dimension, the operation can be further simplified.
【0031】また、第6軸6の先にさらに回動軸を具え
たロボットにも適用可能である。Further, the present invention can be applied to a robot further provided with a rotating shaft at the end of the sixth shaft 6.
【0032】なお、実施例では垂直多関節ロボットを想
定しているが、これに限定されることなく水平多関節ロ
ボットにも適用することができる。Although the embodiment assumes a vertical articulated robot, the present invention is not limited to this and can be applied to a horizontal articulated robot.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロボットのツールとアームとが干渉するか否かを、簡単
な演算により判定するようにしたので、干渉の監視がコ
スト上昇を伴うことなくリアルタイムに行われる。As described above, according to the present invention,
Whether or not the robot tool and the arm interfere with each other is determined by a simple calculation, so that the interference is monitored in real time without increasing the cost.
【図1】図1は本発明に係るロボットの干渉防止装置の
実施例におけるロボットの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a robot in an embodiment of a robot interference prevention device according to the present invention.
【図2】図2は図1に示すツールの各部の寸法を示す図
である。FIG. 2 is a view showing dimensions of each part of the tool shown in FIG. 1;
【図3】図3は図1に示すアームとツールの幾何学的関
係を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a geometric relationship between an arm and a tool shown in FIG. 1;
【図4】図4は図1に示すアームの形状を示す斜視図で
ある。FIG. 4 is a perspective view showing a shape of an arm shown in FIG. 1;
【図5】図5は実施例における干渉防止処理を説明する
フローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating an interference prevention process according to the embodiment;
5 第5軸 6 第6軸 10 第2アーム TL ツール 5 5th axis 6 6th axis 10 2nd arm TL tool
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 19/18 - 19/46 B25J 3/00 - 3/04 B25J 9/10 - 9/22 B25J 13/00 - 13/08 B25J 19/02 - 19/06 Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G05B 19/18-19/46 B25J 3/00-3/04 B25J 9/10-9/22 B25J 13/00-13 / 08 B25J 19/02-19/06
Claims (3)
軸により前記アーム先端に枢着されたツールを回動する
ようにしたロボットにおける前記ツールと前記アームと
の干渉を防止するロボットのツール干渉防止装置におい
て、 前記アームの長手方向の軸および前記ツール回動軸を座
標軸とし、前記アームの各部の寸法に基づき前記座標軸
における座標位置で示される干渉領域を設定するととも
に、 前記ツール回動軸の現在の回転位置を検出し、この検出
回転位置と前記ツール各部の寸法とに基づき前記ツール
の所定部位の現在の位置を前記座標軸における座標位置
として求め、 前記求めたツールの現在の座標位置が前記干渉領域内の
座標位置である場合に、前記ツールと前記アームとが干
渉していると判定し、該判定結果に応じて所定の処理を
行うようにしたロボットのツール干渉防止装置。1. A tool interference prevention for a robot for preventing interference between the tool and the arm in a robot in which a tool pivotally attached to the arm tip is rotated by a tool rotation shaft provided at the tip of the arm. In the apparatus, an axis in a longitudinal direction of the arm and the tool rotation axis are coordinate axes, and an interference area indicated by a coordinate position on the coordinate axis is set based on dimensions of each part of the arm. The rotational position of the tool is detected, and the current position of the predetermined part of the tool is determined as the coordinate position on the coordinate axis based on the detected rotational position and the dimensions of each part of the tool. When the coordinate position is within the area, it is determined that the tool and the arm are interfering, and a predetermined process is performed according to the determination result. A tool interference prevention device for robots.
記ツール回動軸は直交する2軸であり、さらにこれら直
交2軸に直交する軸を座標軸とする請求項1記載のロボ
ットのツール干渉防止装置。2. The robot tool interference prevention device according to claim 1, wherein the longitudinal axis of the arm and the tool rotation axis are two orthogonal axes, and the axis orthogonal to the two orthogonal axes is a coordinate axis. .
軸を有しており、該回動軸の現在の回転位置を検出し、
この検出回転位置に基づき前記ツールの所定部位の現在
の座標位置を求める請求項1記載のロボットのツール干
渉防止装置。3. The tool has one or more rotation axes, and detects a current rotation position of the rotation axis,
2. The apparatus according to claim 1, wherein a current coordinate position of a predetermined portion of the tool is obtained based on the detected rotation position.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP15235192A JP3357392B2 (en) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Robot tool interference prevention device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP15235192A JP3357392B2 (en) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Robot tool interference prevention device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05341830A JPH05341830A (en) | 1993-12-24 |
JP3357392B2 true JP3357392B2 (en) | 2002-12-16 |
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ID=15538646
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---|---|---|---|
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JP (1) | JP3357392B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018009169A1 (en) | 2017-11-28 | 2019-07-11 | Fanuc Corporation | Control device for limiting the speed of a robot |
-
1992
- 1992-06-11 JP JP15235192A patent/JP3357392B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018009169A1 (en) | 2017-11-28 | 2019-07-11 | Fanuc Corporation | Control device for limiting the speed of a robot |
US10828776B2 (en) | 2017-11-28 | 2020-11-10 | Fanuc Corporation | Control device for limiting speed of robot |
DE102018009169B4 (en) * | 2017-11-28 | 2020-12-10 | Fanuc Corporation | Control device for limiting the speed of a robot |
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---|---|
JPH05341830A (en) | 1993-12-24 |
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