JP4195945B2 - Robot path creation method and apparatus - Google Patents

Robot path creation method and apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP4195945B2
JP4195945B2 JP2005039843A JP2005039843A JP4195945B2 JP 4195945 B2 JP4195945 B2 JP 4195945B2 JP 2005039843 A JP2005039843 A JP 2005039843A JP 2005039843 A JP2005039843 A JP 2005039843A JP 4195945 B2 JP4195945 B2 JP 4195945B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
point
posture
reference point
points
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005039843A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006227840A (en
Inventor
信介 田村
Original Assignee
信介 田村
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 信介 田村 filed Critical 信介 田村
Priority to JP2005039843A priority Critical patent/JP4195945B2/en
Publication of JP2006227840A publication Critical patent/JP2006227840A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4195945B2 publication Critical patent/JP4195945B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

本発明は、二次元又は三次元の作業空間内で所定の作業を行うロボットの経路作成方法及び装置に関する。   The present invention relates to a route creation method and apparatus for a robot that performs a predetermined work in a two-dimensional or three-dimensional work space.

マニピュレータ等のロボットは製造現場等の自動化には欠かせないものであるが、マニピュレータの移動経路設定に当たっては、マニピュレータを構成するアームの各々が、移動の過程で障害物と干渉しないようにしなければならない。
従来は、マニピュレータによる作業開始前に、オペレータが手作業で移動経路の設定を行っていたが、多品種・少量生産の環境では障害物の配置などが頻繁に変化するようになり、自動的に移動経路を求める技術の要求が高まっている。
そのため、従来より、マニピュレータの移動経路を自動的に求める技術の提案が種々なされている(例えば、特許文献1〜3参照)。
特開平10−76489号公報(明細書の段落[0012]〜[0014]参照) 特開平6−348330号公報 特開2000−20117公報
Robots such as manipulators are indispensable for the automation of manufacturing sites, etc., but when setting the movement path of a manipulator, it is necessary to make sure that each arm constituting the manipulator does not interfere with obstacles during the movement process. Don't be.
Conventionally, the operator manually set the movement route before starting the work with the manipulator, but in the environment of high-mix and low-volume production, the arrangement of obstacles changes frequently and automatically There is an increasing demand for technology for determining travel routes.
For this reason, various proposals have been made for techniques for automatically obtaining the movement path of a manipulator (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
JP 10-76489 A (see paragraphs [0012] to [0014] of the specification) JP-A-6-348330 JP 2000-20117 A

上記特許文献1に開示された技術は、ロボットアーム教示方法及び装置で、ロボットアームが移動する経路をオペレータがロボットアームに教示するものである。従って、この技術においては、マニピュレータの移動経路を自動的に求めるといっても、その前提としてオペレータによる手動作業が不可欠である。
上記特許文献2に開示された技術は、プレイバック型の作業用ロボットに関するもので、特許文献1の場合と同様に、ロボットアームが移動する経路を予めオペレータがロボットアームに教示するものである。
The technique disclosed in Patent Document 1 is a robot arm teaching method and apparatus in which an operator teaches a robot arm a path along which the robot arm moves. Therefore, in this technique, even if the movement path of the manipulator is automatically obtained, manual operation by an operator is indispensable as a precondition.
The technique disclosed in Patent Document 2 relates to a playback-type work robot. In the same manner as in Patent Document 1, the operator previously teaches the robot arm the path along which the robot arm moves.

ここで、「プレイバック型」とは、作業を行なう前にオペレータがあらかじめロボットを操作して作業を教えておき、作業時にデータを再生実行する形式のものをいい、システムが簡単になるという長所はあるものの、データを作成した環境と同じ環境でないと作業の再生ができなかったり、センサ情報をつかった作業のデータ作成ができないというような短所がある。従って、この文献に記載の技術においても、その前提としてオペレータによる手動作業が不可欠である。   Here, the “playback type” is a type in which an operator operates a robot in advance before work to teach the work, and data is reproduced and executed at the time of work. However, there are disadvantages that work cannot be reproduced unless the environment in which the data is created is the same as that in which the data was created, or work data using sensor information cannot be created. Therefore, in the technique described in this document, manual operation by an operator is indispensable as a precondition.

マニピュレータの移動経路を自動的に求めようとすると、例えば特許文献3の
明細書の段落[0004]にも記載されているように、処理しなければならない格子点情報が大量になり、高速で移動経路を自動決定することが困難であるという問題がある。特許文献3に記載の技術では、このような問題を解決しようとするものであるが、経路作成の過程でバックトラックが生じ、そのたびに計算をやり直す必要から、経路作成の時間短縮に限界があるという問題がある。
If an attempt is made to automatically determine the movement path of the manipulator, for example, as described in paragraph [0004] of the specification of Patent Document 3, a large amount of lattice point information has to be processed and the movement is performed at high speed. There is a problem that it is difficult to automatically determine the route. The technique described in Patent Document 3 attempts to solve such a problem, but a backtrack occurs in the route creation process, and it is necessary to recalculate each time. Therefore, there is a limit to shortening the route creation time. There is a problem that there is.

本発明は、上記した課題を解決するためになされたもので、二次元又は三次元の作業空間内で所定の作業を行うロボットの経路作成、特に、二以上のアームを有するマニピュレータの経路作成にあたり、データ量が少量で計算負荷が小さく、かつ、経路作成の過程でバックトラックを生じることがなく、短時間で経路を作成することのできるロボットの経路作成方法及びその装置の提供を目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. In creating a route for a robot that performs a predetermined work in a two-dimensional or three-dimensional work space, particularly for creating a route for a manipulator having two or more arms. An object of the present invention is to provide a robot route creation method and apparatus capable of creating a route in a short time without a backtrack in the route creation process with a small amount of data and a small calculation load. .

上記目的を達成するために、本発明の発明者は、多関節アームロボット等のロボットにおいては、N個のアームのうち任意の第nアームについて、当該アームがどこに移動できるかは、第n+1アームが障害物等に干渉することなく移動できるか否かに依存することに着目した。
そこで、本願発明の発明者は、「保持可能姿勢、n可接続関係、n−1可接続関係なる三つの概念を用いることで本発明の目的を達成できることに想到した。
また、ロボットが作業を行う作業空間内の各格子点で、ロボットの各アームの保持可能姿勢集合が障害物等によって複数の連結成分に分断されない場合には、個々のアームの移動経路を順次別々に計算してもバックトラックが生じないことに着眼し、アームの保持可能姿勢集合が障害物等によって複数の連結成分に分断される場合にも、分断される各領域ごとに別の格子点(複写格子点)を設けることで、バックトラックの無い経路計算を実現した。
In order to achieve the above object, the inventor of the present invention, in a robot such as an articulated arm robot, determines where the arm can move with respect to an arbitrary n-th arm among N arms. We focused on whether or not it can move without interfering with obstacles.
Therefore, the inventor of the present invention has come up with the idea that the object of the present invention can be achieved by using three concepts of “holdable posture, n connectable relationship, and n−1 connectable relationship”.
Also, if the set of postures that can be held by each arm of the robot is not divided into multiple connected components by obstacles at each lattice point in the work space where the robot performs work, the movement paths of the individual arms are sequentially separated. Even if it is calculated that the backtrack does not occur and the arm's holdable posture set is divided into a plurality of connected components by an obstacle or the like, another grid point (for each divided area ( By providing a copy grid point), path calculation without backtracking was realized.

具体的に、請求項1に記載の発明は、ロボットが移動する作業空間を、離間した複数の点及びこの点の数に応じて前記作業領域を分割してなる領域とからなる格子点の集合として表わし、N個のアーム(N≧1)を有する多関節ロボットの移動経路を、この仮想の作業空間内で作成するロボットの経路作成方法であって、前記N個のアームのうち、第n(N≧n≧1)アームについて、この第nアームの移動の支点となる一端の基準点の位置と他端側である副基準点の位置とで示される姿勢であって、第Nアームについては、前記作業空間内に存在する障害物と干渉しない姿勢を保持可能姿勢と定義し、第1番目から第N−1番目に属する第nアームについては、前記作業空間内に存在する障害物と干渉せず、かつ、その先に位置する第n+1アームが少なくとも一つの保持可能姿勢を有するときの姿勢を、第nアームの保持可能姿勢と定義し、所定の格子点を基準点とするアームごとの前記保持可能姿勢の集合を第Nアームから順に第1アームまで、N個のアームの各々について作成して、保持可能姿勢集合テーブルを得るステップと、この保持可能姿勢集合テーブルに基づき、第nアームが障害物と干渉することなく隣接する格子点間で前記副基準点が移動可能であるとき、この二つの格子点の対をn可接続関係と定義し、前記副基準点が同一の格子点に位置するとき又は前記副基準点の位置する格子点対が前記n可接続関係にあるときに、前記第nアームが障害物と干渉しないで隣接する格子点間で移動可能であるとき、前記基準点の格子点対をn−1可接続関係にあると定義して、第Nアームから順に第1アームまで、N個のアームの各々について可接続関係の集合である可接続関係テーブルを作成するステップと、前記保持可能姿勢集合テーブル及び前記可接続関係テーブルを用いて、所定の初期姿勢にある前記第1アーム〜第Nアームの各基準点及び副基準点が可接続関係にある格子点を経て各アームの目標点まで移動する経路を割り出すステップとを有する方法である。
各アームの副基準点を各アームごとの目標点に位置させることができるかどうかは、請求項2に記載するように、請求項1に記載のロボットの経路作成方法において、前記可接続関係テーブルを照会して、所定の初期位置から互いにn可接続の関係にある前記格子点を経由して到達可能な点の集合であるn可到達集合を、第1アームから第Nアームまでの各々について求め、求めた各アームごと前記n可到達点集合の中に、当該アームの前記目標点が含まれるか否かを判断し、含まれると判断した場合に、前記ロボットが目標点に到達可能と判断して、前記第1アームから第Nアームまでの各々を初期姿勢から目標姿勢に向けて移動経路を作成する。
Specifically, the invention according to claim 1 is a set of lattice points including a plurality of spaced points and a region obtained by dividing the work region according to the number of points in a work space in which the robot moves. expressed as, a movement path of the multi-joint robot having n arms (n ≧ 1), a route creation method of the robot to create in the working space of the virtual, among the n arm, the n For the (N ≧ n ≧ 1) arm, the posture is indicated by the position of the reference point at one end that is a fulcrum of movement of the n-th arm and the position of the sub-reference point at the other end. Defines a posture that does not interfere with an obstacle present in the work space as a holdable posture, and for the nth arm belonging to the first to (N-1) th, the obstacle present in the work space N + which is not interfering and is located beyond The posture when the arm has at least one holdable posture is defined as the holdable posture of the nth arm, and the set of holdable postures for each arm with a predetermined lattice point as a reference point is sequentially set from the Nth arm. A step of obtaining each of the N arms up to the first arm to obtain a holdable posture set table, and a lattice point adjacent to the nth arm without interfering with an obstacle based on the holdable posture set table When the sub-reference point is movable between the two lattice points, the pair of the two lattice points is defined as an n-connectable relationship, and the sub-reference point is located at the same lattice point or the sub-reference point is located. When the lattice point pair is in the n-connectable relationship, when the n-th arm can move between adjacent lattice points without interfering with an obstacle, the lattice point pair of the reference point is connected to n-1 Defined as related Then, a step of creating a connectable relationship table which is a set of connectable relationships for each of the N arms from the Nth arm to the first arm in sequence, the holdable posture set table and the connectable relationship table are And determining a path through which the reference points and sub-reference points of the first arm to the N-th arm in a predetermined initial posture move to a target point of each arm through a grid point in a connectable relationship. Is the method.
Whether the sub-reference point of each arm can be positioned at the target point for each arm is determined according to claim 2, in the method for creating a path of the robot according to claim 1, N reachable sets that are sets of points that can be reached via the lattice points that are n connectable to each other from a predetermined initial position for each of the first to Nth arms. It is determined whether or not the target point of the arm is included in the set of n reachable points for each determined arm, and when it is determined that the target point is included, the robot can reach the target point. Judgment is made to create a movement path from the initial posture to the target posture for each of the first arm to the Nth arm.

この方法によれば、N個あるアームのうちの任意の第n番目のアーム(第nアーム)の姿勢は、一端の基準点の位置と他端の副基準点の位置とによって表すことができる。第nアームの姿勢が保持可能であるには、
第Nアームでは障害物と干渉しないことが条件であるが、第1番目から第N−1番目に属する第nアームでは、第nアームが障害物と干渉しないだけでは足りず、第nアームに連接する第n+1アームが保持可能な姿勢を少なくとも一つ有する必要がある。そこで、n=Nの第Nアームからn=1の第1アームまで、上記の要件を満たす保持可能姿勢集合のテーブル(保持可能姿勢集合テーブル)を作成する。このテーブルは、N個のアームを備えるロボットが作業空間内で取り得る姿勢の集合ということができる。
According to this method, the posture of any n-th arm (n-th arm) among the N arms can be expressed by the position of the reference point at one end and the position of the sub-reference point at the other end. . To maintain the posture of the nth arm,
It is a condition that the N-th arm does not interfere with an obstacle. However , in the n- th arm belonging to the 1st to (N-1) -th, it is not sufficient that the n-th arm does not interfere with the obstacle. It is necessary to have at least one posture in which the connected (n + 1) th arm can hold. Therefore, from the N arms of n = N to the first arm n = 1, the creating a table (retainable posture set table) of holdable posture set to satisfy the above requirements. This table can be said to be a set of postures that a robot having N arms can take in the work space.

ここで、「n可接続関係」,「n−1可接続関係」とは、第nアームの基準点や副基準点が隣接する格子点間で移動可能か否かを示すものである。例えば、n−1可接続関係にある格子点に基準点を移動させたとき、n可接続関係にある格子点を辿ることで、第nアームの副基準点を移動させることができる。つまり、n可接続関係及びn−1可接続関係とは、第nアームが連続して移動できる関係を示すものであると言える。 Here, “n connectable relationship” and “n−1 connectable relationship” indicate whether or not the reference point or sub-reference point of the n-th arm can move between adjacent lattice points. For example, when the reference point is moved to a lattice point in the n-1 connectable relationship, the sub reference point of the nth arm can be moved by following the lattice point in the n connectable relationship. That is, it can be said that the n connectable relationship and the n-1 connectable relationship indicate a relationship in which the nth arm can move continuously.

なお、前記したn−1可接続関係では、隣接する格子点(例えば格子点P,Q)は、それぞれに基準点を持つ第nアームの隣り合う保持可能姿勢の組が一つでも存在すればn−1可接続になり、PとQにおける第nアームの2つの保持可能姿勢集合テーブルの中に、第nアームの副基準点位置として、同一もしくは互いにn可接続な格子点が含まれる場合にPとQがn−1可接続であると判定することによって構成できる。
そして、ロボットの目標点は、第1〜Nまでのアームの副基準点が到達すべき目標点の組として設定され、経路は、第1〜Nの順にn可接続関係テーブルにおける互いにn可接続な格子点を初期位置から目標点に向けて順次移動させることによって作成される。
In the n-1 connectability relationship described above, if there is at least one pair of holdable postures adjacent to the n-th arm, each of the adjacent lattice points (for example, lattice points P and Q) has a reference point. When n-1 connectable and the two holdable posture set tables of the nth arm in P and Q include the same or n connectable lattice points as the sub reference point position of the nth arm Can be configured by determining that P and Q are n-1 connectable.
The target points of the robot are set as a set of target points to be reached by the sub-reference points of the first to Nth arms, and the paths are n connectable in the n connectable relationship table in the order of the first to Nth. This is created by sequentially moving the grid points from the initial position toward the target point.

任意の第nアームの保持可能姿勢集合は、基準点の位置によっては、作業空間内に配置された障害物によって、互いにn可接続な格子点の複数の連結成分に分断されることがある。保持可能姿勢集合が一の領域と他の領域に分断される場合、互いに隣接する点P、QおよびQ、Rがともにn−1可接続であっても、第nアームはその基準点をP、Q、Rに移動可能であるとは限らない。つまりPからQ、QからRには移動可能であるが、PからQに移動させる際の第nアーム副基準点の位置が一の領域にあり、QからRに移動させる際の第nアーム副基準点の位置が他の領域にある場合には、第nアームの副基準点を一の領域から他の領域に移動させることはできない。そこで、本発明では、請求項に記載するように、複写格子点なる概念を導入し、前記一の領域と他の領域がそれぞれ第nアームの異なる点における保持可能姿勢集合であるようにして、保持可能姿勢集合が分断されることを防止する。前記格子点と複写格子点とは同一の位置座標上にあり、それぞれの点に基準点を持つ第nアームは、その副基準点位置を、対応する保持可能姿勢集合に含まれる任意の位置に移動させることができる。
なお、第nアームの保持可能姿勢集合が例えば三つに分断される場合は、格子点の他に二つの複写格子点が前記格子点と同一の位置座標上に作成され、前記三つの領域がそれぞれに対応して、格子点と二つの複写格子点に振り分けられることになる。
Depending on the position of the reference point, the holdable posture set of an arbitrary n-th arm may be divided into a plurality of connected components of lattice points that are n connectable to each other due to an obstacle arranged in the work space. When the holdable posture set is divided into one region and another region, even if the points P, Q and Q, R adjacent to each other are all n-1 connectable, the n-th arm sets its reference point to P , Q, and R are not necessarily movable. That is, it can move from P to Q and from Q to R, but the position of the nth arm sub-reference point when moving from P to Q is in one region, and the nth arm when moving from Q to R When the position of the sub reference point is in another area, the sub reference point of the nth arm cannot be moved from one area to another area. Therefore, in the present invention, as described in claim 3 , the concept of a copy grid point is introduced so that the one region and the other region are each a holdable posture set at a different point of the n-th arm. The holdable posture set is prevented from being divided. The grid point and the copy grid point are on the same position coordinates, and the n-th arm having a reference point at each point has its sub-reference point position at an arbitrary position included in the corresponding holdable posture set. Can be moved.
When the holdable posture set of the n-th arm is divided into, for example, three, in addition to the lattice points, two copy lattice points are created on the same position coordinates as the lattice points, and the three regions are Corresponding to each, it is distributed to a lattice point and two copy lattice points.

第nアームの保持可能姿勢集合が複数に分断されるか否かは、例えば、請求項に記載するように、一の格子点を支点とする第nアームの副基準点の位置の集合を求め、前記第nアームが前記障害物に干渉する姿勢における前記副基準点の位置を前記集合から除外し、前記副基準点の位置の集合が連続した二つ以上の集合に分断されるときに、前記第nアームの保持可能姿勢集合が、前記障害物によって複数に分断されると判断することができる。 Whether or not the holdable posture set of the nth arm is divided into a plurality of pieces is determined by, for example, setting a set of positions of sub-reference points of the nth arm with one lattice point as a fulcrum as described in claim 4. And the position of the sub reference point in a posture where the n-th arm interferes with the obstacle is excluded from the set, and the set of sub reference point positions is divided into two or more consecutive sets. It can be determined that the holdable posture set of the n-th arm is divided into a plurality of pieces by the obstacle.

第nアーム基準点の格子点からその複写格子点への移動は、まず前記格子点から、n−1可接続な点をつないだ点と複写格子点からn−1可接続な点をつないだ点が同一になる(複写)格子点まで第nアーム基準点をいったん移動させ、その後に、前記基準点を複写格子点の位置まで戻せばよい。これにより第nアームの副基準点の、他の複写格子点に対応する保持可能姿勢集合内の点への移動が可能になる。   To move from the grid point of the n-th arm reference point to the copy grid point, first, the n-1 connectable point is connected from the grid point and the n-1 connectable point is connected from the copy grid point. The n-th arm reference point is moved once to a lattice point where the points are the same (copy), and then the reference point is returned to the position of the copy lattice point. As a result, the sub-reference point of the n-th arm can be moved to a point in the holdable posture set corresponding to another copy grid point.

前記n可接続関係テーブルに基づき、第nアームの副基準点を一の位置から目的位置に移動させる場合において、次に移動させることのできる他の位置が複数存在する場合がある。この場合、どの位置に移動させるかは、予め一定の条件を与えておくことで一義的に決定することができる。例えば、請求項に記載するように、一の位置の第nアーム副基準点が複数の他の位置に移動可能である場合に、各点から目標点までの距離を演算し、演算された距離に基づいて、次に移動すべき他の姿勢を決定するようにしてもよい。 When the sub-reference point of the nth arm is moved from one position to the target position based on the n connectability relation table, there may be a plurality of other positions that can be moved next. In this case, the position to be moved can be uniquely determined by giving a certain condition in advance. For example, as described in claim 5, when the n-th arm sub-reference point at one position is movable to a plurality of other positions, the distance from each point to the target point is calculated and calculated Another posture to be moved next may be determined based on the distance.

障害物の中には、ロボットのアームの移動に関連して移動するものがある。このような障害物については、請求項に記載するように、前記保持可能姿勢集合テーブル,前記n可接続関係テーブルに前記障害物の移動を加味する。
また、第nアームの移動可能範囲が、第n−1アームによって制限される場合がある。例えば、第nアームと第n−1アームとが、一定の領域で干渉する場合である。また、基準点に設けた関節部分のモータや回転シリンダの種類により、アームの回転角度が360度未満の範囲内で制限されている場合もある。このような場合は、請求項に記載するように、第n−1アームの姿勢に対する前記第nアームの許容回動角と他の障害物の位置とから、前記第nアームの保持可能姿勢集合テーブル及び可接続関係テーブルを作成する。
Some obstacles move in relation to the movement of the robot arm. For such an obstacle, as described in claim 6 , the movement of the obstacle is added to the holdable posture set table and the n connectable relationship table.
In addition, the movable range of the nth arm may be limited by the (n-1) th arm. For example, the n-th arm and the (n-1) -th arm interfere with each other in a certain area. Further, the rotation angle of the arm may be limited within a range of less than 360 degrees depending on the type of the motor or the rotation cylinder of the joint portion provided at the reference point. In such a case, as described in claim 7 , the holdable posture of the n-th arm from the allowable rotation angle of the n-th arm with respect to the posture of the (n-1) -th arm and the position of other obstacles. Create a set table and a connectable relationship table.

上記の方法は、請求項8〜11に記載の経路作成装置によって実現することができる。
請求項8に記載の装置は、ロボットが移動する作業空間を、離間した複数の点及びこの点の数に応じて前記作業領域を分割してなる領域とからなる格子点の集合として表わし、N個のアームN(N≧1)を有する多関節ロボットの移動経路を、この仮想の作業空間内で作成するロボットの経路作成装置であって、前記ロボットに備えられたN(N≧1)個のアームのそれぞれについて、アームの移動の支点となる一端側の基準点の位置情報と他端側の副基準点の位置情報とから、前記アームの各々の姿勢を求める姿勢演算部と、この姿勢演算部で求めた姿勢が、前記作業空間内の障害物と干渉するかどうかを判断する障害物干渉判断部と、前記N個のアームのうち、第n(N≧n≧1)アームについて、この第nアームの移動の支点となる一端の基準点の位置と他端側である副基準点の位置とで示される姿勢であって、第Nアームについては、前記作業空間内に存在する障害物と干渉しない姿勢を保持可能姿勢とし、第1番目から第N−1番目に属するnについては、前記作業空間内に存在する障害物と干渉せず、かつ、その先に位置する第n+1アームが保持可能な姿勢を少なくとも一つ有するときの姿勢を、第nアームの保持可能姿勢と定義し、所定の格子点を基準点とするアームごとの前記保持可能姿勢の集合を第1アームから第Nアームまでの各々について作成する保持可能姿勢集合テーブル作成部と、この保持可能姿勢集合テーブルに基づき、前記アームが障害物と干渉することなく隣接する格子点間で副基準点が移動可能であるとき、この二つの格子点の対をn可接続関係と定義し、前記副基準点が同一の格子点に位置するとき又は前記副基準点の位置する格子点対が前記n可接続関係にあるときに、前記アームが障害物と干渉しないで隣接する格子点間で移動可能であるとき、前記基準点の格子点対をn−1可接続関係にあると定義して、第Nアームから順に第1アームまで、N個のアームの各々について可接続関係の集合である可接続関係テーブルを作成する可接続関係テーブル作成部と、前記可接続関係テーブルから、第Nアームの副基準点が目標点に到達可能か否かを判断する到達可能判断部と、前記第Nアームの副基準点が目標点に到達可能と判断したときに、前記保持可能姿勢集合テーブル及び前記可接続関係テーブルを用いて、所定の初期姿勢にある前記第1アームから第Nアームまでの各基準点及び副基準点が可接続関係にある格子点を経て各アームの目標点まで移動する経路を割り出す経路作成部とを有する構成としてある。

Said method is realizable by the route creation apparatus of Claims 8-11.
The apparatus according to claim 8 represents a work space in which the robot moves as a set of lattice points including a plurality of spaced points and a region obtained by dividing the work region according to the number of points. A robot path creation device for creating a movement path of an articulated robot having a plurality of arms N (N ≧ 1) in the virtual work space, wherein N (N ≧ 1) pieces provided in the robot For each of the arms, a posture calculation unit for determining the posture of each of the arms from the position information of the reference point on one end serving as a fulcrum of movement of the arm and the position information of the sub-reference point on the other end, and this posture For the n-th (N ≧ n ≧ 1) arm among the N arms, the obstacle interference determination unit that determines whether the posture obtained by the calculation unit interferes with the obstacle in the work space, This is the fulcrum for the movement of the nth arm. The posture indicated by the position of the reference point at the end and the position of the sub-reference point on the other end side, and with respect to the Nth arm, the posture that does not interfere with the obstacle existing in the work space is set as a holdable posture. , N belonging to the 1st to (N-1) th are at least one posture that does not interfere with an obstacle existing in the work space and can be held by the n + 1 arm located ahead. Is defined as the holdable posture of the nth arm, and a set of the holdable postures for each arm with a predetermined lattice point as a reference point is created for each of the first to Nth arms. Based on the holdable posture set table creation unit and the holdable posture set table, when the sub-reference point is movable between adjacent lattice points without the arm interfering with an obstacle, the two lattice points are N connectable pairs When the sub reference point is located at the same lattice point or when the lattice point pair where the sub reference point is located is in the n connectable relationship, the arm is adjacent without interfering with an obstacle. The grid point pair of the reference point is defined as having an n-1 connectable relationship, and each of the N arms from the Nth arm to the first arm is possible. A connectable relationship table creating unit that creates a connectable relationship table that is a set of connective relationships, and a reachability determination that determines whether or not the sub-reference point of the Nth arm can reach the target point from the connectable relationship table And the first arm in a predetermined initial posture using the holdable posture set table and the connectable relationship table when it is determined that the sub-reference point of the N-th arm can reach the target point. Standards up to the Nth arm And secondary reference point is configured to have a path generation unit to determine the route to move to the target point of each arm through the lattice points in the variable connection relationship.

この構成によれば、姿勢演算部が、基準点の位置と副基準点の位置とから任意の第nアームの姿勢を求める。そして、所定の姿勢の第nアームが障害物に干渉するか否かは、障害物干渉判断部が判断する。この判断は、第1アームから第Nアームの全てについて行う。そして、この判断結果に基づき、保持可能姿勢集合テーブル作成部が、n=Nから1の順に第nアームが障害物と干渉せず、かつnがNより小さい場合には、これに連接する第n+1アームが保持可能姿勢を少なくとも一つ有する第nアームの保持可能姿勢集合テーブルを作成する。また、可接続関係テーブル作成部が、n=Nに対しては、障害物に干渉しない隣接する格子点を互いにN可接続とし、また他のnに対しては、隣接する2つの格子点PとQにおける第nアームの保持可能姿勢集合テーブルが同じ格子点あるいはn可接続な隣接する格子点を含む場合にPとQをn−1可接続にすることによって、n可接続関係テーブルを作成する。 According to this configuration, the posture calculation unit obtains the posture of an arbitrary n-th arm from the position of the reference point and the position of the sub reference point. Then, the obstacle interference determination unit determines whether or not the n-th arm in a predetermined posture interferes with the obstacle. This determination is made for all of the first to Nth arms . Then, based on the determination result, the holdable posture set table creating unit, in the order of n = N to 1, when the n-th arm does not interfere with the obstacle and n is smaller than N, is connected to this. An nth arm holdable posture set table having at least one holdable posture of the n + 1 arm is created. In addition, the connectable relationship table creation unit sets N adjacent connectable lattice points that do not interfere with an obstacle for n = N, and two adjacent lattice points P for other n. The n connectable relationship table is created by making P-1 and Q connectable n-1 when the holdable posture set table of the nth arm in Q and Q includes the same grid point or n connectable adjacent grid points. To do.

各アーム基準点あるいは副基準点の目標点は、それぞれが指定されると、到達すべき位置(アーム目標点)として設定される。請求項に記載するように、前記可接続関係テーブルを照会して、所定の初期位置から互いにn可接続な作業空間内の格子点を経由して接続可能な点の集合であるn可到達集合を、第1アームから第Nアームの各々について求め、求めた各アームごと前記n可到達点集合の中に、当該アームの前記目標点が含まれるか否かから目標点に到達可能か否かを判断する判断部を有するように構成してもよい。そして、この判断部によって到達可能と判断されたときに、移動経路作成部が、例えば第1アーム〜第Nアームを、前記可接続関係テーブルに基づき、第1アームから順に、基準点及び副基準点の少なくとも一方を隣接する格子点に一つずつ移動させることで、経路を作成する。 When each arm reference point or sub-reference point target point is designated, it is set as a position (arm target point) to be reached. The n reachability which is a set of points connectable via a lattice point in a work space that is n connectable from a predetermined initial position by querying the connectable relation table as recited in claim 9 a set, from the first arm determined for each of the n arm, in each arm each of the n reachable point set obtained, whether can reach the target point from whether the target point of the arm is contained You may comprise so that it may have a judgment part which judges these. Then, when the determination unit determines that it is reachable, the movement path creation unit, for example, moves the first arm to the Nth arm in order from the first arm based on the connectable relationship table and the sub-reference. A path is created by moving at least one of the points one by one to adjacent grid points.

また、請求項10に記載の装置は、一の格子点を支点とする第nアームの保持可能姿勢集合が、障害物によってn可接続関係にある複数の部分に分断されるか否かを判断し、分断されると判断した場合に、前記格子点と同一の座標上に、分断される数に応じた数の複写格子点を設定し、前記保持可能姿勢集合の個々のn可接続の意味で連結な領域に前記格子点及び前記複写格子点を割り当てる複写格子点作成部をさらに有する構成としてある。
この構成によれば、第nアームの保持可能姿勢集合テーブルに基づき、複写格子点作成部が、第nアームの保持可能姿勢集合が前記障害物によって複数に分断されると判断して、分断される領域の数に応じて複写格子点を作成し、個々の前記保持可能姿勢集合の領域に前記格子点及び前記複写格子点を割り当てる。
The apparatus according to claim 10 determines whether or not the holdable posture set of the n-th arm having one lattice point as a fulcrum is divided into a plurality of parts having n connectable relationships by an obstacle. If it is determined that the divided points are divided, the number of copied lattice points corresponding to the number of divided points is set on the same coordinates as the lattice points, and the meaning of each n connectable state of the holdable posture set And a copy grid point creation unit for assigning the grid points and the copy grid points to the connected areas.
According to this configuration, based on the holdable posture set table of the nth arm, the copy grid point creation unit determines that the holdable posture set of the nth arm is divided into a plurality by the obstacle, and is divided. Copy lattice points are created according to the number of regions to be stored, and the lattice points and the copy lattice points are assigned to the regions of the holdable posture set.

なお、前記可接続関係テーブルに基づいて第nアームを一の姿勢から他の姿勢に移動させる際、移動可能な前記他の姿勢が複数存在する場合がある。この場合は、請求項11に記載するように、各格子点と前記各アーム目標点との距離から前記他の姿勢を決定するようにするとよい。 When the n-th arm is moved from one posture to another posture based on the connectable relationship table, there may be a plurality of other postures that can be moved. In this case, as described in claim 11 , the other posture may be determined from the distance between each lattice point and each arm target point.

本発明によれば、二次元又は三次元の作業空間内で所定の作業を行うロボットの経路作成にあたり、比較的少量の計算で経路を作成することができるから、経路作成作業を短時間で終了することができる。すなわち、従来、自動的に移動経路を求める方法において、アームの数がN個で、マニピュレータの作業領域がM個の格子点に離散化されている場合、MNに比例する量の計算や記憶容量が必要であったが、本発明では、作業空間内に存在するM個の格子点に上記した保持可能姿勢や可接続の条件を担持させて移動経路を作成することが可能であるため、最大でもNMオーダーの計算量とNMオーダーの記憶量で経路作成が可能であり、計算負荷を減少させて経路作成時間を大幅に短縮することが可能になる。また、予め作成されたアームの連続移動が可能な格子点情報に基づいて経路作成を行うので、経路作成の過程でバックトラックが生じることもない。
本発明は、単一アームを有するロボットにも適用が可能であるが、以上のアームを有するマニピュレータの経路作成に特に有効である。また、第1アームの支点が固定された支点固定型のロボットに限らず、前記支点が移動可能な支点移動型のロボットにも適用が可能である。
さらに本発明では、第nアームの移動の支点となる一端側を基準点、前記第nアームの他端側を副基準点としているが、この基準点と副基準点を入れ替えても同じ結果が得られる。
According to the present invention, when creating a route for a robot that performs a predetermined work in a two-dimensional or three-dimensional work space, it is possible to create a route with a relatively small amount of calculation. can do. That is, in the conventional method of automatically obtaining the movement path, when the number of arms is N and the work area of the manipulator is discretized into M lattice points, calculation and storage of an amount proportional to MN is performed. Although capacity was necessary, in the present invention, it is possible to create a movement path by carrying the above-described holdable posture and connectable conditions at M lattice points existing in the work space. A route can be created with a calculation amount of NM 2 order and a storage amount of NM order at the maximum, and it is possible to reduce the calculation load and greatly reduce the route creation time. In addition, since the route is created based on the lattice point information that allows the arm to be continuously moved, a backtrack does not occur during the route creation process.
The present invention can be applied to a robot having a single arm, but is particularly effective for creating a route for a manipulator having three or more arms. Further, the present invention is not limited to a fulcrum fixed type robot in which the fulcrum of the first arm is fixed, but can also be applied to a fulcrum movement type robot that can move the fulcrum.
Further, in the present invention, the one end side which is the fulcrum of the movement of the nth arm is used as a reference point, and the other end side of the nth arm is used as a sub reference point. can get.

以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下の説明では、ロボットが実際に作業する空間を格子状の座標系で表した作業空間を想定し、この作業空間内で動作する複数のアーム(アーム番号を1,2,・・・n−1,n,n+1・・・Nとする)を有するマニピュレータを想定する。
まず、本明細書における用語の定義について説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the following description, it is assumed that a space where the robot actually works is represented by a grid coordinate system, and a plurality of arms (arm numbers 1, 2,...) Operating in this work space are assumed. Suppose a manipulator having n-1, n, n + 1.
First, definitions of terms in this specification will be described.

(1) アームの基準点と副基準点
任意の第nアームの両端のうち、支点(第nアームを動作させても移動しない点)側を第nアームの「基準点」と称し、その座標位置を「S」を冠した符号で表すものとする。また、他端側を第nアームの「副基準点」と称し、その座標位置を「E」を冠した符号で表すものとする。なお、第nアームの「基準点」は第n−1アームの副基準点であり、第nアームの「副基準点」は、第n+1アームの基準点である。
(1) Arm reference point and sub-reference point Of both ends of any nth arm, the fulcrum (point that does not move even if the nth arm is moved) side is called the “reference point” of the nth arm and its coordinates The position is represented by a symbol with “S”. Further, the other end side is referred to as a “sub-reference point” of the n-th arm, and the coordinate position is represented by a symbol with “E”. Note that the “reference point” of the n-th arm is the sub-reference point of the (n−1) -th arm, and the “sub-reference point” of the n-th arm is the reference point of the (n + 1) -th arm.

(2) アームの位置と姿勢
任意の第nアームの位置をその基準点の位置(座標位置)で、また、第nアームの姿勢をその基準点と副基準点の位置の組で表す。
例えば、第nアームの基準点が任意の位置Snk(添字のnはアーム番号、kは格子点の番号を示すものとする)にあり、この位置Snkを支点とする第nアームの副基準点が位置E(nk)r(括弧付き添字番号(nk)は対となる基準点位置(Snk)を指定し、括弧外のrは副基準位置の番号を示すものとする)にあるとき、第nアームの位置は基準点の位置Snkで表し、その姿勢は、基準点位置Snkと副基準点位置E(nk)rとの組(Snk,E(nk)r)で表すものとする。
なお、位置Snk,E(nk)rは、それぞれ、二次元又は三次元の座標成分を含んでいて、例えば、二次元の作業空間でSnkは(X(Snk),Y(Snk)),E(nk)r=(X(E(nk)r),Y(E(nk)r))のように表すことができる。
(2) Position and posture of the arm The position of an arbitrary n-th arm is represented by the position (coordinate position) of the reference point, and the posture of the n-th arm is represented by a set of the position of the reference point and the sub-reference point.
For example, the reference point of the n-th arm is at an arbitrary position S nk (the subscript “n” indicates an arm number and k indicates the number of a lattice point), and the sub-point of the n-th arm having this position S nk as a fulcrum. The reference point is at the position E (nk) r (the subscript number (nk) in parentheses designates the reference point position (S nk ) as a pair, and r outside the parentheses indicates the number of the sub reference position) time, the position of the n arms are represented by position S nk of the reference point, the position, the reference point position S nk and secondary reference point position E (nk) pairs and r in (S nk, E (nk) r) It shall represent.
Each of the positions S nk and E (nk) r includes a two-dimensional or three-dimensional coordinate component. For example, in the two-dimensional work space, S nk is (X (S nk ), Y (S nk ). )), E (nk) r = (X (E (nk) r ), Y (E (nk) r )).

(3) アームの保持可能姿勢
マニピュレータの先端に位置する第Nアームの姿勢は、基準点が任意の位置SNkにあり、副基準点が位置E(Nk)rにあるとき、上記の定義に従えば、(SNk,E(Nk)r)で表すことができる。そして、この姿勢(SNk,E(Nk)r)が障害物と干渉しない場合、当該姿勢(SNk,E(Nk)r)は第Nアームの先端のロボットハンド等で目標点にある対象物を保持することが可能なものであり、「第Nアームの保持可能姿勢」と称する。
また、第1番目から第N−1番目に属する第nアームについては、ある姿勢(Snk,E(nk)rにある第nアームが障害物と干渉しないで、かつ、第nアームに副基準点で連接する第n+1アームが前記のような保持可能姿勢を少なくとも一つ持つとき、第nアームの姿勢(Snk,E(nk)r)は「保持可能姿勢」であると言う。
(3) Arm holdable posture The posture of the Nth arm located at the tip of the manipulator is defined as above when the reference point is at an arbitrary position S Nk and the sub reference point is at the position E (Nk) r. Accordingly, it can be expressed by (S Nk , E (Nk) r ). Then, this posture if (S Nk, E (Nk) r) does not interfere with the obstacle, the object the position (S Nk, E (Nk) r) is located in the target point in such end of the robot hand of the N arm An object can be held, which is referred to as “the Nth arm holdable posture”.
As for the n-th arm belonging to the N-1 th from the first, it is there posture the n arms in (S nk, E (nk) r) does not interfere with the obstacle, and, to the n arms When the n + 1th arm connected at the sub-reference point has at least one holdable posture as described above, the posture of the nth arm (S nk , E (nk) r ) is said to be a “ holdable posture”.

(4) 保持可能姿勢集合
位置Snkに基準点を持つ第nアームの「保持可能姿勢」における副基準点の位置E(nk)rの集合を、位置Snkにおける第nアームの「保持可能姿勢集合」と称し、A(Snk,n)で表す。また、第1アームから第Nアームについて全ての「保持可能姿勢集合{A(S1k,1),A(S2k,2),・・・A(SNk,N)」をこのマニピュレータの「保持可能姿勢集合」とし、Aで表す。
(4) Set of holdable postures A set of sub-reference point positions E (nk) r in the “ holdable posture” of the nth arm having a reference point at the position Snk is set as “ holdable” of the nth arm at the position Snk . It is referred to as “attitude set” and is represented by A (S nk , n). In addition, all the “holdable posture sets {A (S1k, 1), A (S2k, 2),... A (S Nk , N)” ”from the first arm to the Nth arm are stored in this manipulator. “A set of postures”, represented by A.

(5) 第nアームの連続姿勢
保持可能姿勢である第nアームの2つの姿勢を(Snk,E(nk)r),(Snk+1,E(nk+1)r+1)で表した場合において、基準点の位置(Snk, Snk+1)および副基準点の位置(E(nk)r,
(nk+1)r+1)がともに一致するか格子点上の隣接する位置である場合、これら二つの姿勢(Snk,E(nk)r),(Snk+1,E(nk+1)r+1)は「互いに連続である」と言う。
(5) two attitude of the n arms are continuous postural possible orientation of the n arms (S nk, E (nk) r), when expressed in (S nk + 1, E ( nk + 1) r + 1), the reference The position of the point (S nk , S nk + 1 ) and the position of the sub-reference point (E (nk) r ,
If E (nk + 1) r + 1 ) coincide with each other or are adjacent positions on the lattice point, these two postures (S nk , E (nk) r ), (S nk + 1 , E (nk + 1) r + 1 ) It ’s continuous. ”

(6)可接続関係
第Nアームについて、副基準点が位置するある一つの格子点とこれに隣接する他の一つの格子点(位置(E Nk ,E Nk+1 ))を想定した場合において、第Nアームが障害物に干渉することなく、副基準点の位置を前記他の一つの格子点に移動させることができるとき、上記の関係を有し保持可能姿勢集合に含まれる上記の二つの格子点対を、「N可接続関係」にあるという。また、第Nアームの副基準点が同一の格子点に位置するとき又は互いにN可接続の関係にあることを前提として、第Nアームの基準点について、基準点が位置するある一つの格子点とこれに隣接する他の一つの格子点(位置(E Nk ,E Nk+1 ))を想定した場合において、第Nアームが障害物に干渉することなく、基準点の位置を前記他の一つの格子点に移動させることができるとき、保持可能姿勢集合に含まれる上記の格子点対は「N−1可接続関係」にあると言う。第1〜第N−1までに属する第nアームについても同様に定義でき、「n可接続関係」「n−1可接続関係」という。
上記した「N可接続関係」,「N−1可接続」,「n可接続関係」及び「n−1可接続関係」を、図2(a)(b)に示す。
(6) Connectable relationship
Assuming one grid point where the sub-reference point is located and another grid point adjacent to the N-th arm (position (E Nk , E Nk + 1 )), the N-th arm serves as an obstacle. When the position of the sub-reference point can be moved to the other lattice point without interference, the two lattice point pairs having the above relationship and included in the holdable posture set are expressed as “N It is said that it is in a “connectable relationship”. Further, on the assumption that the sub-reference point of the N-th arm is located at the same lattice point or is in an N-connectable relationship, one lattice point where the reference point is located with respect to the reference point of the N-th arm And another lattice point (position (E Nk , E Nk + 1 )) adjacent thereto , the position of the reference point can be determined without the N-th arm interfering with an obstacle. When the point can be moved to a point, the lattice point pair included in the holdable posture set is said to be in the “N-1 connectable relationship”. The n-th arms belonging to the first to (N-1) th can be defined in the same manner, and are referred to as "n connectable relationship" and "n-1 connectable relationship".
The above-mentioned “N connectable relationship”, “N-1 connectable relationship”, “n connectable relationship” and “n−1 connectable relationship” are shown in FIGS.

(7) 可到達点集合
上記したn−1可接続関係及びn可接続関係から、所定の初期姿勢の第nアームがどこまで移動することができるかがわかる。そこで、初期姿勢から、第nアーム(1≦n≦N)の副基準点がn可接続な格子点を経由して到達可能な格子点の集合をn可到達点集合と称し、R(n)で表すこととする。
(7) Reachable point set It can be seen from the above-described n-1 connectability relationship and n connectability relationship how far the n-th arm in a predetermined initial posture can move. Therefore, a set of lattice points that can be reached from the initial posture via lattice points where the sub-reference point of the n-th arm (1 ≦ n ≦ N) is n connectable is referred to as an n reachable point set, and R (n ).

次に、図1のフローチャートを参照しながら、作業空間に含まれる格子点情報作成の手順について説明する。
作業空間における障害物の位置情報や、アームの数、各アームの長さ、回転角度に関する情報は予めメモリやハードディスク等の記憶部内に格納されているものとする。
Next, a procedure for creating grid point information included in the work space will be described with reference to the flowchart of FIG.
It is assumed that the position information of the obstacle in the work space, the number of arms, the length of each arm, and the information regarding the rotation angle are stored in advance in a storage unit such as a memory or a hard disk.

まず、障害物の位置情報から、第Nアームにおいて、N可接続関係にある格子点(位置座標)の組からなるN可接続関係テーブルC(N)を作成する(ステップS1)。
このN可接続関係テーブルC(N)の作成の手順及び一例を、図2(a)を参照しながら説明する。
First, an N connectable relationship table C (N) composed of a set of lattice points (position coordinates) in an N connectable relationship is created from the obstacle position information (step S1).
A procedure and an example of creating this N connectable relationship table C (N) will be described with reference to FIG.

図2(a)は、N可接続関係を説明する図である。
上記したように、「N可接続」とは、第Nアームの副基準点に関し、隣接する任意の二つの格子点を想定したとき、この二つの格子点が障害物と干渉しないことを条件とする。
FIG. 2A is a diagram illustrating the N connectable relationship.
As described above, “N connectable” means that, on the assumption of any two adjacent lattice points with respect to the sub-reference point of the Nth arm, the two lattice points do not interfere with an obstacle. To do.

図2(a)に示すように、位置E1と位置E2の格子点は互いに隣接して障害物と干渉しないので、これら格子点はN可接続の関係にある。同様に、位置E2と位置E3の隣接する格子点,位置E3と位置E4の隣接する格子点,位置E4と位置E5の隣接する格子点も互いにN可接続の関係にある。ここで第Nアームの基準点が位置S1の格子点にある場合には、E1とE2、E2とE3、E3とE4、E4とE5がN可接続であるので、第Nアームはその副基準点をE1、E2、E3、E4、E5と移動させることができる。   As shown in FIG. 2A, since the lattice points at the positions E1 and E2 are adjacent to each other and do not interfere with the obstacle, these lattice points are in an N-connectable relationship. Similarly, adjacent lattice points at positions E2 and E3, adjacent lattice points at positions E3 and E4, and adjacent lattice points at positions E4 and E5 are also N-connected. Here, when the reference point of the Nth arm is at the lattice point at the position S1, E1 and E2, E2 and E3, E3 and E4, and E4 and E5 are N connectable, so that the Nth arm has its sub reference. The point can be moved to E1, E2, E3, E4, E5.

従って、N可接続関係テーブルC(N)は、C(N)={(E1,E2),(E2,E3),(E3,E4),(E4,E5)}のように表すことができる。このN可接続関係テーブルC(N)によれば、第Nアームの基準点が位置S1にあるとき起点位置をE1として、副基準点はE2→E3→E4を経てE5まで移動できることがわかる。   Accordingly, the N connectable relationship table C (N) can be expressed as C (N) = {(E1, E2), (E2, E3), (E3, E4), (E4, E5)}. . According to this N connectable relationship table C (N), it can be seen that when the reference point of the Nth arm is at the position S1, the starting position is E1, and the sub reference point can be moved to E5 via E2-> E3-> E4.

次に、アーム番号を意味する変数nを、アームの最大数Nに設定する(ステップS2)。そして、まず、第Nアームについて、可到達点集合R(N)を求める(ステップS3)。
最初の第Nアームについては、上記のN可接続関係テーブルC(N)から、第Nアームの副基準点がN可接続な格子点を経由して到達可能な位置(可到達点)を求めることができる。例えば、初期位置をE1とすると、E1からは図2(a)に示すように、N可接続な格子点をE2→E3→E4→E5とつなぐことができ、R(N)には少なくともE1、E2、E3、E4、E5が含まれる。
Next, the variable n representing the arm number is set to the maximum number N of arms (step S2). First, a reachable point set R (N) is obtained for the Nth arm (step S3).
For the first N-th arm, a position (reachable point) that the sub-reference point of the N-th arm can reach via the N-connectable grid points is obtained from the above-described N-connectable relationship table C (N). be able to. For example, if the initial position is E1, as shown in FIG. 2 (a), E1 can connect N connectable grid points as E2 → E3 → E4 → E5, and R (N) has at least E1. , E2, E3, E4, E5.

次に、第Nアームについて、保持可能な姿勢の集合である保持可能姿勢集合テーブルA(N)を作成する(ステップS4)。
最初の第Nアームについて、「保持可能姿勢」とは、障害物と干渉しないことを条件とするから、基準点が位置する各格子点の位置S1,S2,S3・・・の各々について、上記のN可接続関係テーブルC(N)から保持可能姿勢集合A(N)を得ることができる。
Next, for the Nth arm, a holdable posture set table A (N) that is a set of holdable postures is created (step S4).
With respect to the first N-th arm, the “holdable posture” is based on the condition that it does not interfere with an obstacle. Therefore, for each of the lattice points S1, S2, S3. The holdable posture set A (N) can be obtained from the N connectable relationship table C (N).

次に、N以外の任意の第nアームについて、保持可能姿勢集合A(n)の作成手順を、図3を参照しながら説明する。
図3(a)は保持可能姿勢集合テーブルの作成手順を説明する図、図3(b)は保持可能姿勢集合テーブルの一例を示す図である。
図3(a)に示すように、任意の第nアームについて、その基準点が位置(格子点)Sn1にあるとき、その姿勢は、副基準点との対で、(Sn1,E(n1)1),(Sn1,E(n1)2),・・・,(Sn1,E(n1)5)と表すことができる。

Next, a procedure for creating the holdable posture set A (n) for any n-th arm other than N will be described with reference to FIG.
FIG. 3A is a diagram illustrating a procedure for creating a holdable posture set table, and FIG. 3B is a diagram illustrating an example of a holdable posture set table.
As shown in FIG. 3A, for any n-th arm, when its reference point is at the position (grid point) S n1 , its posture is (S n1 , E ( n1) 1 ), ( Sn1 , E (n1) 2 ),..., ( Sn1 , E (n1) 5 ).

なお、位置Sn1を支点とする第nアームの副基準点は、図示の障害物の反対側にも存在するが、ここでは、説明の便宜のため、位置E(n1)1〜E(n1)5までを示し、残りのものについては図示を省略する。
ここで、第nアームについて、第nアームの姿勢が障害物と干渉しないかどうかを各々の基準点位置Sについて判断し、第nアームが障害物と干渉せず、かつ、その副基準点位置に基準点を持つ第n+1アームが保持可能姿勢を少なくとも一つ有する姿勢の集合である保持可能姿勢集合A(S,n)を作成する。
Note that the sub-reference point of the n-th arm with the position S n1 as a fulcrum also exists on the opposite side of the illustrated obstacle, but here, for convenience of explanation, the positions E (n1) 1 to E (n1 ) indicates to 5, not shown for the remaining ones.
Here, with respect to the nth arm, it is determined for each reference point position S whether the posture of the nth arm does not interfere with the obstacle, and the nth arm does not interfere with the obstacle, and the sub reference point position. A holdable posture set A (S, n), which is a set of postures in which the (n + 1) th arm having a reference point at least has a holdable posture, is created.

このように、第nアームについて基準点が位置Sn1にあるとき、第nアームの姿勢(Sn1,E(n1)1),(Sn1,E(n1)2),(Sn1,E(n1)3),(Sn1,E(n1)4),(Sn1,E(n1)5)・・・が得られるが、このうち、姿勢(Sn1,E(n1)5)は、図3(a)に示すように第nアームが障害物と干渉することから、得られた姿勢の中からこの姿勢を除外する。 Thus, when the reference point is at the position S n1 for the n-th arm, the postures (S n1 , E (n1) 1 ), (S n1 , E (n1) 2 ), (S n1 , E) of the n-th arm (N1) 3 ), ( Sn1 , E (n1) 4 ), ( Sn1 , E (n1) 5 )... Are obtained, of which the posture ( Sn1 , E (n1) 5 ) is As shown in FIG. 3 (a), the n-th arm interferes with the obstacle, so this posture is excluded from the obtained postures.

これにより、第nアームについて保持可能姿勢の集合である保持可能姿勢集合テーブルA(n)を作成することができる。例えば、基準点が位置Sn1にあるとき、保持可能姿勢集合テーブルA(n)の一成分であるA(Sn1,n)は、(E(n1)1,E(n1)2,E(n1)3,E(n1)4,・・・)と表すことができる(図3(b)参照)。保持可能姿勢集合テーブルAには、第1〜第Nアームの全てについての保持可能姿勢集合テーブルA(1)〜A(N)が含まれる。 Thereby, the holdable posture set table A (n) that is a set of holdable postures for the n-th arm can be created. For example, when the reference point is at the position S n1 , A (S n1 , n), which is one component of the holdable posture set table A (n), is (E (n1) 1 , E (n1) 2 , E ( n1) 3, E (n1) 4, can be expressed as ...) (see Figure 3 (b)). The holdable posture set table A includes holdable posture set tables A (1) to A (N) for all of the first to Nth arms.

次のステップS5(図1参照)では、第Nアームについて、前記の保持可能姿勢集合テーブルA(N)が複数に分断されるか否かを判断する。ある位置に基準点を有する保持可能姿勢集合テーブルA(N)が、複数に分断されるか否かは、可接続関係テーブルC(N)から判断することができる。例えば、図2(a)に示すC(N)が、(E1,E2),(E2,E3)、(E4,E5)は含むが(E3,E4)を含まない場合は、保持可能姿勢集合A(S1,N)は位置E3と位置E4との間で分断され、二つの成分を持つことになる。   In the next step S5 (see FIG. 1), it is determined whether or not the holdable posture set table A (N) is divided into a plurality of pieces for the Nth arm. Whether or not the holdable posture set table A (N) having a reference point at a certain position is divided into a plurality of pieces can be determined from the connectable relationship table C (N). For example, if C (N) shown in FIG. 2A includes (E1, E2), (E2, E3), (E4, E5) but does not include (E3, E4), the holdable posture set A (S1, N) is divided between position E3 and position E4, and has two components.

この場合は、後に詳細に説明する手法により、分断される数に従って、第Nアームの基準点が位置する格子点(上記の例では位置S1の格子点)と同じ位置に、複写格子点を作成する(ステップS6)。
そして、この複写格子点を加味して、後述するように、保持可能姿勢集合テーブルA(N)の書き換えを行う(ステップS7)。
In this case, a copy lattice point is created at the same position as the lattice point where the reference point of the Nth arm is located (the lattice point at the position S1 in the above example) according to the number to be divided by the method described in detail later. (Step S6).
Then, in consideration of this copy grid point, the holdable posture set table A (N) is rewritten as described later (step S7).

上記のステップS5〜ステップS7までについて、任意の第nアームが障害物等によって第nアームの保持可能姿勢集合A(n)が複数に分断されるかどうかの判断の詳細を、図4及び図5を参照しながら説明する。ここで図4中の障害物に占有されない隣接する格子点対は既に「n+1可接続」であることが既に求められているものとする。   For the above steps S5 to S7, details of the determination as to whether or not an arbitrary nth arm is divided into a plurality of holdable posture sets A (n) of the nth arm by an obstacle or the like will be described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that the adjacent lattice point pairs not occupied by the obstacles in FIG. 4 are already required to be “n + 1 connectable”.

位置Sn1を支点とする第nアームの副基準点の移動可能範囲は、作業空間内に障害物が存在しない場合、図4(a)に示すように、位置Sn1を支点としてE(n1)1〜E(n1)m+1までであるとする。
しかし、作業空間内には実際には障害物が存在するため、位置Sn1を支点とする副基準点の移動可能範囲は、図4(b)(c)に示すように、E(n1)1〜E(n1)4とE(n1)k〜E(n1)m+1の二つに分断されることになる。従って、例えば保持可能姿勢集合テーブルA(Sn1,n)は、n+1可接続の意味で、(Sn1,E(n1)1)から(Sn1,E(n1)m+1)まで連続したものとはならず、(Sn1,E(n1)1)〜(Sn1,E(n1)4)の成分と、(Sn1,E(n1)k)〜(Sn1,E(n1)m−1)の成分の二つに分断されることになる。
Movable range of the secondary reference point of the n arms that the position S n1 and fulcrum, if there is no obstacle in the working space, as shown in FIG. 4 (a), E (n1 positions S n1 as the fulcrum ) 1 to E (n1) m + 1 .
However, since an obstacle actually exists in the work space, the movable range of the sub-reference point with the position S n1 as a fulcrum is E (n1) as shown in FIGS. 1 to E (n1) 4 and E (n1) k to E (n1) m + 1 . Thus, for example, can hold the posture set table A (S n1, n), in the sense of n + 1 Allowed connection, and that continuously until the (S n1, E (n1) 1) (S n1, E (n1) m + 1) should not, (S n1, E (n1 ) 1) ~ and components (S n1, E (n1) 4), (S n1, E (n1) k) ~ (S n1, E (n1) m- 1 ) It will be divided into two components.

このことから、位置Sn1を支点とする第nアーム副基準点の移動可能領域は、保持可能姿勢(Sn1,E(n1)1)〜(Sn1,E(n1)4)が含まれる領域Iと、保持可能姿勢(Sn1,E(n1)k)〜(Sn1,E(n1)m−1)が含まれる領域IIとに分断されることがわかる。 Accordingly, the movable region of the n-th arm sub-reference point with the position S n1 as a fulcrum includes holdable postures (S n1 , E (n1) 1 ) to (S n1 , E (n1) 4 ). It can be seen that the region I is divided into the region II including the holdable postures ( Sn1 , E (n1) k ) to ( Sn1 , E (n1) m-1 ).

ところで、保持可能姿勢集合が領域Iと領域IIに分断される場合、第nアームの基準点が互いに隣接する点、例えばSn1からSn2、およびSn2からSn3に移動可能であっても、第nアームは、障害物との関係から、基準点を位置Sn1とする姿勢から位置Sn2そして位置Sn3とする姿勢に移行できるとは限らず、このことが第1アーム、第2アーム、・・・の経路計算の過程でバックトラックを引き起こす。
そこで、本発明では、上記のように保持可能姿勢集合が複数に分断されるときには、分断されている領域の数(この例の場合には領域I,IIの二つ)に応じて、同一の座標上に別の格子点を複写し、各領域ごとに別の格子点を振り分けるようにしている(ステップS6)。
By the way, when the holdable posture set is divided into the region I and the region II, even if the reference point of the n-th arm is movable to adjacent points, for example, from Sn1 to Sn2 and Sn2 to Sn3 The n-th arm cannot always shift from the position of the reference point to the position S n1 to the position of the position S n2 and the position S n3 because of the relationship with the obstacle. Causes backtracking in the process of calculating the path of the arm.
Therefore, in the present invention, when the holdable posture set is divided into a plurality of pieces as described above, the same set according to the number of divided areas (two areas I and II in this example). Another grid point is copied on the coordinates, and another grid point is assigned to each region (step S6).

これを図4の例に従って説明すると、第nアームのSn1における保持可能姿勢集合の領域I(Sn1,E(n1)1)〜(Sn1,E(n1)4)に対しては、図4(b)に示すように、位置Sn1を割り当て、保持可能姿勢集合の領域II(Sn1,E(n1)k)〜(Sn1,E(n1)m−1)に対しては、図4(c)に示すように、位置Sn1と同一の位置に設けたSn1の複写であるSn1′を割り当てる。以後、複写された格子点を、元々の格子点とは区別して「複写格子点」と称し、図中の符号に「′」を付けるものとする。 This will be described in accordance with the example of FIG. 4, for the region of the holdable posture set in S n1 of the n arms I (S n1, E (n1 ) 1) ~ (S n1, E (n1) 4), As shown in FIG. 4B, the position S n1 is assigned, and the holdable posture set region II (S n1 , E (n1) k ) to (S n1 , E (n1) m−1 ) As shown in FIG. 4C, S n1 ′, which is a copy of S n1 provided at the same position as the position S n1 , is assigned. Hereinafter, the copied grid points are referred to as “copy grid points” in distinction from the original grid points, and “′” is added to the reference numerals in the figure.

ここで、複写された位置Sn1′を加味して、保持可能姿勢集合テーブルA(Sn1,n)を書き直す(ステップS7)。
これを、図5の保持可能姿勢集合テーブルに示す。例えば、位置Sn1に基準点を有する第nアーム保持可能姿勢集合は、A(Sn1,n)=(E(n1)1,E(n1)2,E(n1)3,E(n1)4・・・)のように表される。また、位置Sn1′に複写された位置に基準点を有する第nアームの保持可能姿勢集合は、A(Sn1′,n)=(E(n1)k,E(n1)k+1,・・・,E(n1)m―1・・・)のように表される。
Here, the holdable posture set table A (S n1 , n) is rewritten in consideration of the copied position S n1 ′ (step S7).
This is shown in the holdable posture set table of FIG. For example, the n arms capable of holding attitude sets, A (S n1, n) having a reference point to position S n1 = (E (n1) 1, E (n1) 2, E (n1) 3, E (n1) 4 ...). Further, the holdable posture set of the nth arm having the reference point at the position copied to the position S n1 ′ is A (S n1 ′, n) = (E (n1) k , E (n1) k + 1 ,. ., E (n1) m-1 ...

なお、保持可能姿勢が複数に分断されない場合は、ステップS5から次のステップS9にジャンプする。
ステップS9では、n−1可接続関係テーブルを作成する。
互いに隣り合う格子点で、かつその2点における第Nアームの保持可能姿勢集合が第Nアームの副基準点位置として、共通の格子点もしくは互いにN可接続の関係にある格子点を含む時、それら2つの点をN−1可接続とする。同じようにしてnがNより小さい場合も、n可接続関係からn−1可接続関係を求めることができる。
以上の手順を終了した後、ステップS10でn=n−1とし、n=0でなければステップS3に戻る(ステップS11)。
When the holdable posture is not divided into a plurality of positions, the process jumps from step S5 to the next step S9.
In step S9, an n-1 connectable relationship table is created.
When the lattice points adjacent to each other and the holdable posture set of the N-th arm at the two points include a common lattice point or lattice points that are N-connected to each other as the sub-reference point position of the N-th arm, Let these two points be N-1 connectable. Similarly, when n is smaller than N, the n-1 connectable relationship can be obtained from the n connectable relationship.
After completing the above procedure, n = n−1 is set in step S10, and if n = 0 is not satisfied, the process returns to step S3 (step S11).

第N−1アームの副基準点の可到達集合テーブルR(N−1)は、N−1可接続関係テーブルC(N−1)から作成することができる(図2(c)参照)。
次に、第N−1アームについて、保持可能姿勢集合テーブルA(N−1)を作成する。このときの副基準点の位置は、N可接続関係テーブルC(N)に含まれるはずであるから、これを利用して保持可能姿勢集合テーブルA(N−1)作成の対象となる第N−1アームの基準点が位置することのできる格子点を絞ることができる。
The reachable set table R (N-1) of the sub-reference point of the N-1th arm can be created from the N-1 reachable relation table C (N-1) (see FIG. 2C).
Next, a holdable posture set table A (N-1) is created for the N-1th arm. Since the position of the sub-reference point at this time should be included in the N connectable relationship table C (N), the Nth N target for creating the holdable posture set table A (N−1) using this is used. The grid points where the reference point of the -1 arm can be located can be narrowed down.

先と同様に、保持可能姿勢集合テーブルA(N−1)が複数に分断されるか否かを判断し(ステップS5)、分断される場合には複写格子点を設定し(ステップS6)、保持可能姿勢集合テーブルA(N−1)の書き換えを行う(ステップS7)。
この第N−1アームにおいては、互いに隣り合う格子点で、かつその2点における第N−1アームの保持可能姿勢集合が第N−1アームの副基準点位置として、共通の格子点もしくは互いにN−1可接続の関係にある格子点を含む時、それら2つの点をN−2可接続とする。
このようにして、変数nを一つずつ減じながら、第N〜第1アームの全てについて保持可能姿勢集合テーブルA、可到達点集合テーブルR、可接続関係テーブルCを作成する。
以上で、格子点情報の作成を終了する。
Similarly to the above, it is determined whether or not the holdable posture set table A (N-1) is divided into a plurality of pieces (step S5), and if divided, copy lattice points are set (step S6). The holdable posture set table A (N-1) is rewritten (step S7).
In the N-1th arm, lattice points adjacent to each other and the holdable posture set of the N-1th arm at the two points are used as a common reference point or a mutual reference point position of the N-1th arm. When including lattice points in the N-1 connectable relationship, these two points are set as N-2 connectable.
In this manner, the holdable posture set table A, the reachable point set table R, and the connectable relationship table C are created for all of the Nth to first arms while reducing the variable n one by one.
This completes the creation of grid point information.

次に、図6のフローチャート及び図7の経路作成図を参照しながら、上記の手順に従って作成された格子点情報を用いた経路作成の手順を説明する。
なお、説明の便宜のため、二つのアームの場合についてのみ図示及び説明をする。
まず、スタートと同時に、マニピュレータが目標姿勢に到達可能かどうかを判断する(ステップS21)。
この判断は、第nアームに対して作成した可到達点集合R(n)および第nアームの基準点を目標点On−1に位置させたときの第nアームの保持可能姿勢集合A(On−1,n)が、第nアームの副基準点の目標点Oを含むか否かを調べることによって行うことができる。
第nアームの可到達点集合R(n)あるいは第nアームの保持可能姿勢集合A(On−1,n)に目標点Oが含まれない場合には、目標姿勢に到達不能と判断して処理を終了する。(ステップS21)。
Next, a procedure for creating a route using the grid point information created according to the above procedure will be described with reference to the flowchart of FIG. 6 and the route creation diagram of FIG.
For convenience of explanation, only the case of two arms is shown and described.
First, simultaneously with the start, it is determined whether or not the manipulator can reach the target posture (step S21).
This determination is based on the reachable point set R (n) created for the n- th arm and the holdable posture set A of the n-th arm when the reference point of the n-th arm is positioned at the target point On -1 ( O n-1, n) is can be done by checking whether including the target point O n of secondary reference point of the n arms.
If the n-th arm of the reachable point set R (n) or the n-th arm of the holdable posture set A (O n-1, n) does not include the target point O n is determined that the unreachable target posture To finish the process. (Step S21).

マニピュレータを目標姿勢に移動させることができる場合は、まず変数nを1に設定する(ステップS22)。第1アームの基準点が固定されている場合は、第1アームの基準点の経路を第1アーム基準点の目標点Oだけから成る格子点列L(0)とする(ステップS22)。 When the manipulator can be moved to the target posture, first, the variable n is set to 1 (step S22). If the reference point of the first arm is fixed, the path of the reference point of the first arm is set to a lattice point sequence L (0) consisting only of the target point O 0 of the first arm reference point (step S22).

n>1のアームについては、L(n−1)に基づいて第nアーム副基準点の経路L(n)を求める。
L(n)の最初の点は、第nアーム副基準点の初期位置Sn1とし、この位置を現在位置CPとする(ステップS23)。そして、L(n−1)として、既に求めたn−1可接続関係にある第nアーム基準点の初期位置S(=On−1)以降の格子点を、変数m(m=1,2,3,・・・)で表す(ステップS24)。
まずm=1ではL(n−1)の1番目の点S(この場合はSm=1)がOn−1と一致するか否かを判断する(ステップ25)。
一致しない場合は、次にL(n−1)のm+1番目の点をSm+1(この場合はSm=2)とし(ステップS26)、基準点の位置をSm=1およびSm=2とする第nアームの保持可能姿勢集合A(Sm=1,n)と保持可能姿勢集合A(Sm=2,n)とを検索して(ステップS27)、一致又は互いにn可接続な点の対(Ecmk,Ecm+1k)があるか否かを判断する。検索の結果、このような対(Ecmk,Ecm+1k)が見つからなければ、移動不能と判断して処理を終了する。(ただし処理が正しく行われていればこのようなケースは発生しない)。
図7に示すように、このような対(Ecmk,Ecm+1k;図示の例ではEcmk=Ec11,Ecm+1k=Ec12であり、両者は一致している)が発見されれば、A(S,n)及びA(Sm+1,n)はそれぞれn可接続の意味で連結であるので、A(S,n)内に現在位置CPからEc11に至るn可接続な点の列(CP,Em11,Em12,・・・,Ec11)が存在し、またEc11とEc12もn可接続であり互いに移行することが可能である。そこで、この点の列(Em11,Em12,・・・,Ec11)とEc12をL(n)に追加するとともに、現在位置CPをEc12で置き換え (ステップ28)、mに1を加えて(ステップS29)、ステップ24に戻る。
このとき、姿勢の列(S,CP),(S,Em11),(S,Em12),・・・,(S,EC11),(Sm+1,EC12)は互いに移動可能で、第nアームの基準点をSからSm+1に、また副基準点をCPからEC12に移動させるものである。
For an arm with n> 1, the path L (n) of the nth arm sub-reference point is obtained based on L (n−1).
The first point of L (n) is the initial position S n1 of the n-th arm sub-reference point, and this position is the current position CP (step S23). Then, as L (n−1), the lattice point after the initial position S 1 (= O n−1 ) of the n- th arm reference point in the already obtained n−1 connectable relationship is represented by a variable m (m = 1). , 2, 3,...) (Step S24).
First, when m = 1, it is determined whether or not the first point S m of L (n−1) (Sm = 1 in this case) matches On −1 (step 25).
If they do not match, then the m + 1st point of L (n−1) is set to S m + 1 (in this case, S m = 2 ) (step S26), and the positions of the reference points are S m = 1 and S m = 2. The holdable posture set A (S m = 1 , n) of the n-th arm and the holdable posture set A (S m = 2 , n) are searched (step S27), and they are coincident or n connectable to each other. It is determined whether there is a pair of points (E cmk , E cm + 1k ). If such a pair (E cmk , E cm + 1k ) is not found as a result of the search, it is determined that the movement is impossible, and the process is terminated. (However, such a case does not occur if processing is performed correctly.)
As shown in FIG. 7, if such a pair (E cmk , E cm + 1k ; in the example shown, E cmk = E c11 , E cm + 1k = E c12 , the two match) Since (S m , n) and A (S m + 1 , n) are connected in the meaning of n connectable, each of the n connectable points from the current position CP to E c11 in A (S m , n). column (CP, E m11, E m12 , ···, E c11) exist, also it is possible to shift E c11 and E c12 is also n friendly connected together. Therefore, this sequence of points (E m11 , E m12 ,..., E c11 ) and E c12 are added to L (n), and the current position CP is replaced with E c12 (step 28), and 1 is set to m. In addition (step S29), the process returns to step 24.
At this time, the posture columns (S m , CP), (S m , E m11 ), (S m , E m12 ),..., (S m , E C11 ), (S m + 1 , E C12 ) are mutually connected. It is movable, and the reference point of the n-th arm is moved from S m to S m + 1 , and the sub-reference point is moved from CP to E C12 .

次にステップ24でSがOn−1と一致する場合は、第nアームの基準点は既に目標点に到達しているので、第nアーム副基準点を現在位置CPから副基準点の目標点Oに移動させる(ステップS30)。
この過程は次のように実行できる。つまり、第nアームのOn−1=Sにおける保持可能姿勢集合テーブルA(On−1,n)がOを含み、またn可接続の意味で連結であるので、A(On−1,n)内に現在位置CPからOに到る互いにn可接続な点の列(CP,Em11,Em12,・・・,O)が存在することになる。従って、この点列(Em11,Em12,・・・,O)をL(n)に追加すると(ステップS30)、姿勢の列(On−1,CP),(On−1,Em11),(On−1,Em12),・・・,(On−1,O)は互いに移動可能で、基準点をOn−1に持つ第nアームの副基準点をCPから目的点Oに移動させることができるわけである。
上記の処理をn=1〜n=Nの全てのアームについて行うことで、マニピュレータの経路が作成できる。
Next, if S m matches On -1 in step 24, the reference point of the n-th arm has already reached the target point, so the n-th arm sub-reference point is changed from the current position CP to the sub-reference point. moving the target point O n (step S30).
This process can be performed as follows. That is, since the n arms of O n-1 = S m can be held in the posture set table A (O n-1, n ) comprises O n, also it is connected by means of n-friendly connection, A (O n -1, n) in the current position CP from O n to reach each other n-friendly connection column point (CP, E m11, E m12 , ···, so that the O n) is present. Thus, the sequence of points (E m11, E m12, ··· , O n) is added, the L (n) (step S30), the column of orientation (O n-1, CP) , (O n-1, E m11), (O n- 1, E m12), ···, (O n-1, O n) is moveable with respect to each other, of the n arms having a reference point to O n-1 sub reference point it is not able to move to the target point O n from CP.
By performing the above processing for all arms of n = 1 to n = N, a manipulator path can be created.

上記の説明では、第1アーム1と第2アーム2の二つのアームを有するマニピュレータを例に挙げて説明したが、三つ以上のアームを有するマニピュレータでも同様である。また、上記の説明では、第1アーム1の基準点(位置S01の支点)は移動させないものとして説明したが、基準点を移動させる場合も同様である。 In the above description, a manipulator having two arms, the first arm 1 and the second arm 2, has been described as an example, but the same applies to a manipulator having three or more arms. In the above description, the reference point of the first arm 1 (the fulcrum of the position S 01 ) is not moved. However, the same applies when the reference point is moved.

図8は、上記の経路作成方法を実行するための装置の一例にかかり、その構成を説明するブロック図である。
経路作成装置1は、作業空間の指定や、障害物の位置の指定、ロボットを構成する個々のアームに関する種々の情報(アーム長、各アームの許容回動角の範囲、アームの個数等)及び最終目標点等を入力するキーボート等の入力部11と、入力された各種情報の処理を行うCPU13と、格子点情報の作成を行う格子点情報作成ユニット15と、作成された格子点情報に基づきロボットの経路を作成する経路作成ユニット16と、保持可能姿勢集合テーブル、n可接続関係テーブル、可到達点テーブル、n−1可接続関係テーブル等の格子点情報やこの格子点情報の作成に必要な種々のデータを記憶するデータベースDBとを有している。
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a device for executing the above-described route creation method and explaining its configuration.
The route creation device 1 specifies a work space, a position of an obstacle, various information about individual arms constituting the robot (arm length, allowable rotation angle range of each arm, number of arms, etc.) Based on an input unit 11 such as a keyboard for inputting final target points, a CPU 13 for processing various input information, a grid point information creating unit 15 for creating grid point information, and the created grid point information. Necessary for creating the route creation unit 16 for creating the route of the robot, and the grid point information such as the holdable posture set table, the n connectability relation table, the reachable point table, the n-1 connectability relation table, and the like. And a database DB for storing various data.

格子点情報作成ユニット15は、任意の第nアームについて、基準点の位置と副基準点の位置とから、前記第nアームの姿勢を求める姿勢演算部151と、この姿勢演算部で得られた前記第nアームの姿勢が、作業空間内の障害物と干渉するかどうかを判断する障害物干渉判断部152と、第Nアームの保持可能姿勢を、第Nアームが前記作業空間内に存在する障害物と干渉しない姿勢とし、第nアーム(1≦n≦N−1)の保持可能姿勢を、前記第nアームが前記作業空間内に存在する障害物と干渉しないで、かつ前記第nアームの前記副基準点を支点とする第n+1アームが少なくとも一つの保持可能姿勢を有する姿勢として、これらの姿勢から成る保持可能姿勢集合テーブルを作成する保持可能姿勢集合テーブル作成部153と、一の基準点を支点とする第nアームの移動可能な領域が、前記障害物によって複数に分断されるか否かを判断し、分断されると判断した場合に、前記基準点と同一の座標上に、分断される数に応じた数の複写格子点を設定し、前記移動可能な領域ごとに前記基準点及び前記複写格子点を割り当てる複写格子点作成部154と、Nに関しては、障害物と干渉しない位置であって互いに隣接する格子点をN可接続関係にあるとし、n(1≦n≦N−1)に関しては、隣接する格子点のn−1可接続関係を、それら格子点に基準点を持つ第nアームの前記保持可能姿勢集合を利用して定義することによって、1〜Nの全てについての可接続関係の集合である可接続関係テーブルを作成する可接続関係テーブル作成部155と、所定の初期位置から互いにn可接続な作業空間内の格子点を経由して接続可能な点の集合であるn可到達点テーブルを、前記第1アーム〜第Nアームの各々について作成する可到達点テーブル作成部156とを有する。   The lattice point information creation unit 15 obtains the posture calculation unit 151 for obtaining the posture of the n-th arm from the position of the reference point and the position of the sub-reference point for an arbitrary n-th arm, and the posture calculation unit. The obstacle interference determination unit 152 that determines whether the posture of the nth arm interferes with an obstacle in the work space, and the holdable posture of the Nth arm, the Nth arm exists in the work space. The posture in which the n-th arm (1 ≦ n ≦ N−1) can be held is such that the n-th arm does not interfere with the obstacle existing in the work space and the n-th arm A holdable posture set table creation unit 153 that creates a holdable posture set table composed of these postures as a posture in which the (n + 1) th arm having the sub-reference point as a fulcrum has at least one holdable posture; It is determined whether or not the movable area of the n-th arm with the quasi-point as a fulcrum is divided into a plurality by the obstacle. A copy grid point creation unit 154 that sets the number of copy grid points corresponding to the number of divisions and assigns the reference point and the copy grid point for each movable region; The lattice points that are adjacent to each other and are adjacent to each other are in an N connectable relationship, and for n (1 ≦ n ≦ N−1), the n−1 connectable relationship of adjacent lattice points is used as a reference with respect to these lattice points. A connectable relationship table creating unit 155 that creates a connectable relationship table that is a set of connectable relationships for all of 1 to N by defining using the holdable posture set of the n-th arm having a point; , Each other from a predetermined initial position A reachable point table creating unit 156 that creates an n reachable point table that is a set of points connectable via grid points in a connectable work space for each of the first to Nth arms. Have.

格子点情報作成ユニット15は、データベースDBに記憶された作業空間の格子点、障害物の位置、各アームに関する情報に基づき、第1アーム〜第Nアームの全てについて、図1のフローチャートに示した手順に従い、n可接続関係テーブルC(N)、可到達点集合テーブルR(n)、保持可能姿勢集合テーブルA(n)、複写格子点、n可接続関係テーブルC(n)等を作成し、データベースDBに格子点情報として記憶させる。   The grid point information creation unit 15 is shown in the flowchart of FIG. 1 for all of the first arm to the Nth arm based on the grid point of the work space, the position of the obstacle, and information on each arm stored in the database DB. In accordance with the procedure, an n connectable relationship table C (N), a reachable point set table R (n), a holdable posture set table A (n), a copy grid point, an n connectable relationship table C (n), etc. are created. And stored as grid point information in the database DB.

経路作成ユニット16は、データベースDBに記憶された前記保持可能姿勢集合テーブル及び/又は前記可接続関係テーブルを照会して、前記ロボットが最終目標点に到達可能か否かを判断する判断部162と、この判断部162により到達可能と判断されたときに、前記可接続関係テーブルに基づき、前記第1アーム〜第Nアームの各々を初期姿勢から順次前記最終目標点及び各前記各アーム目標点に向けてスタートさせて経路を作成する経路作成部163とを有する。   The route creation unit 16 refers to the holdable posture set table and / or the connectable relationship table stored in the database DB, and determines whether or not the robot can reach the final target point. When the determination unit 162 determines that it is reachable, each of the first to Nth arms is sequentially set from the initial posture to the final target point and each arm target point based on the connectable relationship table. And a route creation unit 163 that creates a route by starting toward.

経路作成部163は、前記保持可能姿勢集合テーブル及び前記可接続関係テーブルに基づき、第nアームの姿勢が一の領域から他の領域に移動する境界の位置を判断する。そして、第nアームの副基準点の前記各アーム目標点又は前記最終目標点の位置から、第nアームの姿勢を一の領域から他の領域に移動させる必要があるか否かを判断し、第nアームの姿勢を一の領域から他の領域に移動させる必要があると判断したときに、第nアームの基準点の位置を前記境界の位置まで移動させるようにする。   The route creation unit 163 determines the position of the boundary where the posture of the nth arm moves from one region to another region based on the holdable posture set table and the connectable relationship table. Then, from the position of each arm target point or the final target point of the sub reference point of the n-th arm, it is determined whether or not it is necessary to move the posture of the n-th arm from one region to another region, When it is determined that the posture of the nth arm needs to be moved from one region to another region, the position of the reference point of the nth arm is moved to the boundary position.

さらに、経路作成部163は、前記可接続関係テーブルに基づいて第nアームを一の姿勢から他の姿勢に移動させる際、移動可能な前記他の姿勢が複数存在する場合に、前記第nアームと前記各アーム目標点又は前記最終目標点との距離から前記他の姿勢を決定する。
経路作成ユニット16にて作成された経路は、実際にロボットの各アームを駆動させる駆動制御部(図示せず)に出力されるほか、データベースDBに記憶され、また、必要に応じて、ディスプレイやプリンタ等の出力部17に出力される。
Furthermore, when the path creation unit 163 moves the n-th arm from one posture to another posture based on the connectable relationship table, the path creation unit 163, when there are a plurality of other movable postures, the n-th arm The other posture is determined from the distance between each arm target point or the final target point.
The route created by the route creation unit 16 is output to a drive control unit (not shown) that actually drives each arm of the robot, and is also stored in the database DB. The data is output to an output unit 17 such as a printer.

本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の説明に限定されるものではない。
例えば、上記の説明では、第nアームは、障害物が存在しない場合、基準点(支点)を中心として360°回転できることを前提としている。しかし、マニピュレータの中には、第n−1アームの姿勢との関係で、前記支点を中心に第nアームの回動範囲が限定される場合がある。この場合は、第nアームの保持可能姿勢集合テーブルA(n)を作成するにあたり、障害物の他に第n−1アームの姿勢に対する第nアームの許容回動角を考慮すればよい。
また、上記の説明では、二次元平面の作業空間を例に挙げて説明したが、本発明は三次元空間の作業空間にも適用が可能であることは言うまでもない。この場合は、基準点や副基準点の位置成分を三次元とすればよい。
Although a preferred embodiment of the present invention has been described, the present invention is not limited to the above description.
For example, in the above description, it is assumed that the nth arm can rotate 360 ° around the reference point (fulcrum) when no obstacle exists. However, in some manipulators, the rotation range of the n-th arm may be limited around the fulcrum, depending on the posture of the n-1 arm. In this case, in creating the holdable posture set table A (n) for the n-th arm, the allowable rotation angle of the n-th arm with respect to the posture of the (n-1) -th arm may be considered in addition to the obstacle.
In the above description, a two-dimensional plane work space has been described as an example, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a three-dimensional work space. In this case, the position components of the reference point and the sub reference point may be three-dimensional.

本発明は、単一のアームを有する支点固定形のロボット、単一のアームを有する支点移動形のロボット、複数のアームを有し、第1アームの支点が固定された支点固定型のロボット、複数のアームを有し、前記支点が移動可能な支点移動型のロボットのいずれにも適用が可能である。
また、上記では、説明の便宜のため二次元平面の作業空間を例に挙げて説明したが、三次元の作業空間でも適用が可能である。
The present invention relates to a fulcrum fixed type robot having a single arm, a fulcrum movement type robot having a single arm, a fulcrum fixed type robot having a plurality of arms, and the fulcrum of the first arm is fixed, The present invention can be applied to any fulcrum movement type robot having a plurality of arms and capable of moving the fulcrum.
In the above description, a two-dimensional plane work space has been described as an example for convenience of explanation, but the present invention can also be applied to a three-dimensional work space.

作業空間に含まれる格子点情報作成の手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the procedure of the grid point information creation contained in a work space. 「N可接続関係」,「n可接続関係」及び「n−1可接続関係」を説明する図である。It is a figure explaining "N connection relation", "n connection relation", and "n-1 connection relation". 保持可能姿勢集合A(n)の作成手順及び第nアームの保持可能姿勢集合テーブルA(n)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the production | generation procedure of holdable attitude | position set A (n), and the n-th arm holdable attitude | position set table A (n). 移動可能領域が複数に分断されているかどうかの判断を行うための概念を説明する図である。It is a figure explaining the concept for determining whether the movable area | region is divided | segmented into plurality. 複写格子点を加味して、図3の保持可能姿勢集合テーブルA(n)を書き直した保持可能姿勢集合テーブルA(n)の一例である。FIG. 4 is an example of a holdable posture set table A (n) in which the holdable posture set table A (n) in FIG. 3 is rewritten in consideration of copy grid points. 格子点情報を用いた経路作成の手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the procedure of the route creation using lattice point information. 経路作成の手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure of route creation. 上記の経路作成方法を実行するための装置の一例にかかり、その構成を説明するブロック図である。It is a block diagram concerning the example of the apparatus for performing said path | route preparation method, and demonstrating the structure.

符号の説明Explanation of symbols

1 経路作成装置
11 入力部
13 CPU
15 格子点情報作成ユニット
151 姿勢演算部
152 障害物干渉判断部
16 経路作成ユニット
161 目標決定部
162 到達可能判断部
163 経路作成部
17 出力部
DB データベース
1 path creation device 11 input unit 13 CPU
15 grid point information creation unit 151 posture calculation unit 152 obstacle interference judgment unit 16 route creation unit 161 target determination unit 162 reachability judgment unit 163 route creation unit 17 output unit DB database

Claims (11)

ロボットが移動する作業空間を、離間した複数の点及びこの点の数に応じて前記作業領域を分割してなる領域とからなる格子点の集合として表わし、N個のアーム(N≧1)を有する多関節ロボットの移動経路を、前記作業空間内で作成するロボットの経路作成方法であって、
前記N個のアームのうち、第n(N≧n≧1)アームについて、この第nアームの移動の支点となる一端の基準点の位置と他端側である副基準点の位置とで示される姿勢であって、第Nアームについては、前記作業空間内に存在する障害物と干渉しない姿勢を保持可能姿勢と定義し、第1番目から第N−1番目に属する第nアームについては、前記作業空間内に存在する障害物と干渉せず、かつ、その先に位置する第n+1アームが少なくとも一つの保持可能姿勢を有するときの姿勢を、第nアームの保持可能姿勢と定義し、所定の格子点を基準点とするアームごとの前記保持可能姿勢の集合を第Nアームから順に第1アームまで、N個のアームの各々について作成して、保持可能姿勢集合テーブルを得るステップと、
この保持可能姿勢集合テーブルに基づき、第nアームが障害物と干渉することなく隣接する格子点間で前記副基準点が移動可能であるとき、この二つの格子点の対をn可接続関係と定義し、前記副基準点が同一の格子点に位置するとき又は前記副基準点の位置する格子点対が前記n可接続関係にあるときに、前記第nアームが障害物と干渉しないで隣接する格子点間で移動可能であるとき、前記基準点の格子点対をn−1可接続関係にあると定義して、第Nアームから順に第1アームまで、N個のアームの各々について可接続関係の集合である可接続関係テーブルを作成するステップと、
前記保持可能姿勢集合テーブル及び前記可接続関係テーブルを用いて、所定の初期姿勢にある前記第1アーム〜第Nアームの各基準点及び副基準点が可接続関係にある格子点を経て各アームの目標点まで移動する経路を割り出すステップと、
を有することを特徴とするロボットの経路作成方法。
The working space in which the robot moves, expressed as a set of lattice points formed of an area obtained by dividing the working area in accordance with the number of points and the point spaced, N number of arms (N ≧ 1) A robot path creation method for creating a movement path of an articulated robot in the work space,
Of the N arms, the n-th (N ≧ n ≧ 1) arm is indicated by the position of the reference point at one end serving as a fulcrum for the movement of the n-th arm and the position of the sub-reference point at the other end. For the Nth arm, the posture that does not interfere with the obstacle present in the work space is defined as a holdable posture, and the nth arm belonging to the 1st to (N-1) th is The position at which the n + 1 arm located at the front of the n + 1 arm does not interfere with an obstacle existing in the work space and has at least one holdable posture is defined as the holdable posture of the nth arm. Creating a set of holdable postures for each arm with a predetermined lattice point as a reference point for each of the N arms from the Nth arm to the first arm in order to obtain a holdable posture set table; ,
Based on the holdable posture set table, when the sub-reference point is movable between adjacent lattice points without the n-th arm interfering with an obstacle, the pair of these two lattice points is defined as n connectable relationship. And when the sub-reference point is located at the same lattice point or when the lattice point pair where the sub-reference point is located is in the n-connectable relationship, the n-th arm is adjacent without interfering with an obstacle. The grid point pair of the reference point is defined as having an n-1 connectable relationship, and each of the N arms from the Nth arm to the first arm is possible. Creating a connectable relationship table that is a set of connection relationships;
Using the holdable posture set table and the connectable relationship table, each arm passes through a lattice point in which the reference points and sub-reference points of the first to Nth arms in a predetermined initial posture are in a connectable relationship. Determining a route to travel to the target point of
A method for creating a route of a robot, comprising:
請求項1に記載のロボットの経路作成方法において、前記可接続関係テーブルを照会して、所定の初期位置から互いにn可接続の関係にある前記格子点を経由して到達可能な点の集合であるn可到達集合を、第1アームから第Nアームまでの各々について求め、求めた各アームごと前記n可到達点集合の中に、当該アームの前記目標点が含まれるか否かを判断し、含まれると判断した場合に、前記ロボットが目標点に到達可能と判断して、前記第1アームから第Nアームまでの各々を初期姿勢から目標姿勢に向けて移動経路を作成することを特徴とするロボットの経路作成方法。 2. The robot path creation method according to claim 1, wherein the connectable relation table is referred to, and a set of points reachable from the predetermined initial position via the lattice points that are n connectable to each other. An n reachable set is obtained for each of the first arm to the Nth arm, and it is determined whether or not the target point of the arm is included in the n reachable point set for each obtained arm. When it is determined that the robot is included, it is determined that the robot can reach the target point, and each of the first arm to the Nth arm is moved from the initial posture toward the target posture, and a movement path is created. Robot path creation method. 一の格子点に基準点を持つ第nアーム(1≦n≦N)の保持可能姿勢集合が、前記障害物によってn可接続関係にある複数の成分に分断される場合に、前記一の格子点と同一の座標上に、複写格子点を設定することを特徴とする請求項1又は2に記載のロボットの経路作成方法。 When the holdable posture set of the n-th arm (1 ≦ n ≦ N) having a reference point at one lattice point is divided by the obstacle into a plurality of components having n connectability, the one lattice 3. The robot path creation method according to claim 1, wherein a copy grid point is set on the same coordinates as the point. 一の格子点に基準点を持つ第nアームの副基準点位置の集合を求め、前記第nアームが前記障害物に干渉する姿勢における前記副基準点の位置を前記集合から除外し、n可接続関係にある前記副基準点の位置の集合が二つ以上の成分に分断されるときに、前記第nアームの保持可能姿勢集合が前記障害物によって分断されると判断して前記格子点と同じ位置に複写格子点を設定することを特徴とする請求項3に記載のロボットの経路作成方法。 A set of sub-reference point positions of the n-th arm having a reference point at one lattice point is obtained, and the position of the sub-reference point in a posture where the n-th arm interferes with the obstacle is excluded from the set, and n When the set of positions of the sub-reference points in connection relation is divided into two or more components, it is determined that the holdable posture set of the n-th arm is divided by the obstacle, and the lattice points 4. The robot path creation method according to claim 3, wherein a copy grid point is set at the same position. 一の姿勢の第nアームが、その副基準点ないしは基準点を複数の他の位置に移動できる場合に、各格子点から第nアームの副基準点ないしは基準点の目標点までの距離を演算し、演算された距離に基づいて、次に移動すべき位置を決定することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のロボットの経路作成方法。 When the n-th arm in one posture can move the sub-reference point or reference point to a plurality of other positions, the distance from each lattice point to the sub-reference point of the n-th arm or the target point of the reference point is calculated The robot path creation method according to claim 1, wherein a position to be moved next is determined based on the calculated distance. 前記作業空間内に存在する障害物が、一の姿勢から他の姿勢に移動する際の第nアームの基準点及び副基準点の少なくとも一方の移動と関連して移動する場合に、前記第nアームの前記保持可能姿勢集合テーブル及び前記可接続関係テーブルに前記障害物の移動を加味することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のロボットの経路作成方法。 When the obstacle existing in the work space moves in association with the movement of at least one of the reference point and the sub reference point of the nth arm when moving from one posture to another posture, the nth 6. The robot path creation method according to claim 1, wherein movement of the obstacle is added to the holdable posture set table and the connectable relation table of the arm. 第nアームの基準点及び副基準点の少なくとも一方の移動と関連して移動する前記障害物が、前記第nアームに基準点で連接する第n−1アームである場合に、第n−1アームの姿勢に対する前記第nアームの許容回動角と他の障害物の位置とから、前記第nアームの保持可能姿勢集合テーブル及び前記可接続関係テーブルを作成することを特徴とする請求項6に記載のロボットの経路作成方法。 When the obstacle moving in association with the movement of at least one of the reference point and the sub-reference point of the n-th arm is the (n-1) -th arm connected to the n-th arm at the reference point, the n-1 7. The holdable posture set table and the connectable relationship table of the n-th arm are created from the allowable rotation angle of the n-th arm with respect to the posture of the arm and the position of other obstacles. The robot path creation method described in 1. ロボットが移動する作業空間を、離間した複数の点及びこの点の数に応じて前記作業領域を分割してなる領域とからなる格子点の集合で表わし、N個のアームN(N≧1)を有する多関節ロボットの移動経路を、前記作業空間内で作成するロボットの経路作成装置であって、
前記ロボットに備えられたN(N≧1)個のアームのそれぞれについて、アームの移動の支点となる一端側の基準点の位置情報と他端側の副基準点の位置情報とから、前記アームの各々の姿勢を求める姿勢演算部と、
この姿勢演算部で求めた姿勢が、前記作業空間内の障害物と干渉するかどうかを判断する障害物干渉判断部と、
前記N個のアームのうち、第n(N≧n≧1)アームについて、この第nアームの移動の支点となる一端の基準点の位置と他端側である副基準点の位置とで示される姿勢であって、第Nアームについては、前記作業空間内に存在する障害物と干渉しない姿勢を保持可能姿勢とし、第1番目から第N−1番目に属するnについては、前記作業空間内に存在する障害物と干渉せず、かつ、その先に位置する第n+1アームが保持可能な姿勢を少なくとも一つ有するときの姿勢を、第nアームの保持可能姿勢と定義し、所定の格子点を基準点とするアームごとの前記保持可能姿勢の集合を第1アームから第Nアームまでの各々について作成する保持可能姿勢集合テーブル作成部と、
この保持可能姿勢集合テーブルに基づき、第nアームが障害物と干渉することなく隣接する格子点間で副基準点が移動可能であるとき、この二つの格子点の対をn可接続関係と定義し、前記副基準点が同一の格子点に位置するとき又は前記副基準点の位置する格子点対が前記n可接続関係にあるときに、前記第nアームが障害物と干渉しないで隣接する格子点間で移動可能であるとき、前記基準点の格子点対をn−1可接続関係にあると定義して、第Nアームから順に第1アームまで、N個のアームの各々について可接続関係の集合である可接続関係テーブルを作成する可接続関係テーブル作成部と、
前記保持可能姿勢集合テーブル及び前記可接続関係テーブルを用いて、所定の初期姿勢にある前記第1アームから第Nアームまでの各基準点及び副基準点が可接続関係にある格子点を経て各アームの目標点まで移動する経路を割り出す経路作成部と、
を有することを特徴とするロボットの経路作成装置。
The work space in which the robot moves is represented by a set of grid points each composed of a plurality of spaced points and a region obtained by dividing the work region according to the number of points, and N arms N (N ≧ 1) the movement path of the multi-joint robot having, a route generation device of the robot to create in the working space,
For each of the N (N ≧ 1) arms provided in the robot, the position of the reference point on one end and the position information on the sub-reference point on the other end, which are fulcrums for movement of the arm, A posture calculation unit for obtaining each posture of
An obstacle interference determination unit that determines whether the posture obtained by the posture calculation unit interferes with an obstacle in the work space;
Of the N arms, the n-th (N ≧ n ≧ 1) arm is indicated by the position of the reference point at one end serving as a fulcrum for the movement of the n-th arm and the position of the sub-reference point at the other end. The N-th arm is a posture that can hold the posture that does not interfere with an obstacle existing in the work space, and the nth member from the first to the (N-1) -th is in the work space. Is defined as a holdable posture of the n-th arm, and does not interfere with an obstacle existing in the vehicle and has at least one holdable posture of the n + 1-th arm positioned ahead of it. A holdable posture set table creating unit for creating a set of holdable postures for each arm from the first arm to the N-th arm with a grid point as a reference point;
Based on the holdable posture set table, when the sub-reference point is movable between adjacent lattice points without the n-th arm interfering with an obstacle, the pair of these two lattice points is defined as an n connectable relationship. When the sub-reference point is located at the same lattice point or when the lattice point pair where the sub-reference point is located is in the n-connectable relationship, the n-th arm is adjacent without interfering with an obstacle. When it is possible to move between lattice points, the lattice point pair of the reference point is defined as having an n-1 connectable relationship, and each of the N arms is connectable from the Nth arm to the first arm in order. A connectable relationship table creating unit for creating a connectable relationship table that is a set of relationships;
Using the holdable posture set table and the connectable relationship table, each reference point and sub-reference points from the first arm to the Nth arm in a predetermined initial posture are passed through lattice points in a connectable relationship. A route creation unit for determining a route to move to the target point of the arm;
A robot path creation device characterized by comprising:
請求項8に記載のロボットの経路作成装置において、前記可接続関係テーブルを照会して、所定の初期位置から互いにn可接続な関係にある前記格子点を経由することで到達可能な点の集合であるn可到達集合を、第1アームから第Nアームまでの各々について求め、求めた各アームごと前記n可到達点集合の中に、当該アームの前記目標点が含まれるか否かから目標点に到達可能か否かを判断する判断部を有し、前記判断部によって到達可能と判断された場合に前記経路作成部による経路作成を行うことを特徴とするロボットの経路作成装置。 9. The robot path creation device according to claim 8, wherein the set of points reachable by inquiring the connectable relationship table and passing through the lattice points that are n connectable to each other from a predetermined initial position. N reachable sets are obtained for each of the first arm to the Nth arm, and the target is determined based on whether or not the target point of the arm is included in the n reachable point set for each obtained arm. An apparatus for creating a route of a robot, comprising: a determination unit that determines whether or not a point can be reached; and when the determination unit determines that the point can be reached, the route generation unit generates a route. 一の格子点を支点とする第nアームの保持可能姿勢集合が、障害物によってn可接続関係にある複数の部分に分断されるか否かを判断し、分断されると判断した場合に、前記格子点と同一の座標上に、分断される数に応じた数の複写格子点を設定し、前記保持可能姿勢集合の個々のn可接続の意味で連結な領域に前記格子点及び前記複写格子点を割り当てる複写格子点作成部をさらに有することを特徴とする請求項9に記載のロボットの経路作成装置。 When determining whether or not the holdable posture set of the n-th arm with one lattice point as a fulcrum is divided into a plurality of parts having an n-connectable relationship by an obstacle, The number of copy grid points corresponding to the number of divided points is set on the same coordinates as the grid points, and the grid points and the copy are connected to regions connected in the meaning of the individual n connectability of the holdable posture set. The robot path creation apparatus according to claim 9, further comprising a duplicate grid point creation unit for assigning grid points. 前記経路作成部は、前記可接続関係テーブルに基づいて第nアームを一の姿勢から他の姿勢に移動させる際、移動可能な前記他の姿勢が複数存在する場合に、各格子点から前記第nアームの目標点までの距離から前記他の姿勢を決定することを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載のロボットの経路作成装置。 The path creation unit, when moving the n-th arm from one posture to another posture based on the connectable relationship table, when there are a plurality of other movable postures, The robot path creation apparatus according to claim 8, wherein the other posture is determined from a distance to a target point of the n arm.
JP2005039843A 2005-02-16 2005-02-16 Robot path creation method and apparatus Expired - Fee Related JP4195945B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005039843A JP4195945B2 (en) 2005-02-16 2005-02-16 Robot path creation method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005039843A JP4195945B2 (en) 2005-02-16 2005-02-16 Robot path creation method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006227840A JP2006227840A (en) 2006-08-31
JP4195945B2 true JP4195945B2 (en) 2008-12-17

Family

ID=36989185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005039843A Expired - Fee Related JP4195945B2 (en) 2005-02-16 2005-02-16 Robot path creation method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4195945B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006227840A (en) 2006-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8290620B2 (en) Route creation method and route creation device
TWI381256B (en) System, method, and computer readable medium for controlling the movement of a plurality of moveable axes of a machine tool system
CN111844128A (en) Track planning device and track planning method
JP5044991B2 (en) Route creation apparatus and route creation method
JP6068423B2 (en) Robot programming device that teaches robots machining operations
EP1335315A2 (en) Dual Dijkstra search for planning multiple paths
JP2008105132A (en) Method and apparatus for producing path of arm in joint space
JP2009134352A (en) Robot motion path creating device, and robot motion path creating method
JP2009172721A (en) Robot track control device and method
JP4667764B2 (en) Route setting method
JP4304495B2 (en) Route planning method
JP5061798B2 (en) Movement path generation method, movement path generation apparatus, movement path generation program, robot arm control apparatus, and robot arm control program
JP7259860B2 (en) ROBOT ROUTE DETERMINATION DEVICE, ROBOT ROUTE DETERMINATION METHOD, AND PROGRAM
JP4195945B2 (en) Robot path creation method and apparatus
JP2022076814A (en) Program generation system, robot system, program generation method and generation program
JP4304512B2 (en) Path planning device
JP2014076498A (en) Articulated robot and semiconductor wafer carrier device
JP3134653B2 (en) Intermediate point teaching data creation method
JPH08286722A (en) Off-line teaching method using cad data and its system
Villumsen et al. A framework for task sequencing for redundant robotic remote laser processing equipment based on redundancy space sampling
JP5414266B2 (en) Cutting method and cutting apparatus
JP5278850B2 (en) 3D path control method
JP2008290223A (en) Device and method for determining robot installation position
JP7000634B1 (en) Control device
JP2021026602A (en) Movement path generation device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070709

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070713

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070910

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080402

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080602

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20080612

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080811

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20080828

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080905

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20080828

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131010

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees