JP4942672B2 - Robot trajectory control apparatus and robot trajectory control method - Google Patents

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Description

本発明は、ロボットの始点から終点に至る動作経路である軌道を自動的に制御するロボット軌道制御装置及びロボット軌道制御方法に関する。   The present invention relates to a robot trajectory control apparatus and a robot trajectory control method for automatically controlling a trajectory that is an operation path from a start point to an end point of a robot.

一般に、産業用のロボットの始点から終点に至る動作経路である軌道を決定する場合には、ロボットと周辺環境との干渉を回避するために、目的地点である始点及び終点以外に経由点を設計する場面がある。ここで、経由点の取り方によっては作業時時間が不必要に伸びるため、適切な経由点の設計が求められる。しかし適切な経由点を設計するためには時間が掛かるといった問題や、経由点を設計するために作業者が拘束されるといった問題がある。   In general, when determining the trajectory that is the movement path from the start point to the end point of an industrial robot, a waypoint is designed in addition to the start point and end point that are the destination points in order to avoid interference between the robot and the surrounding environment. There is a scene to do. Here, depending on how the waypoints are taken, the working time is unnecessarily extended, and therefore, a suitable waypoint design is required. However, there are problems that it takes time to design an appropriate waypoint, and that an operator is restrained to design a waypoint.

上記問題の解決を目的とした従来の技術としては、例えば、特許文献1に開示されているように、干渉物(障害物)を含む領域を所定間隔で分割しその分割点を経由点候補として、移動時に干渉物と干渉が発生しない経由点候補のうち移動時間が最短となる経由点を採用する中間点教示データ作成方法がある。   As a conventional technique for solving the above problem, for example, as disclosed in Patent Document 1, a region including an obstacle (obstacle) is divided at a predetermined interval, and the division point is used as a via point candidate. There is an intermediate point teaching data creation method that employs a via point that has the shortest movement time among via point candidates that do not interfere with an interferer during movement.

また、他の従来技術として、例えば、特許文献2に開示されているように、外部から与えられる作業目標とロボットの動作とを比較して経由点の変更を行い、目的とする作業を達成するように学習する技術を採用したロボットの作業学習装置も、上記問題の解決を図っている。   As another conventional technique, for example, as disclosed in Patent Document 2, a work target given from the outside is compared with the operation of the robot to change the waypoint, thereby achieving the target work. A robot work learning apparatus that employs the learning technique as described above also attempts to solve the above problem.

特許第3134653号公報Japanese Patent No. 3134653 特開平8−314522号公報JP-A-8-314522

特許文献1で開示された上記中間点教示データ作成方法は、現在見つかっている干渉が発生しない経由点候補を用いた場合の移動時間よりも、移動時間が長くなる経由点候補も干渉が発生しないかを調査することになり、不必要な調査が増えて計算手数が多く掛かるという問題点があった。   The intermediate point teaching data creation method disclosed in Patent Document 1 does not cause interference even for via-point candidates whose movement time is longer than the movement time when using a via-point candidate that does not cause any interference that is currently found. There was a problem that the number of unnecessary investigations increased and the number of calculations was increased.

また、特許文献2で開示された上記ロボットの作業学習装置も、周辺環境との干渉を回避する実行時間が最短の軌道を事前に求めるのは困難であるため、学習の最初で作業目標を与えることはできず、学習の過程で何度も外部から作業目標を与える必要があり自動的に改善することができないという問題点があった。   The robot work learning device disclosed in Patent Document 2 also provides a work target at the beginning of learning because it is difficult to obtain in advance a trajectory with the shortest execution time to avoid interference with the surrounding environment. There is a problem that it is impossible to improve automatically because it is necessary to give a work target from the outside many times during the learning process.

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、少ない計算手数で自動的にロボットの動作経路を改善することができる、ロボット軌道制御装置及びロボット軌道制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a robot trajectory control apparatus and a robot trajectory control method that can automatically improve an operation path of a robot with a small number of calculations. To do.

この発明に係る請求項1記載のロボット軌道制御装置は、複数の駆動部を有するロボットの始点から終点に至る動作経路である軌道を制御するロボット軌道制御装置であって、始点、少なくとも一つの経由点、終点を含む複数の軌道座標を規定した軌道位置情報に基づき、前記複数の軌道座標間における前記複数の駆動部の動作である複数の補間動作の内容を規定した動作指令値を出力するロボット制御手段を備え、前記複数の軌道座標はそれぞれ前記複数の駆動部の動作内容によって規定され、前記動作指令値に基づき、前記ロボットを動作させた際に実現される前記複数の駆動部それぞれの状態を示す駆動部情報と、前記ロボットと周辺環境との位置関係を規定する周辺情報とを含む動作情報を収集する動作情報収集手段と、前記動作情報収集手段で収集された前記動作情報に基づき、前記動作指令値で前記ロボットが動作可能か判定する動作実行可能判定手段と、前記動作実行可能判定手段により前記ロボットが動作可能と判定された際に、前記少なくとも一つの経由点のうち一の経由点を選択経由点とし、かつ、前記複数の補間動作のうち前記選択経由点を含む一の補間動作を選択補間動作とし、該選択補間動作において前記複数の駆動部のうち実行速度に最も影響を与えると判断した駆動部をボトルネック駆動部とし、前記動作情報に基づき、ロボット全体の実行時間が短縮される範囲で前記ボトルネック駆動部における前記選択経由点の座標を変更して第1の経由点候補を算出し、該第1の経由点候補を規定した第1の経由点候補情報を出力する経由点候補決定手段と、前記動作実行可能判定手段により前記ロボットが動作不可能と判定された際に、前記動作情報に基づき、ロボット全体の実行時間が短縮される範囲で前記複数の駆動部のうち前記ボトルネック駆動部以外の駆動部における第2の経由点候補を算出し、該第2の経由点候補を規定した第2の経由点候補情報を出力する動作可能経由点候補探索手段と、記第2の経由点候補情報が規定する前記第2の経由点候補が存在すれば該第2の経由点候補を変更経由点として決定し、前記第2の経由点候補が存在せず前記第1の経由点候補情報が規定する前記第1の経由点候補が存在すれば該第1の経由点候補を前記変更経由点として決定し、前記複数の軌道座標のうち前記選択経由点を前記変更経由点に置き換えた情報を新たな前記軌道位置情報として前記ロボット制御手段に与える経由点変更手段とをさらに備える。 A robot trajectory control device according to claim 1 of the present invention is a robot trajectory control device that controls a trajectory that is an operation path from a start point to an end point of a robot having a plurality of drive units, and the start point includes at least one route. A robot that outputs an operation command value that defines the contents of a plurality of interpolation operations that are operations of the plurality of drive units between the plurality of orbit coordinates based on orbit position information that defines a plurality of orbit coordinates including a point and an end point Each of the plurality of orbital coordinates is defined by the operation content of the plurality of drive units, and each state of the plurality of drive units realized when the robot is operated based on the operation command value. Operation information collecting means for collecting operation information including drive unit information indicating the position of the robot and surrounding information that defines a positional relationship between the robot and the surrounding environment; Based on the motion information collected by the collecting means, when the robot is operable by the motion command value, the motion executable determination means determines whether the robot is operable by the motion executable determination means. One of the at least one via points is a selected via point, and one of the plurality of interpolation operations including the selected via point is a selective interpolation operation, and in the selective interpolation operation, a drive unit which determines that the greatest impact on execution speed of the plurality of driving portions and a bottleneck drive unit, based on the operation information, definitive the bottleneck driver to the extent that the execution time of the entire robot is shortened the A route point candidate determining unit that calculates a first route point candidate by changing the coordinates of the selected route point, and outputs first route point candidate information that defines the first route point candidate; When the robot is determined to be inoperable by the operation executability determination means, based on said operation information, other than the bottleneck driver of the plurality of drive unit to the extent that the execution time of the entire robot is shortened of calculating a second via point candidates definitive the drive unit, and operable via point candidate search means for outputting a second via point candidate information specifying a route point candidate of the second, the serial second via-points If the second waypoint candidate defined by the candidate information exists, the second waypoint candidate is determined as a change waypoint, and the second waypoint candidate does not exist and the first waypoint candidate information If the first waypoint candidate defined by is present, the first waypoint candidate is determined as the change waypoint, and the selected waypoint is replaced with the change waypoint among the plurality of trajectory coordinates. As the new orbital position information And a waypoint changing means to be given to the robot control means.

この発明に係る請求項3記載のロボット軌道制御方法は、複数の駆動部を有するロボットにおける始点から終点に至る動作経路である軌道を制御するロボット軌道制御方法であって、(a) 始点、少なくとも一つの経由点、終点を含む複数の軌道座標を規定した軌道位置情報を取得するステップを備え、前記複数の軌道座標はそれぞれ前記複数の駆動部の動作内容によって規定され、(b) 前記少なくとも一つの経由点のうち一の経由点を選択経由点とし、かつ、前記複数の軌道座標間における前記複数の駆動部の動作である複数の補間動作のうち前記選択経由点を含む一の補間動作を選択補間動作とし、該選択補間動作において前記複数の駆動部のうち実行速度に最も影響を与えると判断した駆動部をボトルネック駆動部とし、ロボット全体の実行時間が短縮される範囲で前記ボトルネック駆動部における前記選択経由点の座標を変更して第1の経由点候補を算出するステップと、(c) 前記複数の軌道座標のうち、前記ステップ(b) で得た前記第1の経由点候補を前記選択経由点から置き換えた情報を前記軌道位置情報で動作させた際に前記ロボットが動作不能の場合に実行され、ロボット全体の実行時間が短縮される範囲で前記複数の駆動部のうち前記ボトルネック駆動部以外の駆動部における第2の経由点候補を算出するステップと、(d) 前記第2の経由点候補が存在すれば該第2の経由点候補を変更経由点として決定し、前記第2の経由点候補が存在せず前記第1の経由点候補が存在すれば該第1の経由点候補を前記変更経由点として決定し、前記複数の軌道座標のうち前記選択経由点を前記変更経由点に置き換えた情報を新たな前記軌道位置情報とするステップとをさらに備え、前記第1及び第2の経由点候補の算出が共に不可能になるまで、前記ステップ(a) 〜(d) を繰り返す。
A robot trajectory control method according to a third aspect of the present invention is a robot trajectory control method for controlling a trajectory that is an operation path from a start point to an end point in a robot having a plurality of drive units, and (a) at least a start point, Obtaining trajectory position information defining a plurality of trajectory coordinates including one waypoint and an end point, each of the plurality of trajectory coordinates being defined by the operation content of the plurality of driving units, and (b) the at least one trajectory. One of the via points is a selected via point, and one interpolation operation including the selected via point among a plurality of interpolation operations that are operations of the plurality of drive units between the plurality of trajectory coordinates. and selecting interpolation operation, the drive unit it is determined that most affect the execution speed of the plurality of drive unit in said selected interpolation operation is a bottleneck driver, of the entire robot real Calculating a first route point candidates by changing the coordinates of the selected waypoint to definitive the bottleneck driver to the extent that time is reduced, (c) among the plurality of track coordinates, wherein step ( This is executed when the robot is inoperable when the information obtained by replacing the first waypoint candidate obtained in step b) with the selected waypoint is operated with the trajectory position information, and the execution time of the entire robot is reduced. calculating a second via point candidates definitive the drive unit other than the bottleneck driver among the plurality of driving portions to the extent, said if there is; (d) second via point candidate 2 waypoint candidates are determined as change waypoints, and if the second waypoint candidate does not exist and the first waypoint candidates exist, the first waypoint candidate is determined as the change waypoint. , The selected via point among the plurality of trajectory coordinates Further comprising the step of setting the information obtained by replacing the change via point as the new trajectory position information until the calculation of the first and second via point candidates becomes impossible. Repeat (d).

この発明に係る請求項1記載のロボット軌道制御装置は、ロボットを実際に動作させながら、動作情報収集手段より得られる動作情報に基づき経由点候補決定手段あるいは動作可能経由点候補探索手段により、実行時間が短縮される範囲で第1あるいは第2の経由点候補を得ている。そして、経由点変更手段が上記第1あるいは第2の経由点候補を変更経由点として決定している。   The robot trajectory control device according to claim 1 of the present invention is executed by the waypoint candidate determining means or the actionable waypoint candidate searching means based on the action information obtained from the action information collecting means while actually operating the robot. The first or second waypoint candidate is obtained within a range in which the time is shortened. Then, the waypoint changing means determines the first or second waypoint candidate as the change waypoint.

したがって、請求項1記載のロボット軌道制御装置は、経由点変更手段によって決定された変更経由点を選択経由点に置き換えた情報を新たな軌道位置情報として自動的に順次得ることにより、少ない計算手順で周辺環境との干渉を発生させることなく、ロボットの軌道を改善することができる。   Therefore, the robot trajectory control apparatus according to claim 1 can obtain a small number of calculation procedures by automatically and sequentially obtaining information obtained by replacing the change via point determined by the via point changing unit with the selected via point as new trajectory position information. Therefore, the trajectory of the robot can be improved without causing interference with the surrounding environment.

この発明に係る請求項3記載のロボット軌道制御方法は、ロボットを実際に動作させながら、ステップ(b) 及びステップ(c) の実行により、実行時間が短縮される第1あるいは第2の経由点候補を得ている。そして、ステップ(d) によって上記第1あるいは第2の経由点候補を変更経由点として決定している。   The robot trajectory control method according to claim 3 of the present invention is the first or second waypoint in which the execution time is reduced by executing step (b) and step (c) while actually operating the robot. I'm getting a candidate. In step (d), the first or second waypoint candidate is determined as a change waypoint.

したがって、請求項3記載のロボット軌道制御方法は、ステップ(d) の実行によって、複数の軌道座標のうち選択経由点を変更経由点に置き換えた情報を新たな軌道位置情報として自動的に順次得ることにより、少ない計算手順で周辺環境との干渉を発生させることなく、ロボットの軌道を改善することができる。   Therefore, in the robot trajectory control method according to the third aspect, information obtained by replacing the selected via point with the changed via point among a plurality of orbit coordinates is automatically obtained sequentially as new orbit position information by executing step (d). Thus, the trajectory of the robot can be improved without causing interference with the surrounding environment with a small number of calculation procedures.

<実施の形態1>
(構成)
図1はこの発明の実施の形態1であるロボット軌道制御装置の構成を示すブロック図である。
<Embodiment 1>
(Constitution)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the robot trajectory control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

同図に示すように、ロボット制御手段1は始点座標、少なくとも一つの初期経由点座標、終点座標を含む複数の軌道座標を規定した軌道位置情報である初期情報I1を受ける。これら複数の軌道座標はロボット装置2の複数の駆動部の動作状況によって規定される。   As shown in the figure, the robot control means 1 receives initial information I1 which is trajectory position information defining a plurality of trajectory coordinates including a start point coordinate, at least one initial via point coordinate, and an end point coordinate. The plurality of orbit coordinates are defined by the operating states of the plurality of driving units of the robot apparatus 2.

そして、ロボット制御手段1は、初期情報I1に基づき、複数の軌道座標間における複数の補間動作の内容を規定した動作指令値C1をロボット装置2に出力する。複数の補間動作の内容は予め定めた補間動作種別によって決定される。   Then, the robot control means 1 outputs an operation command value C1 defining the contents of a plurality of interpolation operations between a plurality of trajectory coordinates to the robot apparatus 2 based on the initial information I1. The contents of the plurality of interpolation operations are determined according to a predetermined interpolation operation type.

ロボット装置2はロボット制御手段1が出力する動作指令値C1に従って動作し、付加軸等を含むロボット装置の駆動部の状態を示す駆動部情報を検出する内部センサや、ロボットと周辺環境との位置関係を規定する周辺情報を検出する外部センサを備えている。内部センサとはロボット装置2の各駆動部に備えられているエンコーダやモータの電流値を検知するセンサ等を指し、外部センサとは視覚センサや距離センサ、触覚センサ等を指す。なお、付加軸として例えばロボットを搭載するレール等が考えられる。   The robot apparatus 2 operates in accordance with the operation command value C1 output from the robot control means 1, and detects an internal sensor that detects the state of the driving section of the robot apparatus including the additional axis and the position of the robot and the surrounding environment. An external sensor that detects peripheral information that defines the relationship is provided. The internal sensor indicates an encoder or a sensor that detects a current value of a motor provided in each driving unit of the robot apparatus 2, and the external sensor indicates a visual sensor, a distance sensor, a tactile sensor, or the like. As an additional axis, for example, a rail on which a robot is mounted can be considered.

なお、上記外部センサは、障害物の位置及び大きさを全て正確に認識する必要は無く、ロボットと障害物が一定距離以上あること、若しくはロボット本体が障害物に接触して損傷することを未然に防げる程度で十分である。   Note that the external sensor does not need to accurately recognize the position and size of the obstacle, and that the robot and the obstacle are more than a certain distance or that the robot body contacts the obstacle and is damaged. It is enough to prevent it.

例えば、触覚センサの場合は(最低限)どのロボットの姿勢で接触があったか分かればよく、ロボットのどの部位で接触があったかの情報は必要ではない。また、視覚センサや距離センサの場合は,予めマージンを設定し(センサ誤差などから決まる)、そのマージンであればロボットと障害物が意図しない接触を回避できる程度の正確さが必要となる。   For example, in the case of a tactile sensor, it is only necessary (at a minimum) to know which robot's posture is in contact, and information on which part of the robot is in contact is not necessary. In the case of a visual sensor or a distance sensor, a margin is set in advance (determined from sensor error or the like), and if the margin is used, the robot and the obstacle need to be accurate enough to avoid unintended contact.

動作情報収集手段3は上述したロボット装置2に備えられた内部センサより検出された駆動部情報と外部センサの出力である周辺情報とを含む動作情報I3を時系列に沿って収集する。   The motion information collecting means 3 collects the motion information I3 including the drive unit information detected by the internal sensor provided in the robot device 2 and the peripheral information which is the output of the external sensor in time series.

動作実行可能判定手段4は上述した動作情報収集手段3によって収集された動作情報I3に基づき、動作指令値C1でロボット装置2が動作可能であるか否かを判定し、判定結果である動作可能情報I4を出力する。   Based on the motion information I3 collected by the motion information collection unit 3 described above, the motion feasibility determination unit 4 determines whether or not the robot apparatus 2 is operable based on the motion command value C1, and can perform the motion that is the determination result. Information I4 is output.

動作実行可能判定手段4による判定手法として、既知である内部センサを用いた衝突検知判定や過速度判定、過トルク判定、特異点判定、稼動限界範囲判定等が考えられる。また距離センサやビジョンセンサ、触覚センサ,接触センサといった外部センサを用いてロボットと周辺環境との距離が一定以上に保たれているかを判定の材料としても良い。また距離センサやビジョンセンサ等の認識作業時に認識範囲内にロボットが位置して認識作業を妨害しているか等、外部センサの認識作業をロボットが妨害しているかを判定の材料としても良い。   As a determination method by the operation feasibility determination unit 4, a collision detection determination, an overspeed determination, an overtorque determination, a singular point determination, an operation limit range determination, and the like using a known internal sensor can be considered. Further, an external sensor such as a distance sensor, a vision sensor, a tactile sensor, or a contact sensor may be used as a material for determining whether the distance between the robot and the surrounding environment is maintained above a certain level. Further, it may be used as a material for determining whether the robot is obstructing the recognition work of the external sensor, such as whether the robot is positioned within the recognition range and obstructing the recognition work, such as a distance sensor or a vision sensor.

経由点候補決定手段5は、動作可能情報I4が動作可能を指示する場合、動作情報収集手段3より得た動作情報I3を入力し、動作情報I3に基づき実行時間が短縮される経由点候補を決定する。この際、複数の経由点からなる軌道であれば座標を変更する経由点の選択も行い、軌道の改善が見込める経由点が存在するかの終了判定も行う。   The route point candidate determination unit 5 inputs the operation information I3 obtained from the operation information collection unit 3 when the operation enable information I4 indicates that the operation is possible, and selects a route point candidate whose execution time is shortened based on the operation information I3. decide. At this time, if the trajectory is composed of a plurality of via points, a via point whose coordinates are changed is also selected, and an end determination is made as to whether there is a via point where the trajectory can be improved.

経由点候補決定手段5は軌道の改善が見込める経由点を見いだし場合、改善可能を指示する改善情報I50と実行時間が短縮される経由点候補(第1の経由点候補)の座標を規定した経由点候補情報I51(第1の経由点候補情報)を出力し、改善の見込みが無いと判断した場合、改善不(可)能を指示する改善情報I50を出力する。   When the waypoint candidate determining means 5 finds a waypoint where the improvement of the trajectory can be found, the waypoint candidate determining unit 5 specifies the improvement information I50 instructing the improvement and the coordinates of the waypoint candidate (first waypoint candidate) whose execution time is shortened. If the point candidate information I51 (first waypoint candidate information) is output and it is determined that there is no prospect of improvement, the improvement information I50 indicating the improvement failure (possible) is output.

動作可能経由点候補探索手段6は、動作可能情報I4を受け、動作可能情報I4が動作不能を指示するとき、動作状態となる。動作可能経由点候補探索手段6の目的は動作不能時に経由点の座標を変更することにより、経由点候補決定手段5で短縮された実行時間内で動作可能な他の経由点候補(第2の経由点候補)を見つけることである。   The operable route point candidate searching means 6 receives the operable information I4, and enters the operating state when the operable information I4 instructs the inoperability. The purpose of the operable waypoint candidate searching means 6 is to change other waypoint candidates that can be operated within the execution time shortened by the waypoint candidate determining means 5 by changing the coordinates of the waypoints when the operation is impossible (second way) Is to find a waypoint candidate).

また、動作可能経由点候補探索手段6は、第2の経由点候補を見つけられない場合は、軌道改善を試みることを指示するボトルネック座標変更指令C6を経由点候補決定手段5に与える。   Further, when the second waypoint candidate searching means 6 cannot find the second waypoint candidate, the operable waypoint candidate searching means 6 gives the route point candidate determining means 5 a bottleneck coordinate change command C6 instructing to try to improve the trajectory.

経由点候補決定手段5は動作可能経由点候補探索手段6よりボトルネック座標変更指令C6を受けた場合、直近に経由点候補情報I51で指示した第1の経由点候補を破棄し、新たな第1の経由点候補を決定する処理を行う。   When the waypoint candidate determining means 5 receives the bottleneck coordinate change command C6 from the operable waypoint candidate searching means 6, the waypoint candidate determining means 5 discards the first waypoint candidate most recently indicated by the waypoint candidate information I51, and creates a new one. Processing for determining one waypoint candidate is performed.

なお、経由点候補決定手段5は、後に詳述するが、経由点の一つを選択経由点とし、選択経由点を含む選択補間動作におけるボトルネック駆動部に関し実行時間が短縮される範囲で経由点候補を決定する動作を行う。一方、動作可能経由点候補探索手段6は、上記ボトルネック駆動部以外の駆動部に関し実行時間が短縮される範囲でロボット装置2が動作可能な第2の経由点候補を決定する動作を行う。   As will be described in detail later, the waypoint candidate determination unit 5 uses one of the waypoints as a selection waypoint, and passes through the range where the execution time is reduced with respect to the bottleneck driving unit in the selection interpolation operation including the selection waypoint. An operation for determining point candidates is performed. On the other hand, the operable waypoint candidate searching means 6 performs an operation of determining a second waypoint candidate in which the robot apparatus 2 can operate within a range in which the execution time is reduced with respect to the drive units other than the bottleneck drive unit.

経由点変更手段7は、経由点候補決定手段5から得た改善情報I50及び経由点候補情報I51に加え、動作可能経由点候補探索手段6からの経由点候補情報I52を入力する。   The waypoint changing means 7 inputs the waypoint candidate information I52 from the operable waypoint candidate searching means 6 in addition to the improvement information I50 and the waypoint candidate information I51 obtained from the waypoint candidate determining means 5.

そして、経由点変更手段7は、改善情報I50が改善可能を指示する場合、経由点候補情報I51の指示する第1の経由点候補を変更経由点として決定し、選択経由点の座標を当該変更経由点の座標に置き換えた複数の軌道座標からなる情報を変更軌道位置情報I7(新たな軌道位置情報)としてロボット制御手段1に出力する。すると、ロボット制御手段1は変更軌道位置情報I7に基づく動作指令値C1をロボット装置2に出力する。   Then, when the improvement information I50 indicates that improvement is possible, the waypoint changing unit 7 determines the first waypoint candidate indicated by the waypoint candidate information I51 as the change waypoint, and changes the coordinates of the selected waypoint. Information consisting of a plurality of trajectory coordinates replaced with the coordinates of the via points is output to the robot control means 1 as changed trajectory position information I7 (new trajectory position information). Then, the robot control unit 1 outputs an operation command value C1 based on the changed trajectory position information I7 to the robot apparatus 2.

ただし、経由点変更手段7は、経由点候補情報I52が指示する第2の経由点候補が存在する場合、第2経由点候補を上記変更経由点として決定し、選択経由点の座標を当該変更経由点の座標に置き換えた複数の軌道座標からなる情報を変更軌道位置情報I7としてロボット制御手段1に出力する。なぜならば、経由点候補情報I52が指示する第2の経由点候補が存在する場合、経由点候補情報I51が指示する第1の経由点候補はロボット装置2が実行不能と動作実行可能判定手段4によって判定されたからである。   However, when there is a second waypoint candidate indicated by the waypoint candidate information I52, the waypoint changing unit 7 determines the second waypoint candidate as the change waypoint and changes the coordinates of the selected waypoint. Information including a plurality of trajectory coordinates replaced with the coordinates of the via points is output to the robot control means 1 as changed trajectory position information I7. This is because when the second waypoint candidate indicated by the waypoint candidate information I52 exists, the robot device 2 cannot execute the first waypoint candidate indicated by the waypoint candidate information I51. It is because it was determined by.

一方、経由点変更手段7は、改善情報I50が改善不能を指示する場合、過去に経由点候補情報I51及び経由点候補情報I52で指示された第1及び第2経由点候補を含む過去に出力した変更軌道位置情報I7のうち、動作実行可能判定手段4によって動作可能と判定され、かつ、実行時間が最短である複数の軌道座標を規定した変更軌道位置情報I7を最終決定する。   On the other hand, when the improvement information I50 indicates that improvement is not possible, the waypoint changing means 7 outputs in the past including the first and second waypoint candidates designated by the waypoint candidate information I51 and the waypoint candidate information I52 in the past. Of the changed trajectory position information I7, the changed trajectory position information I7 that defines a plurality of trajectory coordinates that are determined to be operable by the operation feasibility determination unit 4 and that has the shortest execution time is finally determined.

その後、経由点変更手段7は最終決定した変更軌道位置情報I7に基づきロボット装置2の軌道制御がなされることなる。   Thereafter, the waypoint changing means 7 performs the trajectory control of the robot apparatus 2 based on the finally determined changed trajectory position information I7.

図2は実施の形態1のロボット軌道制御装置を実現する具体的な装置構成(第1の装置構成)を示す説明図である。同図に示すように、ロボット制御手段1としてロボット制御装置22が用いられ、ロボット制御装置22が出力する動作指令値に従って、ロボット装置2に相当するロボット21が動作する。ロボット21の各駆動部の状態を示す駆動部情報や実行時間といった内部センサの出力はロボット制御装置22を介して電子計算機24に出力される。ロボット21に備えられた外部センサの出力(周辺情報)はセンサ用ケーブル25を介してロボット21から電子計算機24に出力される。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing a specific apparatus configuration (first apparatus configuration) for realizing the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment. As shown in the figure, a robot control device 22 is used as the robot control means 1, and a robot 21 corresponding to the robot device 2 operates according to an operation command value output from the robot control device 22. Outputs of internal sensors such as drive unit information indicating the state of each drive unit of the robot 21 and execution time are output to the electronic computer 24 via the robot control device 22. The output (peripheral information) of the external sensor provided in the robot 21 is output from the robot 21 to the electronic computer 24 via the sensor cable 25.

電子計算機24は軌道改善するための経由点候補を決定するための計算を行うものであり、具体的には、図1で示した動作情報収集手段3、動作実行可能判定手段4、経由点候補決定手段5、動作可能経由点候補探索手段6、及び経由点変更手段7の機能を実装したものである。   The electronic computer 24 performs a calculation for determining a waypoint candidate for improving the trajectory. Specifically, the operation information collecting means 3, the action feasibility determining means 4, and the waypoint candidate shown in FIG. The functions of the determining means 5, operable route point candidate searching means 6, and route point changing means 7 are implemented.

ティーチングボックス23は、作業者がロボット制御装置22に初期情報I1を与える装置である。すなわち、ティーチングボックス23は、始点座標、終点座標、初期経由点座標を含む初期情報I1を教示する際や、ロボット21動作時の緊急停止等に用いられる。なお、教示データを電子計算機24から入力する構成にしても当然構わない。   The teaching box 23 is a device in which an operator gives initial information I1 to the robot control device 22. That is, the teaching box 23 is used for teaching the initial information I1 including the start point coordinates, the end point coordinates, and the initial via point coordinates, or for an emergency stop during the operation of the robot 21. Needless to say, the teaching data may be input from the electronic computer 24.

図3はロボット21の具体例を示す説明図である。同図に示すロボット21が、始点標、少なくとも一つの経由点及び終点の座標である軌道座標間の複数の補間動作内容を規定した命令を含むロボット制御装置22からの動作指令値によって動作するロボットに相当する。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing a specific example of the robot 21. The robot 21 shown in the figure operates according to an operation command value from a robot control device 22 including a command defining a plurality of interpolation operation contents between a trajectory coordinate that is a start point, at least one waypoint, and an end point coordinate. It corresponds to.

同図に示すように、ロボット21は駆動部D1〜D6と基体部K0、関節部K1〜K5及び把持部K6から構成される。駆動部D1〜D5による駆動(回転等)によって関節部K1〜K5の位置が変動し、駆動部D6によって把持部K6が把持動作を行う。なお、説明の都合上、基体部K0、把持部K6を含めて単に関節部K0〜K6と呼ぶ場合がある。   As shown in the figure, the robot 21 includes driving units D1 to D6, a base unit K0, joints K1 to K5, and a gripping unit K6. The positions of the joints K1 to K5 are changed by driving (rotating or the like) by the driving units D1 to D5, and the gripping unit K6 performs a gripping operation by the driving unit D6. For convenience of explanation, the base portion K0 and the grip portion K6 may be simply referred to as joint portions K0 to K6.

以降の説明では、ロボット21の位置姿勢、教示データは駆動部D1〜D6それぞれの位置で表記する。例えば、図3のような6軸垂直多関節型ロボットの場合には、駆動部Di(i=1〜6のいずれか)の位置をJiと表記してロボットの位置姿勢、教示データの座標(軌道座標)は、 (J1,J2,J3,J4,J5,J6)で表されるものとする。   In the following description, the position / orientation and teaching data of the robot 21 are described by the respective positions of the driving units D1 to D6. For example, in the case of a 6-axis vertical articulated robot as shown in FIG. 3, the position of the drive unit Di (i = 1 to 6) is expressed as Ji, and the position and orientation of the robot and the coordinates of teaching data ( (Orbit coordinates) is represented by (J1, J2, J3, J4, J5, J6).

各教示データを繋ぐ補間動作内容を指示する補間命令としては駆動部D1〜D6単位で補間を行う命令の例を考える。具体的には、各駆動部Diが同時に動き出し、動作中はできるだけ等速に動き、各駆動部Diが同時に動作を終了する補間動作種別がある。また、ロボット21は経由点で一時停止するのではなく、経由点を挟んだ2つの補間動作(始点〜経由点における補間動作、経由点〜終点における補間動作)を滑らかに繋ぐ動作をするものとする。これら2つ補間動作に関する動作命令である補間命令は、特に軌道の改善が求められる場面や、軌道改善の余地が大きい場面で頻繁に利用されるものである。   As an interpolation command for instructing the content of the interpolation operation that connects the teaching data, an example of a command for performing interpolation in units of the driving units D1 to D6 will be considered. Specifically, there is an interpolation operation type in which each drive unit Di starts to move at the same time, moves as fast as possible during the operation, and each drive unit Di finishes the operation at the same time. In addition, the robot 21 does not pause at the via point, but performs an operation of smoothly connecting two interpolation operations sandwiching the via point (interpolation operation from the start point to the via point, and interpolation operation from the via point to the end point). To do. Interpolation commands, which are operation commands related to these two interpolation operations, are frequently used particularly in scenes where improvement of the trajectory is required or where there is much room for improvement of the trajectory.

(動作)
図4は実施の形態1のロボット軌道制御装置におけるロボット軌道制御方法の処理内容を示すフローチャートである。以下、同図を参照して、実施の形態1のロボット軌道制御装置によるロボット軌道制御方法を説明する。
(Operation)
FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of the robot trajectory control method in the robot trajectory control apparatus of the first embodiment. Hereinafter, the robot trajectory control method by the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

まず、ステップS11に示すように、始点座標、終点座標及び少なくとも一つの初期経由点座標を含む複数の軌道座標を規定した初期情報I1がロボット制御手段1に入力される。   First, as shown in step S11, initial information I1 defining a plurality of trajectory coordinates including a start point coordinate, an end point coordinate, and at least one initial via point coordinate is input to the robot control means 1.

ロボット制御手段1は、初期情報I1に基づき、複数の軌道座標間の補間動作の内容を規定した動作指令値C1をロボット装置2に出力し、ロボット装置2を駆動制御する。なお、初期設定される複数の軌道座標は動作実行可能なものであればよく経由点の数はいくつでもよい。   Based on the initial information I1, the robot control means 1 outputs an operation command value C1 that defines the contents of the interpolation operation between a plurality of trajectory coordinates to the robot apparatus 2 to drive-control the robot apparatus 2. The plurality of initially set orbital coordinates may be any number as long as the operation can be performed, and any number of via points may be used.

ロボット装置2が動作実行すると、動作情報収集手段3がロボット装置2の駆動部情報及び周辺情報を含む動作情報を時系列に沿って収集し、動作情報I3として出力する。   When the robot apparatus 2 performs the operation, the operation information collection unit 3 collects the operation information including the drive unit information and the peripheral information of the robot apparatus 2 in time series, and outputs it as the operation information I3.

動作実行可能判定手段4は、動作情報I3に基づき動作実行可能かを判定して動作可能情報I4を出力する。なお、ロボット装置2の動作実行中に動作実行不可能と判定された場合には、ロボット装置2の損傷を防ぐために、動作実行を中断した上で動作を逆に辿る等して動作開始の状況に戻す。一方、ロボット装置2の損傷の危険が無いようであれば、動作実行を停止する必要は特に無い。当然この動作の中断は、ロボット制御装置22が既知の技術を用いて行ってもよい。   The operation executable determination unit 4 determines whether the operation can be executed based on the operation information I3 and outputs the operation executable information I4. If it is determined that the operation cannot be performed during the operation of the robot apparatus 2, the operation start state is stopped by stopping the operation execution and tracing the operation in reverse to prevent the robot apparatus 2 from being damaged. Return to. On the other hand, if there is no risk of damage to the robot apparatus 2, there is no need to stop the operation execution. Naturally, the interruption of the operation may be performed by the robot controller 22 using a known technique.

動作実行可能判定手段4により動作実行可能と判定された場合(動作可能情報I4が動作可能を指示する場合)、経由点候補決定手段5は、動作情報収集手段3によって収集された各駆動部Diの動作情報I3(駆動部情報)に基づき実行時間が短縮される経由点候補を決定する経由点候補決定処理を実行する。   When the operation executable determination unit 4 determines that the operation can be executed (when the operation enable information I4 indicates that the operation can be performed), the waypoint candidate determination unit 5 selects each drive unit Di collected by the operation information collection unit 3. Based on the operation information I3 (driving unit information), a waypoint candidate determination process for determining a waypoint candidate whose execution time is shortened is executed.

以下、経由点候補決定手段5は経由点候補決定処理について説明する。経由点候補決定処理は図4のステップS14〜S17の処理に該当する。   Hereinafter, the waypoint candidate determination unit 5 will be described with respect to a waypoint candidate determination process. The waypoint candidate determination processing corresponds to the processing in steps S14 to S17 in FIG.

まず、ステップS14の前提となる考え方について説明する。上述した複数の補間動作において、各補間動作の実行時間は各駆動部Diを単独で動かした際に最も時間が掛かる駆動部の実行時間によって決定される。   First, the concept that is the premise of step S14 will be described. In the plurality of interpolation operations described above, the execution time of each interpolation operation is determined by the execution time of the drive unit that takes the longest time when each drive unit Di is moved independently.

そこで、ロボットの補間動作の実行時間を決定するこの駆動部をこの補間動作におけるボトルネックと定義し「ボトルネック駆動部BD」と表記する。経由点候補決定手段5は、各補間動作における各ボトルネック駆動部BDの実行時間を減らすことにより、始点から終点に至るの実行時間を短縮する働きを有してる。このとき、1つの補間動作にボトルネック駆動部BDに該当する駆動部が複数同時に存在する場合には、適宜1つがボトルネック駆動部BDとして選ばれるものとする。   Therefore, this drive unit that determines the execution time of the interpolation operation of the robot is defined as a bottleneck in this interpolation operation and is denoted as “bottleneck drive unit BD”. The waypoint candidate determination means 5 has a function of shortening the execution time from the start point to the end point by reducing the execution time of each bottleneck drive unit BD in each interpolation operation. At this time, when a plurality of drive units corresponding to the bottleneck drive unit BD exist simultaneously in one interpolation operation, one is appropriately selected as the bottleneck drive unit BD.

以上の前提となる考え方に基づき、経由点候補決定手段5は、ステップS14において、変更を行う経由点(選択経由点)と注目する補間動作(選択補間動作)を適宜選択する。   On the basis of the above-mentioned premise, the waypoint candidate determination means 5 appropriately selects the waypoint to be changed (selected waypoint) and the interpolation operation to be noticed (selected interpolation operation) in step S14.

その後、ステップS15において、経由点候補決定手段5は、動作実行時の各駆動部Diの動作情報から選択補間動作におけるボトルネックとなる駆動部ボトルネック駆動部BDを選ぶと共に、動作情報I3に基づき、ボトルネック駆動部BDに関し、実行時間が短縮される範囲で第1の経由点候補を決定する経由点候補決定処理を実行する。ここでは各駆動部Diの速度情報をもとにボトルネック駆動部BDを決定する例について説明する。   Thereafter, in step S15, the waypoint candidate determination means 5 selects the drive unit bottleneck drive unit BD that becomes the bottleneck in the selective interpolation operation from the operation information of each drive unit Di at the time of executing the operation, and based on the operation information I3. For the bottleneck drive unit BD, a waypoint candidate determination process is executed to determine the first waypoint candidate within a range where the execution time is shortened. Here, an example in which the bottleneck driving unit BD is determined based on the speed information of each driving unit Di will be described.

図5は経由点候補決定手段5によるボトルネック駆動部BDの選択方法を示すフローチャートである。以下、同図を参照してボトルネック駆動部BDの選択処理内容を説明する。   FIG. 5 is a flowchart showing a method of selecting the bottleneck driving unit BD by the waypoint candidate determining means 5. Hereinafter, the selection processing contents of the bottleneck driving unit BD will be described with reference to FIG.

まず、ステップS1において、補間動作中において駆動部Diが到達した最高速度である到達速度Viを駆動部Di毎に求める。   First, in step S1, an arrival speed Vi that is the maximum speed reached by the drive unit Di during the interpolation operation is obtained for each drive unit Di.

続いて、ステップS2において、到達速度Viをロボットに予め定められている各駆動部Diの最高速度である定格速度VMiで除した係数値Piを駆動部Di毎に求める。   Subsequently, in step S2, a coefficient value Pi obtained by dividing the arrival speed Vi by the rated speed VMi that is the maximum speed of each drive part Di previously determined for the robot is obtained for each drive part Di.

最後に、ステップS3において、各駆動部Diの係数値Piを比較して、係数値Piが最も大きい駆動部をこの補間動作におけるボトルネック駆動部BDとする。   Finally, in step S3, the coefficient values Pi of the respective drive units Di are compared, and the drive unit having the largest coefficient value Pi is set as the bottleneck drive unit BD in this interpolation operation.

経由点候補決定手段5は、ボトルネック駆動部BDを決定後、ボトルネック駆動部BDの速度変化パターンから実行時間が短縮される第1の経由点候補を決定する。   After determining the bottleneck driving unit BD, the waypoint candidate determining unit 5 determines a first waypoint candidate whose execution time is shortened from the speed change pattern of the bottleneck driving unit BD.

図4に戻って、ステップS16において、経由点候補決定手段5は、選択経由点を挟んだ2つの補間動作のいずれかである選択補間動作におけるボトルネック駆動部BDの速度変化パターンをケースA〜ケースCで分類する。   Returning to FIG. 4, in step S <b> 16, the waypoint candidate determination unit 5 displays the speed change pattern of the bottleneck driving unit BD in the selection interpolation operation which is one of the two interpolation operations sandwiching the selected waypoint in cases A to A. Sort by Case C.

以下、ケースA〜ケースCについて例を挙げて説明する。始点→経由点(×1(経由点数が“1”))→終点の一連の移動において、「始点→経由点」を選択補間動作した場合にボトルネック駆動部BDとなる駆動部(以下、説明の都合上、「前半ボトルネック駆動部BDF」と略記する場合あり)の速度変化パターンを次の3つ場合で分類する。   Hereinafter, cases A to C will be described with examples. In the series of movement from the start point to the via point (× 1 (the number of via points is “1”)) to the end point, a drive unit (hereinafter, description) that becomes the bottleneck drive unit BD when “start point → via point” is selected and interpolated. For convenience, the speed change patterns of “the first half bottleneck drive unit BDF” may be abbreviated in the following three cases.

ケースA :2つの補間動作「始点→経由点」及び「経由点→終点」での移動が同一方向であり、かつ「経由点→終点」の補間動作においても、前半ボトルネック駆動部BDFがそのままボトルネックとなる場合。   Case A: The movements in the two interpolation operations “start point → route point” and “route point → end point” are in the same direction, and the first half bottleneck drive unit BDF remains unchanged even in the interpolation operation “route point → end point”. When it becomes a bottleneck.

ケースB :2つの補間動作「始点→経由点」及び「経由点→終点」での移動が同一方向(停止も含む)であり、かつ「経由点→終点」の補間動作においては、前半ボトルネック駆動部BDFと異なる他の駆動部がボトルネックとなる場合。   Case B: The two interpolation operations “start point → route point” and “route point → end point” move in the same direction (including stop), and in the “route point → end point” interpolation operation, the first half bottleneck When another drive unit different from the drive unit BDF becomes a bottleneck.

ケースC :2つの補間動作「始点→経由点」及び「経由点→終点」との間で、前半ボトルネック駆動部BDFの移動方向が異なる場合。   Case C: The moving direction of the first half bottleneck drive unit BDF differs between two interpolation operations “start point → route point” and “route point → end point”.

同様にして、「経由点→終点」の補間動作においてボトルネック駆動部BDとなる駆動部(以下、説明の都合上、「後半ボトルネック駆動部BDR」と略記する場合あり)の速度変化パターンを考える。   Similarly, a speed change pattern of a drive unit that becomes a bottleneck drive unit BD (hereinafter, may be abbreviated as “second half bottleneck drive unit BDR” for convenience of explanation) in the interpolation operation “route point → end point”. Think.

この場合、ケースBと等価なケース(以下、仮に「ケースB′」と呼ぶ。)として、「始点→経由点」と「経由点→終点」での移動が同一方向(停止も含む)であり、かつ「始点→経由点」の補間動作においては、後半ボトルネック駆動部BDRと異なる他の駆動部がボトルネックとなる場合が考えられる。なお、後半ボトルネック駆動部BDRについて、ケースA,ケースCは、前半ボトルネック駆動部BDFの場合と実質同様であるので説明を省略する。   In this case, as a case equivalent to case B (hereinafter referred to as “case B ′”), the movement from “start point → route point” and “route point → end point” is in the same direction (including stop). In addition, in the “start point → route point” interpolation operation, another driving unit different from the latter half bottleneck driving unit BDR may be a bottleneck. In addition, about the latter half bottleneck drive part BDR, since case A and case C are substantially the same as the case of the first half bottleneck drive part BDF, description is abbreviate | omitted.

図6は上述した前半ボトルネック駆動部BDFについてのケースA〜ケースCに該当する特徴的な速度変化パターンをそれぞれ表した説明図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing characteristic speed change patterns corresponding to Case A to Case C for the first half bottleneck drive unit BDF described above.

同図(a) に示すように、「始点→終点」の移動で単一の駆動部が一方向に最高速度で動作しているため、ケースAに該当する。したがって、経由点G10の座標を変化させても「始点→終点」の実行時間をこれ以上短縮することはできない。よって、経由点候補決定手段5は、ケースAの際、今回動作させた経由点は最適であると判断し新たな経由点候補を出力せず、改善不能を指示する改善情報I50を出力する。   As shown in FIG. 5A, the single drive unit operates at the maximum speed in one direction by the movement of “start point → end point”, and therefore corresponds to case A. Therefore, even if the coordinates of the via point G10 are changed, the execution time of “start point → end point” cannot be further shortened. Therefore, in the case A, the waypoint candidate determination unit 5 determines that the waypoint operated this time is optimal, does not output a new waypoint candidate, and outputs the improvement information I50 indicating that improvement is impossible.

同図(b) に示すように、注目している前半ボトルネック駆動部BDFの「始点→終点」における全体の移動量が「始点→経由点」の移動側に偏っているため、ケースBに該当する。したがって、経由点候補決定手段5は、経由点座標G20における前半ボトルネック駆動部BDFの座標部分(例:前半ボトルネック駆動部BDFが駆動部D3の場合、J1〜J6のうちのJ3が該当)を、始点座標における前半ボトルネック駆動部BDFの座標に近づけた経由点座標を新たな経由点候補に決定する。この際、経由点候補決定手段5は、改善可能を指示する改善情報I50と、上記新たな経由点候補を指示する経由点候補情報I51とを出力する。   As shown in FIG. 5B, the overall movement amount of “first point → end point” of the first-half bottleneck drive unit BDF of interest is biased toward the movement side of “start point → route point”. Applicable. Therefore, the waypoint candidate determination means 5 is the coordinate part of the first half bottleneck driving unit BDF in the waypoint coordinate G20 (for example, when the first half bottleneck driving unit BDF is the driving unit D3, J3 among J1 to J6 is applicable). Is determined as a new route point candidate by passing the route point coordinates close to the coordinates of the first half bottleneck drive unit BDF in the start point coordinates. At this time, the waypoint candidate determination means 5 outputs the improvement information I50 instructing improvement and the waypoint candidate information I51 instructing the new waypoint candidate.

なお、注目しているのが後半ボトルネック駆動部BDRの際、同図(b) とは経由点座標G20を中心に左右逆にした速度変化パターンであれば、「経由点→終点」における全体の移動量が「経由点→終点」の移動側に偏っており、ケースB′に該当する。ケースB′の場合、経由点候補決定手段5は、経由点座標G20における後半ボトルネック駆動部BDRの座標部分を、終点座標における後半ボトルネック駆動部の座標に近づけた経由点座標を新たな経由点候補に決定することになる。   Note that when the latter half bottleneck drive unit BDR is focused on, if the speed change pattern is reversed left and right around the via point coordinates G20, the whole of “via point → end point” will be shown. Is shifted to the moving side of “route point → end point”, which corresponds to case B ′. In the case B ′, the waypoint candidate determination means 5 newly uses the waypoint coordinates obtained by bringing the coordinate portion of the latter half bottleneck driving unit BDR in the waypoint coordinates G20 closer to the coordinates of the latter half bottleneck driving unit in the end point coordinates. The point candidate will be determined.

同図(c) に示すように、前半ボトルネック駆動部BDFは、経由点G30で移動方向を変化させて遠回りの迂回動作をしており、ケースCに該当する。よって経由点座標における前半ボトルネック駆動部BDFの座標を始点座標における前半ボトルネック駆動部BDFの座標に近づけた経由点座標を新たな経由点候補に決定する。このとき、終点座標における前半ボトルネック駆動部BDFの座標に近づけても、同等な効果を得ることができる。   As shown in FIG. 6C, the first half bottleneck driving unit BDF changes the moving direction at the waypoint G30 and performs a detouring operation around the circuit, and corresponds to Case C. Therefore, a via point coordinate obtained by bringing the coordinates of the first half bottleneck drive unit BDF in the via point coordinates close to the coordinates of the first half bottleneck drive unit BDF in the start point coordinate is determined as a new via point candidate. At this time, even if it approaches the coordinates of the first half bottleneck drive unit BDF in the end point coordinates, the same effect can be obtained.

図4に戻って、ステップS17において、経由点候補決定手段5はステップS16で分類したケースA〜ケースCに基づき、選択経由点に替わる経由点候補の最終決定を行う。   Returning to FIG. 4, in step S <b> 17, the waypoint candidate determination unit 5 finally determines a waypoint candidate to replace the selected waypoint based on the cases A to C classified in step S <b> 16.

すなわち、経由点候補決定手段5は、ステップS16の分類パターンがケースAの場合は改善不能を指示する改善情報I50を出力し、上記分類パターンがケースBまたはケースCの場合は、改善可能を指示する改善情報I50と、上述したように決定される第1の経由点候補を指示する経由点候補情報I51とを出力する。   That is, the waypoint candidate determining means 5 outputs the improvement information I50 indicating that improvement is impossible when the classification pattern in step S16 is case A, and indicates that improvement is possible when the classification pattern is case B or case C. And the route point candidate information I51 indicating the first route point candidate determined as described above is output.

このように、経由点候補決定手段5は、ケースBやケースCの場合には、補間動作の実行時間を決定する前半ボトルネック駆動部BDFの偏った移動や無駄な移動を排除した座標を第1の経由点候補とする。これによって、ロボット装置2の「始点→終点」の動作に際し、その実行時間を短縮することができる。   As described above, in the case B or C, the waypoint candidate determination unit 5 sets the coordinates that exclude the biased movement or useless movement of the first half bottleneck drive unit BDF that determines the execution time of the interpolation operation. It is assumed that 1 waypoint candidate. As a result, the execution time of the robot apparatus 2 can be shortened when the robot apparatus 2 operates from “start point → end point”.

ここで、ステップS14における変更対象の選択経由点と選択補間動作の選び方としてランダムに選ぶ方法が取れる。この場合、改善を複数回行い最良のものを選択することで平均的な改善効果の向上が見込める。   Here, a method of selecting at random as a method of selecting the selection via point to be changed and the selection interpolation operation in step S14 can be taken. In this case, an improvement in average improvement can be expected by making improvements several times and selecting the best one.

また、経由点の変更回数が(実行時間の短縮が見込めない場合を除いて)均一になるように選んでもよい。この場合、平均的に最適化が進むので改善が完了するまでの変更回数が少なくなることが見込める。また実行時間が長い補間動作やケースCの補間動作をケースBの補間動作より優先する等、全体の実行時間に影響が大きい補間動作から選んでもよい。この場合、経由点を変更する余地が実行時間の短縮が大きく見込めるものへ優先されるため、改善効果の向上が見込める。   Further, the number of via-point changes may be selected to be uniform (except when the execution time cannot be shortened). In this case, since the optimization progresses on average, it can be expected that the number of changes until the improvement is completed is reduced. Alternatively, an interpolation operation having a large influence on the entire execution time, such as an interpolation operation with a long execution time or a case C interpolation operation prior to the case B interpolation operation, may be selected. In this case, since the room for changing the waypoint is prioritized to those that can greatly reduce the execution time, an improvement effect can be expected.

経由点候補決定手段5により第1の経由点候補を指示した経由点候補情報I51が出力されると、経由点変更手段7により経由点候補情報I51の指示する第1の経由点候補を変更経由点として決定し、選択経由点の座標を変更経由点の座標に置き換えた新たな複数の軌道座標からなる変更軌道位置情報I7をロボット制御手段1に出力する。   When the waypoint candidate information I51 instructing the first waypoint candidate is output by the waypoint candidate determining means 5, the waypoint changing means 7 changes the first waypoint candidate designated by the waypoint candidate information I51. The changed trajectory position information I7, which is determined as a point and is composed of a plurality of new trajectory coordinates in which the coordinates of the selected via point is replaced with the coordinates of the changed via point, is output to the robot control means 1.

その結果、ロボット制御手段1が変更軌道位置情報I7に基づく動作指令値C1をロボット装置2に与え、ロボット装置2の軌道を制御する。この際のロボット装置2の動作状況が動作情報収集手段3で収集され動作情報I3として出力されることになる。   As a result, the robot control means 1 gives an operation command value C1 based on the changed trajectory position information I7 to the robot apparatus 2, and controls the trajectory of the robot apparatus 2. The operation state of the robot apparatus 2 at this time is collected by the operation information collecting means 3 and output as operation information I3.

その結果、ステップS18において、動作実行可能判定手段4は、経由点候補情報I51で指示する経由点候補(第1の経由点候補)で動作可能か否かを判定して動作可能情報I4を出力する。動作可能情報I4が動作可能を指示する場合、ステップS12に戻る。   As a result, in step S18, the action execution possibility determination means 4 determines whether or not the movement point candidate (first via point candidate) indicated by the via point candidate information I51 is operable, and outputs the operable information I4. To do. If the operable information I4 indicates that operation is possible, the process returns to step S12.

ステップS12において、経由点候補決定手段5によって全ての経由点及び補間動作で実行時間の短縮が見込めないと判断されると(YES)とステップS13に移行する。例えば、全ての経由点及び補間動作においてステップS16の分類速度変化パターンがケースAを示した場合、ステップS12でYESとなる。   In step S12, if it is determined by the waypoint candidate determination means 5 that the execution time cannot be shortened for all the waypoints and the interpolation operation (YES), the process proceeds to step S13. For example, if the classification speed change pattern in step S16 indicates case A in all the waypoints and interpolation operations, YES is determined in step S12.

ステップS13において、学習を終了し、経由点変更手段7は、過去に出力された変更軌道位置情報I7のうち、動作可能と判定された中で実行時間が最短であった変更軌道位置情報I7を最終決定する。   In step S13, the learning is finished, and the waypoint changing means 7 uses the changed trajectory position information I7 that has been determined to be operable among the changed trajectory position information I7 output in the past and that has the shortest execution time. Final decision.

その後、経由点変更手段7は最終決定した経由点を軌道座標とした変更軌道位置情報I7をロボット制御手段1に出力すればよく、以降、変更軌道位置情報I7の内容を変化させる必要はない。このようにして、実施の形態1のロボット軌道制御装置による軌道改善処理は終了する。ただし、運転状態を監視し続けて、経年劣化等でロボットの速度パターンが変化した場合に再度学習を行うようにしても良い。   Thereafter, the transit point changing means 7 only has to output the changed trajectory position information I7 with the finally determined transit point as trajectory coordinates to the robot control means 1, and it is not necessary to change the contents of the changed trajectory position information I7 thereafter. In this way, the trajectory improvement process by the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment ends. However, the operation state may be continuously monitored, and learning may be performed again when the robot speed pattern changes due to aging or the like.

ステップS12において、さらに、経由点及び補間動作で実行時間の短縮が見込める可能性があると判断されると(NO)、ステップS13〜S17の経由点候補決定処理が再び行われる。なお、経由点候補決定手段5による経由点候補決定処理が一度も行われていない、初期情報I1の入力直後の場合、ステップS12の判断はNOとなる可能性が高い。   In step S12, when it is determined that there is a possibility that the execution time can be shortened by the waypoint and the interpolation operation (NO), the waypoint candidate determination process in steps S13 to S17 is performed again. Note that if the via-point candidate determination process by the via-point candidate determining unit 5 has never been performed and immediately after the initial information I1 is input, the determination in step S12 is likely to be NO.

次に、ステップS18で動作実行不能と判断された場合(NO)の動作可能経由点候補探索手段6による探索処理について説明する。   Next, the search process by the operable route point candidate searching means 6 when it is determined in step S18 that the operation cannot be executed (NO) will be described.

動作可能経由点候補探索手段6による探索処理は、動作情報収集手段3によって収集された動作情報I3に基づき、各駆動部Diの動作情報を用いて実行時間が短縮される範囲で干渉を回避する経由点候補を決定することにより行われる。   The search processing by the operable route point candidate searching means 6 avoids interference based on the action information I3 collected by the action information collecting means 3 and using the action information of each drive unit Di to the extent that the execution time is shortened. This is done by determining via point candidates.

経由点候補決定手段5が実行時間を短縮するために経由点候補を変更した際には、動作情報収集手段3より得られる動作情報I3に基づき各駆動部Diの動作情報から実行時間がどれだけ短縮されるかは算出できる。同様に、経由点の他の駆動部に対応する座標を変更した際の実行時間の変化も動作情報I3に基づき算出できる。したがって、動作可能経由点候補探索手段6は、これらの算出結果から実行時間が短縮される範囲を導出し、その範囲内で干渉を回避する第2の経由点候補を決定することができる。以下、図4に沿って、動作可能経由点候補探索手段6の探索処理を詳述する。   When the waypoint candidate determination unit 5 changes the waypoint candidate in order to shorten the execution time, the execution time is calculated from the operation information of each drive unit Di based on the operation information I3 obtained from the operation information collection unit 3. Whether it is shortened can be calculated. Similarly, a change in execution time when the coordinates corresponding to other driving units of the waypoints are changed can be calculated based on the operation information I3. Therefore, the operable waypoint candidate searching means 6 can derive a range in which the execution time is shortened from these calculation results and determine a second waypoint candidate that avoids interference within the range. Hereinafter, the search process of the operable waypoint candidate searching means 6 will be described in detail with reference to FIG.

まず、ステップS33で、直近のステップS15で算出されたボトルネック駆動部BD以外の駆動部を他の選択駆動部EDとして選ぶ。   First, in step S33, a drive unit other than the bottleneck drive unit BD calculated in the latest step S15 is selected as another selection drive unit ED.

そして、ステップS34において、実行時間が延長されない範囲で、他の選択駆動部EDに関し、次の(1)〜(3)の手法を用いて得られた第2の経由点候補を、選択経由点(経由点候補決定手段5によりされた第1の経由点候補の内容反映)に替わる経由点候補として導出し、当該第2の経由点候補を規定した経由点候補情報I52を出力する。   Then, in step S34, the second waypoint candidates obtained by using the following methods (1) to (3) for the other selection drive unit ED within the range where the execution time is not extended, It is derived as a waypoint candidate instead of (reflecting the contents of the first waypoint candidate made by the waypoint candidate determining means 5), and the waypoint candidate information I52 defining the second waypoint candidate is output.

(1) 他の選択駆動部EDが経由点前後のどちらの補間動作においてもボトルネック駆動部BDに該当しないときには、変更する方向は問わずボトルネック駆動部BDにならない範囲の量だけ、選択経由点における他の選択駆動部EDの座標部分を変更する。   (1) When the other selection drive unit ED does not correspond to the bottleneck drive unit BD in any of the interpolation operations before and after the via point, the selection is made only for the amount of the range that does not become the bottleneck drive unit BD regardless of the direction of change. The coordinate part of the other selection driving unit ED at the point is changed.

(2) 他の選択駆動部EDが経由点前後の少なくともどちらかの補間動作でボトルネック駆動部BDに該当するときには、経由点候補決定手段5による経由点候補決定処理と同様に経由点の他の選択駆動部EDの座標を変更する。   (2) When the other selection drive unit ED corresponds to the bottleneck drive unit BD in at least one of the interpolation operations before and after the via point, other via points are determined in the same manner as the via point candidate determination process by the via point candidate determining unit 5. The coordinates of the selection drive unit ED are changed.

(3) 上記(1),(2)の2つの変更でも動作実行可能と判定されない場合には、ボトルネック駆動部BDの変更によって短縮される実行時間よりも、延長される実行時間が短い範囲で経由点の他の選択駆動部EDの座標を変化させる。   (3) If it is not determined that the operation can be executed even with the two changes (1) and (2) above, the extended execution time is shorter than the execution time shortened by changing the bottleneck drive unit BD. To change the coordinates of another selection drive unit ED of the waypoint.

動作可能経由点候補探索手段6により第2の経由点候補を指示する経由点候補情報I52が出力されると、経由点変更手段7により経由点候補情報I52の指示する経由点候補が変更経由点として決定され、選択経由点の座標を変更経由点の座標に置き換えた新たな複数の軌道座標からなる変更軌道位置情報I7をロボット制御手段1に出力する。   When the route point candidate information I52 indicating the second route point candidate is output by the operable route point candidate searching means 6, the route point candidate indicated by the route point candidate information I52 is changed by the route point changing means 7. The changed trajectory position information I7 including a plurality of new trajectory coordinates in which the coordinates of the selected via points are replaced with the coordinates of the changed via points is output to the robot control means 1.

ロボット制御手段1は変更軌道位置情報I7に基づき動作指令値C1をロボット装置2に与えることにより、ロボット装置2の軌道を制御する。ロボット装置2の動作状況が動作情報収集手段3で収集され動作情報I3として出力されることになる。   The robot controller 1 controls the trajectory of the robot apparatus 2 by giving the robot apparatus 2 an operation command value C1 based on the changed trajectory position information I7. The operation status of the robot apparatus 2 is collected by the operation information collecting means 3 and output as operation information I3.

その結果、ステップS35において、動作実行可能判定手段4は、経由点候補情報I52で指示された経由点候補で動作可能(干渉していない等)か否かを判定して動作可能情報I4を出力する。動作可能情報I4が動作可能を指示する場合(YES)、ステップS12に戻る。   As a result, in step S35, the action execution possibility determination means 4 determines whether or not the movement point candidate indicated by the passage point candidate information I52 is operable (no interference, etc.) and outputs the movement availability information I4. To do. When the operable information I4 indicates that operation is possible (YES), the process returns to step S12.

一方、動作実行可能判定手段4で動作不能を判定した場合(ステップS35でNO)、ステップS36で、経由点候補情報I52の指示する第2の経由点候補を破棄し、ステップS31に戻る。   On the other hand, when the operation executable determination unit 4 determines that the operation is impossible (NO in step S35), in step S36, the second waypoint candidate indicated by the waypoint candidate information I52 is discarded, and the process returns to step S31.

ステップS31において、ボトルネック駆動部BD以外の全ての駆動部Diを変更しても、実行時間の短縮が見込めないと判断されると(YES)と、ステップS32で経由点候補情報I51で指示された第1の経由点候補を破棄し、ステップS12に戻る。すなわち、ステップS32において、動作可能経由点候補探索手段6は経由点候補決定手段5により他の経由点候補の決定を指示するボトルネック座標変更指令C6を出力する。   If it is determined in step S31 that even if all the drive units Di other than the bottleneck drive unit BD are changed, the execution time cannot be shortened (YES), the route point candidate information I51 is instructed in step S32. The first waypoint candidate is discarded, and the process returns to step S12. That is, in step S32, the operable waypoint candidate searching means 6 outputs a bottleneck coordinate change command C6 that instructs the waypoint candidate determining means 5 to determine another waypoint candidate.

ステップS31において、ボトルネック駆動部BD以外のいずれかの駆動部Diを変更すれば実行時間の短縮が見込めると判断されると(NO)、ステップS33〜S34の動作可能経由点候補探索手段6による探索処理をさらに行う。なお、動作可能経由点候補探索手段6による探索処理が一度も行われていない場合等は、ステップS31の判断はNOとなる可能性が高い。   If it is determined in step S31 that if any one of the drive units Di other than the bottleneck drive unit BD is changed, the execution time can be expected to be shortened (NO), the operable via point candidate searching means 6 in steps S33 to S34 performs. Further search processing is performed. In addition, when the search process by the operable route point candidate searching unit 6 has never been performed, the determination in step S31 is likely to be NO.

その後、再び、ステップS33〜S34において、まだ試していない駆動部を他の選択駆動部EDとして、探索処理を行う。   Thereafter, in steps S33 to S34, the search process is performed with another drive unit ED that has not yet been tried.

上述したように、実施の形態1のロボット軌道制御装置は、ロボット装置2を実際に動作させながら、動作情報収集手段3より得られる動作情報I3に基づき経由点候補決定手段5(ステップS12〜S14)あるいは動作可能経由点候補探索手段6(ステップS33,S34)により、実行時間が短縮される範囲で第1あるいは第2の経由点候補を得ている。そして、経由点変更手段7が上記第1あるいは第2の経由点候補を変更経由点として決定している。   As described above, the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment performs the waypoint candidate determination unit 5 (steps S12 to S14) based on the motion information I3 obtained from the motion information collection unit 3 while actually operating the robot device 2. ) Or operable waypoint candidate searching means 6 (steps S33 and S34), the first or second waypoint candidates are obtained within a range where the execution time is shortened. Then, the waypoint changing unit 7 determines the first or second waypoint candidate as the change waypoint.

したがって、実施の形態1のロボット軌道制御装置は、経由点変更手段7によって決定された変更経由点を選択経由点に置き換えた情報を変更軌道位置情報I7として自動的に順次得ることにより、少ない計算手順で周辺環境との干渉を発生させることなく、ロボットの軌道を改善することができる。   Therefore, the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment automatically and sequentially obtains the information obtained by replacing the change via point determined by the via point changing unit 7 with the selected via point as the changed trajectory position information I7, thereby reducing the number of calculations. The trajectory of the robot can be improved without causing interference with the surrounding environment in the procedure.

ここで、経由点候補を決定する際(ステップS17,ステップS34)における経由点座標の変更量であるが、所定の値で変更する場合には作業を行う場面に合わせて調整することにより、改善に掛かる時間と改善効果を適宜調整することができる。また、経由点候補決定処理の際、駆動部のケースA〜ケースCで表される速度変化パターンの場合には、速度変化パターンがちょうど他のケースに変化するように経由点座標の変化量を調整するようにしてもよい。この場合、同じ速度変化パターン内で2つの経由点座標を交互に経由点候補とし続けることを防ぐ効果がある。また、障害物との干渉があまり発生しない場合には変更量を大きく、干渉が多発する場合には変更量を小さくすることで、計算手数を抑えつつ改善効果を大きくする効果が期待できる。   Here, the change amount of the via point coordinates when determining the via point candidate (step S17, step S34), but when changing by a predetermined value, it can be improved by adjusting according to the scene where the work is performed. It is possible to appropriately adjust the time required for improvement and the improvement effect. In the case of the speed change pattern represented by case A to case C of the driving unit during the process of determining the waypoint candidate, the amount of change in the waypoint coordinates is set so that the speed change pattern just changes to another case. You may make it adjust. In this case, there is an effect of preventing the two via point coordinates from being alternately set as via point candidates within the same speed change pattern. In addition, when the interference with the obstacle does not occur so much, the change amount is increased. When the interference occurs frequently, the change amount is decreased.

(経由点候補決定処理の第1例)
図7〜図16は経由点候補決定手段5による経由点候補決定処理の第1例を示す図である。図7,図9,図11,図13,図15は2つの経由点を含む始点から終点へのハンド位置変化を模式的に示す説明図であり、図8,図10,図12,図14,図16は、図7,図9,図11,図13,図15のハンドの移動における、x軸方向及びy軸方向に平行に動く2つの駆動部の速度変化を示すグラフである。
(First example of via point candidate determination process)
7 to 16 are diagrams showing a first example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means 5. 7, 9, 11, 13, and 15 are explanatory views schematically showing changes in the hand position from the start point to the end point including two via points. FIG. 8, FIG. 10, FIG. 12, and FIG. FIG. 16 is a graph showing a change in speed of two driving units that move parallel to the x-axis direction and the y-axis direction in the movement of the hands of FIGS. 7, 9, 11, 13, and 15.

経由点候補決定処理の説明を間単にするために、x軸及びy軸それぞれに平行に動く2つの駆動部が存在するものとしている。また、x軸方向に平行に動く駆動部及びy軸方向に平行に動く駆動部は共に同程度の定格速度VMiを有しているとする。この点は以降で述べる第2例〜第4例においても同様である。   In order to simplify the description of the waypoint candidate determination process, it is assumed that there are two drive units that move parallel to the x-axis and the y-axis, respectively. In addition, it is assumed that both the drive unit that moves parallel to the x-axis direction and the drive unit that moves parallel to the y-axis direction have the same rated speed VMi. This also applies to the second to fourth examples described below.

図7,図9,図11,図13,図15において始点座標であるハンド位置P11は経由点VP1であるハンド位置P12及び経由点VP2であるハンド位置P13を経由して、終点座標であるハンド位置P14に移動することを示している。すなわち、ロボット装置2のハンドはP11→P12→P13→P14の順に移動する。ハンドによる移動対象物がワークW1であり、ハンド位置P11〜P14間には障害物E1が存在している。   7, 9, 11, 13, and 15, the hand position P11 that is the start point coordinate passes through the hand position P12 that is the transit point VP1 and the hand position P13 that is the transit point VP2, and the hand that is the end point coordinate. It shows moving to the position P14. That is, the hand of the robot apparatus 2 moves in the order of P11 → P12 → P13 → P14. The object to be moved by the hand is the workpiece W1, and an obstacle E1 exists between the hand positions P11 to P14.

以下、まず、初期情報I1によって図7及び図8に示す初期軌道が与えられた場合における経由点候補決定手段5による経由点候補決定処理を図4で示したフローチャートと対応づけて説明する。   Hereinafter, the route point candidate determination process by the route point candidate determination means 5 when the initial trajectory shown in FIGS. 7 and 8 is given by the initial information I1 will be described in association with the flowchart shown in FIG.

図7及び図8に示す初期軌道において、経由点VP1(ハンド位置P12)及び始点(ハンド位置P11)→経由点VP1の補間動作に注目する(図4のステップS14)。すなわち、VP1が選択経由点、「始点→経由点VP1」が選択補間動作となる。初期軌道についての図8で示す動作情報(速度変化)に基づき、上記選択補間動作においてボトルネック駆動部BDとなっているのはy軸方向の駆動部であることを認識する(図4のステップS15)。   In the initial trajectory shown in FIGS. 7 and 8, attention is paid to the interpolating operation of the via point VP1 (hand position P12) and the starting point (hand position P11) → the via point VP1 (step S14 in FIG. 4). That is, VP1 is the selection via point, and “start point → route point VP1” is the selection interpolation operation. Based on the motion information (speed change) shown in FIG. 8 about the initial trajectory, it is recognized that the bottleneck drive unit BD is the drive unit in the y-axis direction in the selective interpolation operation (step in FIG. 4). S15).

ここで、y軸方向の駆動部の始点→経由点VP1→経由点VP2における速度変化パターンは上述したケースBに該当する(図4のステップS16)。したがって、経由点VP1のy軸座標を始点座標方向に変更して(図4のステップS17)、変更後の軌道として図9及び図10で示す第2軌道を得る。   Here, the speed change pattern at the starting point of the driving unit in the y-axis direction → the via point VP1 → the via point VP2 corresponds to the case B described above (step S16 in FIG. 4). Therefore, the y-axis coordinate of the via point VP1 is changed in the starting point coordinate direction (step S17 in FIG. 4), and the second trajectory shown in FIGS. 9 and 10 is obtained as the changed trajectory.

この第2軌道は障害物E1と干渉しないため、図4のステップS18でYESとなる。また、第2軌道から軌道改善の可能性が存在するため、ステップS12でNOとなり、図4のステップS14に戻る。   Since this second trajectory does not interfere with the obstacle E1, YES is obtained in step S18 of FIG. Further, since there is a possibility of improvement of the trajectory from the second trajectory, NO is returned in step S12, and the process returns to step S14 in FIG.

第2軌道が得られると、経由点VP1及び経由点VP1→経由点VP2(ハンド位置P13)の補間動作に注目する(図4のステップS14)。すなわち、経由点VP1が選択経由点、「経由点VP1→経由点VP2」が選択補間動作となる。第2軌道についての図10で示す動作情報に基づき、上記選択補間動作でボトルネック駆動部BDとなっているのはx軸方向の駆動部であることを認識する(図4のステップS15)。   When the second trajectory is obtained, attention is paid to the interpolation operation of via point VP1 and via point VP1 → route point VP2 (hand position P13) (step S14 in FIG. 4). In other words, the via point VP1 is the selected via point, and “via point VP1 → the via point VP2” is the selective interpolation operation. Based on the operation information shown in FIG. 10 for the second trajectory, it is recognized that the bottleneck drive unit BD is the drive unit in the x-axis direction in the selective interpolation operation (step S15 in FIG. 4).

ここで、x軸方向の駆動部の始点→経由点VP1→経由点VP2における速度変化パターンはケースB′に該当する(図4のステップS16)。したがって、経由点VP1のx軸座標を経由点VP2の座標方向に変更して(図4のステップS17)、変更後の軌道として図11及び図12で示す第3軌道を得る。   Here, the speed change pattern at the start point of the driving unit in the x-axis direction → the transit point VP1 → the transit point VP2 corresponds to the case B ′ (step S16 in FIG. 4). Accordingly, the x-axis coordinate of the via point VP1 is changed to the coordinate direction of the via point VP2 (step S17 in FIG. 4), and the third trajectory shown in FIGS. 11 and 12 is obtained as the changed trajectory.

この第3軌道は障害物E1と干渉しないため、図4のステップS18でYESとなる。また、第3軌道から軌道改善の可能性が存在するため、ステップS12でNOとなり、図4のステップS14に戻る。以降、図4との対応についての同様な説明は適宜省略する。   Since this third trajectory does not interfere with the obstacle E1, YES is obtained in step S18 of FIG. Further, since there is a possibility of improvement in the trajectory from the third trajectory, NO is determined in step S12, and the process returns to step S14 in FIG. Hereinafter, the same explanation about correspondence with Drawing 4 is omitted suitably.

第3軌道が得られると、経由点VP2及び経由点VP2→終点(ハンド位置P14)の補間動作に注目する。すなわち、経由点VP2が選択経由点、「経由点VP2→終点」が選択補間動作となる。第3軌道についての図12の動作情報に基づき、上記選択補間動作でボトルネック駆動部BDとなっているのはy軸方向の駆動部であることを認識する。   When the third trajectory is obtained, attention is paid to the interpolation operation of the via point VP2 and the via point VP2 → the end point (hand position P14). That is, the via point VP2 is the selection via point, and the “via point VP2 → end point” is the selective interpolation operation. Based on the operation information of FIG. 12 about the third trajectory, it is recognized that the bottleneck drive unit BD is the drive unit in the y-axis direction in the selective interpolation operation.

y軸方向の駆動部の経由点VP1→経由点VP2→終点における速度変化パターンはケースCに該当する。したがって、経由点VP2のy軸座標を経由点VP1の座標方向に変更して、図13及び図14で示す第4軌道を得る。   The speed change pattern at the via point VP1 → the via point VP2 → the end point of the driving unit in the y-axis direction corresponds to the case C. Therefore, the fourth axis shown in FIGS. 13 and 14 is obtained by changing the y-axis coordinate of the via point VP2 to the coordinate direction of the via point VP1.

第4軌道が得られると、経由点VP2及び経由点VP1→経由点VP2の補間動作に注目する。すなわち、経由点VP2が選択経由点、「経由点VP1→経由点VP2」が選択補間動作となる。第4軌道についての図14の動作情報に基づき、上記選択補間動作でボトルネック駆動部BDとなっているのはx軸方向の駆動部であることを認識する。   When the fourth trajectory is obtained, attention is paid to the interpolation operation of the waypoint VP2 and the waypoint VP1 → the waypoint VP2. In other words, the via point VP2 is the selected via point, and “via point VP1 → the via point VP2” is the selective interpolation operation. Based on the operation information of FIG. 14 regarding the fourth trajectory, it is recognized that the bottleneck drive unit BD is the drive unit in the x-axis direction in the selective interpolation operation.

x軸方向の駆動部の経由点VP1→経由点VP2→終点における速度変化パターンは、ケースBに該当する。したがって、経由点VP2のx軸座標を経由点VP1の座標方向に変更して、図15及び図16で示す第5軌道となる。   The speed change pattern from the via point VP1 → the via point VP2 → the end point of the driving unit in the x-axis direction corresponds to the case B. Therefore, the x-axis coordinate of the via point VP2 is changed to the coordinate direction of the via point VP1, resulting in the fifth trajectory shown in FIGS.

この第5軌道は障害物E1と干渉しないため、図4のステップS18でYESとなり、ステップS12に以降する。   Since the fifth trajectory does not interfere with the obstacle E1, YES is determined in step S18 in FIG. 4, and the process proceeds to step S12.

図16で示す動作情報から始点→経由点VP1→経由点VP2→終点の全ての補間動作でボトルネック駆動部BDとなっているのはx軸方向の駆動部であり、その速度変化パターンはケースAであるため、これ以上の実行時間の短縮は見込めないため改善は終了する(図4のステップS12でYES)。   From the operation information shown in FIG. 16, the bottleneck drive unit BD is the drive unit in the x-axis direction in all the interpolation operations from the start point → route point VP1 → route point VP2 → end point, and the speed change pattern is the case. Since it is A, no further reduction in execution time can be expected, so the improvement ends (YES in step S12 in FIG. 4).

その結果、ロボット装置2の軌道改善の学習を終了し、経由点変更手段7は、過去の教示データ(変更軌道位置情報I7として採用した軌道座標)のうち、動作可能と判定された中で実行時間が最短であった経由点候補の座標に変更する。(図4のステップS13)。   As a result, the learning of the trajectory improvement of the robot apparatus 2 is finished, and the waypoint changing means 7 is executed while it is determined that the past teaching data (the trajectory coordinates adopted as the changed trajectory position information I7) is operable. Change to the coordinates of the waypoint candidate with the shortest time. (Step S13 in FIG. 4).

(経由点候補決定処理の第2例)
図17〜図20は経由点候補決定手段5による経由点候補決定処理の第2例を示す図である。図17,図19は2つの経由点を含む始点から終点へのハンド位置変化を模式的に示す説明図であり、図18,図20は、図17,図19のハンドの移動における、x軸方向及びy軸方向に平行に動く2つの駆動部の速度変化を示すグラフである。
(Second example of via point candidate determination processing)
FIGS. 17 to 20 are diagrams showing a second example of the waypoint candidate determination process by waypoint candidate determination means 5. FIGS. 17 and 19 are explanatory views schematically showing a hand position change from the start point to the end point including two via points. FIGS. 18 and 20 show the x-axis in the movement of the hand of FIGS. It is a graph which shows the speed change of two drive parts which move in parallel to a direction and a y-axis direction.

図17,図19において始点座標であるハンド位置P21は経由点VP1であるハンド位置P22及び経由点VP2であるハンド位置P23を経由して、終点座標であるハンド位置P24に移動することを示している。すなわち、ロボット装置2のハンドはP21→P22→P23→P24の順に移動する。ハンドによる移動対象物がワークW2であり、ハンド位置P21〜P24間には障害物E2が存在している。   17 and 19, the hand position P21 which is the start point coordinate is moved to the hand position P24 which is the end point coordinate via the hand position P22 which is the via point VP1 and the hand position P23 which is the via point VP2. Yes. That is, the hand of the robot apparatus 2 moves in the order of P21 → P22 → P23 → P24. The object to be moved by the hand is the workpiece W2, and an obstacle E2 exists between the hand positions P21 to P24.

図37は第2例及び第3例に対応する、実施の形態1のロボット軌道制御装置におけるロボット軌道制御方法の処理内容を示すフローチャートである。   FIG. 37 is a flowchart showing the processing contents of the robot trajectory control method in the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment, corresponding to the second and third examples.

同図に示すように、ステップS18でYES後及びステップS35でYES後に実行されるステップS21の経由点削除処理を追加している。すなわち、ステップS21において、経由点候補決定手段5は、軌道変更後の経由点の座標が、その経由点前後の教示点座標を補間動作で繋いだ軌道上にある場合、軌道変更後の経由点を削除する。このステップS21の実行後にステップS12に移行する。なお、ステップS21は、ステップS32の実行後にも実行されるが、通常はステップS21の条件に該当することは無い。他の処理は図4で示したフローチャートと同様であるため、説明を省略する。   As shown in the figure, the via point deletion process of step S21 executed after YES in step S18 and after YES in step S35 is added. That is, in step S21, the waypoint candidate determination unit 5 determines that the waypoint after the trajectory is changed when the coordinates of the waypoint after the trajectory change are on the trajectory connecting the teaching point coordinates before and after the waypoint. Is deleted. After executing step S21, the process proceeds to step S12. Note that step S21 is executed even after step S32 is executed, but usually does not meet the condition of step S21. The other processes are the same as those in the flowchart shown in FIG.

以下、初期情報I1によって図17及び図18に示す初期軌道が与えられた場合における経由点候補決定手段5による経由点候補決定処理を図37で示したフローチャートと適宜対応づけて説明する。   Hereinafter, the waypoint candidate determination processing by waypoint candidate determination means 5 when the initial trajectory shown in FIGS. 17 and 18 is given by the initial information I1 will be described in association with the flowchart shown in FIG. 37 as appropriate.

図17及び図18に示す初期軌道が与えられた場合、経由点候補決定手段5は第1例と同様に経由点候補決定処理を行い、図19及び図20で示す改善軌道を得る。すなわち、経由点候補決定手段5は、「経由点VP1(ハンド位置P22)及び経由点VP1→経由点VP2(ハンド位置P23)の補間動作に注目」して経由点候補決定処理を行い、さらに、「経由点VP2及び経由点VP1→経由点VP2の補間動作に注目」して経由点候補決定処理を行って上記改善軌道を得る。   When the initial trajectory shown in FIGS. 17 and 18 is given, the waypoint candidate determination means 5 performs the waypoint candidate determination process in the same manner as in the first example to obtain the improved trajectory shown in FIGS. 19 and 20. In other words, the waypoint candidate determination means 5 performs a waypoint candidate determination process by paying attention to the interpolation operation of the waypoint VP1 (hand position P22) and the waypoint VP1 → the waypoint VP2 (hand position P23). “Intermediate point VP2 and via point VP1 → interpolation operation of via point VP2” are performed, and via point candidate determination processing is performed to obtain the improved trajectory.

上記改善軌道が得られると、経由点VP1及び始点→経由点VP1の補間動作に注目する(図37のステップS14)。すなわち、経由点VP1が選択経由点、「始点→経由点VP1」が選択補間動作となる。図20で示す動作情報に基づき上記選択補間動作でボトルネック駆動部BDとなっているのはy軸方向の駆動部であることを認識する(図37のステップS15)。   When the improved trajectory is obtained, attention is paid to the interpolation operation of the via point VP1 and the start point → the via point VP1 (step S14 in FIG. 37). That is, the via point VP1 is the selected via point, and “start point → via point VP1” is the selective interpolation operation. Based on the operation information shown in FIG. 20, it is recognized that the bottleneck drive unit BD in the selective interpolation operation is a drive unit in the y-axis direction (step S15 in FIG. 37).

y軸方向の駆動部の始点→経由点VP1→経由点VP2における速度変化パターンは、ケースBに該当する(図37のステップS16)。したがって、経由点VP1のy軸座標を始点方向に変更して(図37のステップS17)、変更改善軌道を得る。   The speed change pattern from the starting point of the driving unit in the y-axis direction → the via point VP1 → the via point VP2 corresponds to case B (step S16 in FIG. 37). Therefore, the y-axis coordinate of the waypoint VP1 is changed in the direction of the starting point (step S17 in FIG. 37) to obtain a changed improvement trajectory.

しかし、上記変更改善軌道は、障害物E2と干渉してしまうため、動作実行不能となる(図37のステップS18でNO)。   However, since the change improvement trajectory interferes with the obstacle E2, the operation cannot be executed (NO in step S18 in FIG. 37).

そこで、動作可能経由点候補探索手段6により探索処理を行い、干渉を回避するためにボトルネック駆動部BD以外の駆動部(他の選択駆動部ED)であるx軸方向の駆動部の経由点VP1における座標を変更しようとする(図37のステップS33)。   Therefore, a search process is performed by the operable via point candidate searching means 6, and a via point of the driving unit in the x-axis direction which is a driving unit (other selective driving unit ED) other than the bottleneck driving unit BD in order to avoid interference. An attempt is made to change the coordinates in VP1 (step S33 in FIG. 37).

ここで、x軸方向の駆動部は経由点VP1→経由点VP2の補間動作でボトルネック駆動部BDとなっており、始点→経由点VP1→経由点VP2の速度変化パターンはケースBに該当する。したがって、経由点VP1におけるx軸方向の駆動部の座標は経由点VP2の方向に変更して、探索後改善軌道を得る(図37のステップS34)。しかし、この探索後の改善軌道では、干渉を回避することが出来ない(ステップS35でNO)。他の経由点及び他の補間動作に注目しても同様であり、これ以上の実行時間の短縮は出来ないため改善は終了する(図37のステップS31でYES→ステップS32→ステップS12でNO→S13)。   Here, the driving unit in the x-axis direction is the bottleneck driving unit BD by the interpolation operation of the via point VP1 → the via point VP2, and the speed change pattern of the starting point → the via point VP1 → the via point VP2 corresponds to the case B. . Therefore, the coordinates of the driving unit in the x-axis direction at the via point VP1 are changed to the direction of the via point VP2, and an improved trajectory after search is obtained (step S34 in FIG. 37). However, interference cannot be avoided in the improved trajectory after the search (NO in step S35). The same applies to other via points and other interpolation operations, and since the execution time cannot be further shortened, the improvement ends (YES in step S31 in FIG. 37 → NO in step S32 → NO in step S12). S13).

なお、改善の過程である経由点の座標が、その経由点前後の教示点座標を補間動作で繋いだ軌道上にあるとき、その経由点座標を削除する。すなわち、ステップS18でYES後、あるいはステップS35でYES後における変更後の座標点について、図37のステップS21を実行し、上記条件を満足する場合、変更後の経由点を削除する。その後、ステップS12に戻る。   Note that when the coordinates of a via point, which is a process of improvement, is on a trajectory connecting teaching point coordinates before and after the via point by an interpolation operation, the via point coordinates are deleted. That is, step S21 in FIG. 37 is executed for the coordinate point after the change after YES in step S18 or after YES in step S35. If the above condition is satisfied, the via point after the change is deleted. Then, it returns to step S12.

このように、ステップS21の処理を実行することにより、変更後の経由点座標がその経由点前後の教示点座標を補間動作で繋いだ軌道上にあるとき、その経由点座標を削除することにより、計算手数を少なくする効果を奏する。   As described above, by executing the process of step S21, when the changed waypoint coordinates are on the trajectory connecting the teaching point coordinates before and after the waypoint by the interpolation operation, the waypoint coordinates are deleted. This has the effect of reducing the number of calculations.

(経由点候補決定処理の第3例)
図21〜図28は経由点候補決定手段5による経由点候補決定処理の第3例を示す図である。図21,図23,図25,図27は2つの経由点を含む始点から終点へのハンド位置変化を模式的に示す説明図であり、図22,図24,図26,図28は、図21,図23,図25,図27のハンドの移動における、x軸方向及びy軸方向に平行に動く2つの駆動部の速度変化を示すグラフである。
(Third example of route point candidate determination processing)
FIGS. 21 to 28 are diagrams showing a third example of the waypoint candidate determination process by waypoint candidate determination means 5. 21, FIG. 23, FIG. 25, and FIG. 27 are explanatory diagrams schematically showing changes in the hand position from the start point to the end point including two via points. FIG. 22, FIG. 24, FIG. 26, and FIG. FIG. 28 is a graph showing changes in speed of two drive units that move parallel to the x-axis direction and the y-axis direction during movement of the hands of FIGS. 21, 23, 25, and 27;

図21,図23,図25,図27において始点座標であるハンド位置P31は経由点VP1であるハンド位置P32及び経由点VP2であるハンド位置P33を経由して、終点座標であるハンド位置P34に移動することを示している。すなわち、ロボット装置2のハンドはP31→P32→P33→P34の順に移動する。ハンドによる移動対象物がワークW3であり、ハンド位置P31〜P34間には障害物E3が存在している。   In FIG. 21, FIG. 23, FIG. 25, and FIG. 27, the hand position P31, which is the start point coordinate, passes through the hand position P32, which is the via point VP1, and the hand position P33, which is the via point VP2. Indicates moving. That is, the hand of the robot apparatus 2 moves in the order of P31 → P32 → P33 → P34. The object to be moved by the hand is the workpiece W3, and an obstacle E3 exists between the hand positions P31 to P34.

以下、初期情報I1によって図21及び図22に示す初期軌道が与えられた場合における経由点候補決定手段5による経由点候補決定処理を図37で示したフローチャートと適宜対応づけて説明する。   The route point candidate determination process by the route point candidate determination unit 5 when the initial trajectory shown in FIGS. 21 and 22 is given by the initial information I1 will be described below in association with the flowchart shown in FIG.

図21及び図22で示す初期軌道において、経由点VP1(ハンド位置P32)及び経由点VP1→経由点VP2(ハンド位置P33)の補間動作に注目する(図37のステップS14)。すなわち、経由点VP1が選択経由点、「経由点VP1→経由点VP2」が選択補間動作となる。初期軌道についての図22で示す動作情報に基づき、上記選択補間動作でボトルネック駆動部BDとなっているのはx軸方向の駆動部であることを認識する(図37のステップS15)。   In the initial trajectory shown in FIGS. 21 and 22, attention is paid to the interpolation operation of the via point VP1 (hand position P32) and the via point VP1 → the via point VP2 (hand position P33) (step S14 in FIG. 37). In other words, the via point VP1 is the selected via point, and “via point VP1 → the via point VP2” is the selective interpolation operation. Based on the operation information shown in FIG. 22 regarding the initial trajectory, it is recognized that the bottleneck drive unit BD is the drive unit in the x-axis direction in the selective interpolation operation (step S15 in FIG. 37).

ここで、x軸方向の駆動部の始点→経由点VP1→経由点VP2における速度変化パターンはケースB′に該当する(図37のステップS16)。したがって、経由点VP1のx軸座標を経由点VP2の座標方向に変更して(図37のステップS17)、変更後の軌道として図23及び図24で示す第2軌道を得る。   Here, the speed change pattern at the start point of the driving unit in the x-axis direction → the via point VP1 → the via point VP2 corresponds to the case B ′ (step S16 in FIG. 37). Accordingly, the x-axis coordinate of the via point VP1 is changed to the coordinate direction of the via point VP2 (step S17 in FIG. 37), and the second trajectory shown in FIGS. 23 and 24 is obtained as the changed trajectory.

この第2軌道は障害物E3と干渉しないため、図37のステップS18でYESとなる。そして、ステップS21で経由点削除されることなくステップS12に戻る。第2軌道から軌道改善の可能性が存在するため、ステップS12でNOとなり、図37のステップS14に戻る。以降、図37との対応についての同様な説明は適宜省略する。   Since the second trajectory does not interfere with the obstacle E3, YES is obtained in step S18 of FIG. Then, the process returns to step S12 without deleting the waypoint in step S21. Since there is a possibility of improvement in the trajectory from the second trajectory, NO is returned in step S12, and the process returns to step S14 in FIG. Hereinafter, the same explanation about correspondence with Drawing 37 is omitted suitably.

第2軌道が得られると、経由点VP2及び経由点VP1→経由点VP2の補間動作に注目する。すなわち、経由点VP2が選択経由点、「経由点VP1→経由点VP2」が選択補間動作となる。第2軌道について図24で示す動作情報に基づき、上記選択補間動作でボトルネック駆動部BDとなっているのはx軸方向の駆動部であることを認識する。   When the second trajectory is obtained, attention is paid to the interpolation operation of the transit point VP2 and the transit point VP1 → the transit point VP2. In other words, the via point VP2 is the selected via point, and “via point VP1 → the via point VP2” is the selective interpolation operation. Based on the operation information shown in FIG. 24 for the second trajectory, it is recognized that the bottleneck drive unit BD in the selective interpolation operation is the drive unit in the x-axis direction.

ここで、x軸方向の駆動部の経由点VP1→経由点VP2→終点(ハンド位置P34)における速度変化パターンはケースBに該当する。したがって、経由点VP2のx軸座標を経由点VP1の座標方向に変更して、変更後の軌道として図25及び図26で示す第3軌道を得る。   Here, the speed change pattern in the drive unit in the x-axis direction from the transit point VP1 → the transit point VP2 → the end point (hand position P34) corresponds to the case B. Therefore, the x-axis coordinate of the via point VP2 is changed to the coordinate direction of the via point VP1, and the third trajectory shown in FIGS. 25 and 26 is obtained as the changed trajectory.

この第3軌道は障害物E3と干渉しないため、図37のステップS18でYESとなる。   Since the third trajectory does not interfere with the obstacle E3, YES is obtained in step S18 of FIG.

そして、ステップS21において、経由点VP1及び経由点VP2が重なる、すなわち、経由点前後の軌道座標である始点〜経由点VP2の座標を補間動作で繋いだ軌道上に経由点VP2が存在するため、第3軌道における経由点VP2(ハンド位置P33)を削除し、第3軌道を修正する。その後、ステップS12に戻る。第3軌道から軌道改善の可能性が存在するため、ステップS12でNOとなり、図37のステップS14に戻る。   In step S21, the transit point VP1 and the transit point VP2 overlap, that is, the transit point VP2 exists on the trajectory obtained by connecting the coordinates of the start point to the transit point VP2, which are trajectory coordinates before and after the transit point, by an interpolation operation. The via point VP2 (hand position P33) in the third trajectory is deleted, and the third trajectory is corrected. Then, it returns to step S12. Since there is a possibility of improvement in the trajectory from the third trajectory, NO is returned in step S12, and the process returns to step S14 in FIG.

ステップS21で修正後の第3軌道が得られると、経由点VP1及び始点→経由点VP1の補間動作に注目する。すなわち、経由点VP1が選択経由点、「始点→経由点VP1」が選択補間動作となる。第3軌道について図26で示す動作情報に基づき、上記選択補間動作でボトルネック駆動部BDとなっているのはy軸方向の駆動部であることを認識する。   When the corrected third trajectory is obtained in step S21, attention is paid to the interpolation operation of the via point VP1 and the start point → the via point VP1. That is, the via point VP1 is the selected via point, and “start point → via point VP1” is the selective interpolation operation. Based on the operation information shown in FIG. 26 for the third trajectory, it is recognized that the bottleneck drive unit BD in the selective interpolation operation is the drive unit in the y-axis direction.

ここで、y軸方向の駆動部の始点→経由点VP1→終点における速度変化パターンはケースCに該当する。経由点VP1のy軸座標を始点座標方向に変更して、変更後の軌道として図27及び図28で示す第4軌道を得る。   Here, the speed change pattern from the start point of the driving unit in the y-axis direction → the via point VP1 → the end point corresponds to the case C. The y-axis coordinate of the via point VP1 is changed in the starting point coordinate direction, and the fourth trajectory shown in FIGS. 27 and 28 is obtained as the trajectory after the change.

第4軌道が得られると、図28で示す動作情報に基づき、始点→経由点VP1→終点の全ての補間動作でボトルネック駆動部BDとなっているのはx軸方向の駆動部であり、その速度変化パターンはケースAに該当するため、これ以上の実行時間の短縮は見込めないため改善は終了する(図37のステップS12でNO)。その結果、ロボット装置2の軌道改善の学習を終了する(図37のステップS13)。   When the fourth trajectory is obtained, based on the operation information shown in FIG. 28, it is the drive unit in the x-axis direction that becomes the bottleneck drive unit BD in all the interpolation operations from the start point → the via point VP1 → the end point. Since the speed change pattern corresponds to case A, no further reduction in the execution time can be expected, and the improvement ends (NO in step S12 in FIG. 37). As a result, the learning of the trajectory improvement of the robot apparatus 2 ends (step S13 in FIG. 37).

このように、ステップS21の処理を実行することにより、変更後の経由点座標がその経由点前後の教示点座標を補間動作で繋いだ軌道上にあるとき、その経由点座標を削除することができ、計算手数を少なくする効果を奏する。   In this way, by executing the process of step S21, when the changed via point coordinates are on the trajectory connecting the teaching point coordinates before and after the via point by the interpolation operation, the via point coordinates can be deleted. This is effective in reducing the number of calculations.

(経由点候補決定処理の第4例)
図29〜図36は経由点候補決定手段5による経由点候補決定処理の第4例を示す図である。図29,図31,図33,図35は2つの経由点を含む始点から終点へのハンド位置変化を模式的に示す説明図であり、図30,図32,図34,図36は、図29,図31,図33,図35のハンドの移動における、x軸方向及びy軸方向に平行に動く2つの駆動部の速度変化を示すグラフである。
(Fourth example of route point determination process)
FIGS. 29 to 36 are diagrams showing a fourth example of the waypoint candidate determination process by waypoint candidate determination means 5. 29, 31, 33, and 35 are explanatory diagrams schematically showing changes in the hand position from the start point to the end point including two via points. FIGS. 30, 32, 34, and 36 FIG. 36 is a graph showing changes in speed of two drive units that move parallel to the x-axis direction and the y-axis direction in the movement of the hand of FIGS. 29, 31, 33, and 35. FIG.

図29,図31,図33,図35において始点座標であるハンド位置P41は経由点VP1であるハンド位置P42を経由して、終点座標であるハンド位置P44に移動することを示している。すなわち、ロボット装置2のハンドはP41→P42→P44の順に移動する。ハンドによる移動対象物がワークW4であり、ハンド位置P41〜P44間には障害物E4が存在している。   29, 31, 33, and 35, the hand position P41 that is the start point coordinate moves to the hand position P44 that is the end point coordinate via the hand position P42 that is the via point VP1. That is, the hand of the robot apparatus 2 moves in the order of P41 → P42 → P44. The object to be moved by the hand is the workpiece W4, and an obstacle E4 exists between the hand positions P41 to P44.

図38は第4例に対応する、実施の形態1のロボット軌道制御装置におけるロボット軌道制御方法の処理内容を示すフローチャートである。   FIG. 38 is a flowchart showing the processing contents of the robot trajectory control method in the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment, corresponding to the fourth example.

同図に示すように、ステップS32後に実行されるステップS22の経由点追加処理を追加している。すなわち、ステップS22において、経由点候補決定手段5は、速度変化パターンがケースCに該当するが、障害物との干渉で改善が見込めない場合、経由点を追加する処理を行う。   As shown in the figure, a waypoint addition process of step S22 executed after step S32 is added. That is, in step S22, when the speed change pattern corresponds to case C but no improvement is expected due to interference with an obstacle, the waypoint candidate determination unit 5 performs a process of adding a waypoint.

このステップS22の実行後にステップS12に移行する。なお、ステップS22は、ステップS18でYES後、ステップS35でYESの実行後にも実行されるが、ステップS22の条件を満足することはないため、実質的にはステップS22はスルーされることになる。なお、他の処理は図4で示したフローチャートと同様であるため、説明を省略する。   After execution of step S22, the process proceeds to step S12. Note that step S22 is executed after YES in step S18 and also after execution of YES in step S35, but step S22 is substantially bypassed because the condition of step S22 is not satisfied. . The other processes are the same as those in the flowchart shown in FIG.

以下、初期情報I1によって図29及び図30に示す初期軌道が与えられた場合における経由点候補決定手段5による経由点候補決定処理を図38で示したフローチャートと適宜対応づけて説明する。   Hereinafter, the waypoint candidate determination processing by waypoint candidate determination means 5 when the initial trajectory shown in FIGS. 29 and 30 is given by the initial information I1 will be described in association with the flowchart shown in FIG. 38 as appropriate.

図29及び図30で示す初期軌道において、経由点VP1及び始点→経由点VP1の補間動作に注目する(図38のステップS14)。すなわち、経由点VP1が選択経由点、「始点→経由点VP1」が選択補間動作となる。図30の動作情報に基づき、上記選択補間動作でボトルネック駆動部BDとなっているのはy軸方向の駆動部であることを認識する(図38のステップS15)。   In the initial trajectory shown in FIG. 29 and FIG. 30, attention is paid to the interpolation operation of the via point VP1 and the start point → the via point VP1 (step S14 in FIG. 38). That is, the via point VP1 is the selected via point, and “start point → via point VP1” is the selective interpolation operation. Based on the operation information shown in FIG. 30, it is recognized that the bottleneck drive unit BD in the selective interpolation operation is a drive unit in the y-axis direction (step S15 in FIG. 38).

ここで、y軸方向の駆動部の始点→経由点VP1→終点における速度変化パターンはケースCに該当する(図38のステップS16)。したがって、経由点VP1のy軸座標を始点座標方向に変更して、変更後軌道として第2軌道を得る。   Here, the speed change pattern from the start point of the driving unit in the y-axis direction → the via point VP1 → the end point corresponds to the case C (step S16 in FIG. 38). Accordingly, the y-axis coordinate of the via point VP1 is changed in the starting point coordinate direction to obtain the second trajectory as the changed trajectory.

しかし、第2軌道では、障害物E4と干渉するため(ステップS18でNO)、このままでは実行時間の短縮が見込めず改善が終了してしまう(最終的にステップS31でYES,ステップS32の実行)。そこで、ステップS32の実行後にステップS22の処理を実行する。   However, in the second trajectory, since it interferes with the obstacle E4 (NO in step S18), the execution time cannot be shortened as it is, and the improvement ends (finally YES in step S31, execution of step S32). . Therefore, the process of step S22 is executed after the execution of step S32.

ステップS22において、速度変化パターンがケースCに該当し、障害物E4との干渉で改善が見込めなかったため、経由点を追加して、図31及び図32で示す修正第2軌道を得る。図31及び図32に示すように、ハンド位置P42〜P44間に経由点VP2としてハンド位置P43が追加される。   In step S22, since the speed change pattern corresponds to case C and improvement could not be expected due to interference with the obstacle E4, a via point is added to obtain the corrected second trajectory shown in FIGS. As shown in FIGS. 31 and 32, a hand position P43 is added as a via point VP2 between the hand positions P42 to P44.

その後、ステップS12に戻る。修正第2軌道から軌道改善の可能性が存在するため、ステップS12でNOとなり、図38のステップS14に戻る。以降、図38との対応についての同様な説明は適宜省略する。   Then, it returns to step S12. Since there is a possibility of the trajectory improvement from the corrected second trajectory, NO is determined in the step S12, and the process returns to the step S14 in FIG. Hereinafter, the same explanation about correspondence with Drawing 38 is omitted suitably.

図31及び図32で示す修正第2軌道において、経由点VP1及び始点→経由点VP1の補間動作に注目する。すなわち、経由点VP1が選択経由点、「始点→経由点VP1」が選択補間動作となる。図32で示す動作情報に基づき、上記選択補間動作でボトルネック駆動部BDとなっているのはy軸方向の駆動部であることを認識する。   In the modified second trajectory shown in FIGS. 31 and 32, attention is paid to the interpolating operation of the via point VP1 and the start point → the via point VP1. That is, the via point VP1 is the selected via point, and “start point → via point VP1” is the selective interpolation operation. Based on the operation information shown in FIG. 32, it is recognized that the bottleneck drive unit BD in the selective interpolation operation is a drive unit in the y-axis direction.

ここで、y軸方向の駆動部の始点→経由点VP1→経由点VP2における速度変化パターンはケースCに該当する。したがって、経由点VP1のy軸座標を始点座標方向に変更して、変更後軌道として第3軌道を得る。   Here, the speed change pattern at the start point of the driving unit in the y-axis direction → the transit point VP1 → the transit point VP2 corresponds to the case C. Accordingly, the y-axis coordinate of the via point VP1 is changed in the starting point coordinate direction, and the third trajectory is obtained as the changed trajectory.

しかし、y軸座標のみ変更した第3軌道では、障害物E4と干渉するため(図38のステップS18でNO)、干渉を回避するため経由点VP1のx軸座標も始点座標よりに変更して(図38のステップS33及びS34)、図33及び図34で示す修正第3軌道を得る。   However, since the third trajectory in which only the y-axis coordinate is changed interferes with the obstacle E4 (NO in step S18 in FIG. 38), the x-axis coordinate of the via point VP1 is also changed from the start point coordinate in order to avoid interference. (Steps S33 and S34 in FIG. 38), the corrected third trajectory shown in FIGS. 33 and 34 is obtained.

以降は、同様に改善が進み、最終的に図35及び図36で示す第4軌道を得た後、改善は終了する。   Thereafter, the improvement proceeds in the same manner, and after obtaining the fourth trajectory finally shown in FIGS. 35 and 36, the improvement ends.

このように、ステップS22を実行して、変更後の経由点座標により干渉が回避できず、速度変化パターンがケースCに該当するとき、経由点座標を追加することにより、実行時間をさらに短縮した軌道改善を図ることができる。   As described above, when the step S22 is executed and interference cannot be avoided by the changed via point coordinates, and the speed change pattern corresponds to the case C, the execution time is further shortened by adding the via point coordinates. The trajectory can be improved.

(ロボットの具体例)
図39〜図43は軌道改善対象となるロボットの具体的姿勢を示す説明図である。図39〜図41及び図43において、(a) は正面図であり、(b) は側面図である。また、図42において、(a) は上面図、(b) は側面図、(c) は正面図である。なお、図3との対応関係を明瞭にすべく、図39〜図43において、駆動部D1〜D6の位置等を適宜示している。
(Specific examples of robots)
FIG. 39 to FIG. 43 are explanatory diagrams showing specific postures of a robot that is a target for trajectory improvement. 39 to 41 and 43, (a) is a front view and (b) is a side view. In FIG. 42, (a) is a top view, (b) is a side view, and (c) is a front view. In addition, in order to clarify the correspondence with FIG. 3, in FIG. 39-FIG. 43, the position of the drive parts D1-D6, etc. are shown suitably.

図39ロボット21の姿勢で表される初期座標、図40のロボット31の姿勢で表される終点座標、図41のロボット21の姿勢で表される初期の経由点座標を示している。図42で示すような障害物E1の配置に対して、実施の形態1の経由点候補決定処理を適用した結果が図43のロボット21の姿勢で表される経由点座標である。   39 shows initial coordinates represented by the posture of the robot 21, end point coordinates represented by the posture of the robot 31 in FIG. 40, and initial via point coordinates represented by the posture of the robot 21 in FIG. The result of applying the waypoint candidate determination process of the first embodiment to the arrangement of the obstacle E1 as shown in FIG. 42 is the waypoint coordinates represented by the posture of the robot 21 in FIG.

始点座標,終点座標,経由点座標といった教示点データは,ロボットの駆動部の角度で表現した場合にはロボットの位置姿勢と一致する。図39〜図41及び図43では、各座標を駆動部の角度ではなく,そのとき実現されるロボットの位置姿勢外観で表現している。   Teach point data such as start point coordinates, end point coordinates, and via point coordinates coincides with the position and orientation of the robot when expressed by the angle of the robot drive unit. 39 to 41 and 43, each coordinate is expressed not by the angle of the drive unit but by the position and orientation appearance of the robot realized at that time.

上述した第1例〜第4例では、説明の簡略化上,2次元で考え,各座標を把持部K6のハンド位置で表現し,障害物E1との干渉もハンド部分だけで考慮している。実際には、ロボット全体と障害物との干渉を避ける必要があるため、図39〜図43ではロボットの外観で表現している。   In the first to fourth examples described above, for simplification of description, the coordinates are expressed in two dimensions, each coordinate is expressed by the hand position of the gripper K6, and interference with the obstacle E1 is also considered only by the hand portion. . Actually, since it is necessary to avoid interference between the entire robot and the obstacle, FIGS. 39 to 43 show the appearance of the robot.

図39〜図42の例では,始点座標から終点座標まで経由点を取らずに動作させた場合,腕を伸ばすようにして移動するため,ロボットのアームが障害物E1と干渉してしまう。そこで、障害物E1との干渉を回避して,始点座標から終点座標に移動するためには,ロボットのハンド位置が障害物E1の手前側(ロボット側)か,障害物E1の上側を通る必要がある。   In the example of FIGS. 39 to 42, when the operation is performed without taking the via point from the start point coordinate to the end point coordinate, the arm of the robot interferes with the obstacle E1 because the arm moves so as to extend. Therefore, in order to avoid interference with the obstacle E1 and move from the start point coordinates to the end point coordinates, the hand position of the robot needs to pass on the near side (robot side) of the obstacle E1 or above the obstacle E1. There is.

図44はロボット装置2(ロボット21)の動作回数と実行時間との関係を示すグラフである。同図において、動作実行時間は初期軌道の動作実行時間を“1”として正規化している。また、障害物とロボットが干渉すると判断した際は動作実行不可能と判定をして実行時間は“0”としている。   FIG. 44 is a graph showing the relationship between the number of operations of the robot apparatus 2 (robot 21) and the execution time. In the figure, the operation execution time is normalized by setting the operation execution time of the initial trajectory to “1”. When it is determined that the obstacle and the robot interfere with each other, it is determined that the operation cannot be executed, and the execution time is set to “0”.

図41で示す初期経由点座標は障害物から十分に離れた位置にあるため、始点→経由点→終点の移動で障害物と干渉が発生しない反面、実行時間が長くなっている(図43の1回目に相当)。   Since the initial via point coordinates shown in FIG. 41 are located sufficiently away from the obstacle, there is no interference with the obstacle due to the movement from the start point → the via point → the end point, but the execution time is long (see FIG. 43). Equivalent to the first).

そこで、実施の形態1のロボット軌道制御装置によって、経由点(図39〜図43の例では経由点は1つ)を変更する軌道制御を行う。すると、実施の形態1にロボット軌道制御装置は、60回目の動作実行後に軌道改善制御を終了する。すなわち、60回目の実行後に、実行時間を短縮し、かつ障害物と干渉しない経由点候補は見いだせないと判断し、最も実行時間が短かった55回目に施行した座標(図43)を最終的な経由点座標と決定することにより学習を終了する。   Therefore, the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment performs trajectory control for changing the waypoint (in the example of FIGS. 39 to 43, there is one waypoint). Then, the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment ends the trajectory improvement control after executing the 60th operation. That is, after the 60th execution, it is determined that a via point candidate that shortens the execution time and does not interfere with the obstacle cannot be found, and finally determines the coordinates (FIG. 43) executed at the 55th execution time that is the shortest execution time. Learning is terminated by determining the coordinates as via points.

その結果、図41で示す初期のロボット姿勢から、図43で示すロボット姿勢に経由点を変更することにより、障害物E1と干渉することなく、始点〜終点間の実行時間を最短にすることができる。   As a result, by changing the waypoint from the initial robot posture shown in FIG. 41 to the robot posture shown in FIG. 43, the execution time between the start point and the end point can be minimized without interfering with the obstacle E1. it can.

図44に示すように、実施の形態1のロボット軌道制御装置は最終的に初期軌道から実行時間を4割弱に改善した軌道を得ることができる。また、実施の形態1のロボット軌道制御装置は、動作実行時間が短縮される経由点座標のみ候補としているため、少ない計算手数で軌道の改善を行うことができる。   As shown in FIG. 44, the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment can finally obtain a trajectory whose execution time is improved to less than 40% from the initial trajectory. In addition, since the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment uses only the waypoint coordinates for which the operation execution time is shortened, the trajectory can be improved with a small number of calculations.

このように、実施の形態1のロボット軌道制御装置は、実際のロボット装置2の動作情報I3を用いて軌道の改善を行うため、ロボット装置や周辺環境のモデル化誤差の影響が無く、高精度の軌道改善が実現される効果を奏する。すなわち、実施の形態1のロボット軌道制御装置は、少ない計算手数で自動的にロボットの軌道を改善することができる効果を奏する。   As described above, since the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment uses the motion information I3 of the actual robot apparatus 2 to improve the trajectory, there is no influence of modeling errors in the robot apparatus or the surrounding environment, and high accuracy. This has the effect of improving the trajectory. That is, the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment has an effect that the robot trajectory can be automatically improved with a small number of calculations.

(ボトルネック駆動部BDの算出方法の補足)
(第1のケース)
一つの補間動作中においては一つの駆動部が最短時間で変位しようとし続けているが,必ずしも各駆動部が同時に動き出し同時に動作を終了するとは限らない補間動作で軌道が定義されている場合がある。なお、第1のケースにおいて、一つの駆動部がボトルネックであり続け,かつその駆動部の速度パターンが台形若しくは三角形であることを想定している。なお、台形とは最高速度による安定期間が存在する速度パターンであり、三角形とは最高速度に到達すると直ちに速度低下する速度パターンを意味する。
(Supplementary method for calculating bottleneck driver BD)
(First case)
During one interpolation operation, one drive unit keeps trying to move in the shortest time, but each drive unit may start moving at the same time and the trajectory may be defined by an interpolation operation that does not necessarily end the operation at the same time. . In the first case, it is assumed that one drive unit continues to be a bottleneck and the speed pattern of the drive unit is trapezoidal or triangular. The trapezoid is a speed pattern in which a stable period due to the maximum speed exists, and the triangle means a speed pattern in which the speed immediately decreases when the maximum speed is reached.

経由点候補決定手段5はまず、ある時刻tでボトルネックとなっている駆動部を次のように算出する(第1の算法)。ロボット装置2の動作情報I3から得られる時刻tでの駆動部Diの速度をVit,加速度をAitとする。   First, the waypoint candidate determination unit 5 calculates a drive unit that becomes a bottleneck at a certain time t as follows (first calculation method). The speed of the drive unit Di at time t obtained from the operation information I3 of the robot apparatus 2 is Vit, and the acceleration is Ait.

また,ロボット装置2に予め定められている駆動部Diの最高速度(定格速度)をVMi、最高加速度(定格加速度)をAMiとする.速度VitをVMiで除した値の絶対値を係数Pit,加速度Aitを加速度AMiで除した値の絶対値を係数Qitとし,駆動部毎に係数Pitと係数Qitの1/2乗を比較して大きいほうを係数Ritとする.全駆動部の中で係数Ritが最も大きい駆動部を時刻tでのボトルネック駆動部BDとする。   In addition, the maximum speed (rated speed) of the drive unit Di predetermined for the robot apparatus 2 is defined as VMi, and the maximum acceleration (rated acceleration) is defined as AMi. The absolute value of the value obtained by dividing the velocity Vit by VMi is the coefficient Pit, the absolute value of the value obtained by dividing the acceleration Ait by the acceleration AMi is the coefficient Qit, and the coefficient Pit and the 1/2 power of the coefficient Qit are compared for each drive unit. The larger one is the coefficient Rit. The drive unit having the largest coefficient Rit among all the drive units is defined as a bottleneck drive unit BD at time t.

上述のように、各時刻でボトルネックとなっている駆動部が分かるため、これから補間動作中で常にボトルネックとなっている駆動部が算出でき、この駆動部をこの補間動作におけるボトルネックとする。以降の軌道改善は図4等で説明した処理内容と同様に行う。   As described above, since the drive unit that is the bottleneck at each time is known, the drive unit that is always the bottleneck during the interpolation operation can be calculated, and this drive unit is used as the bottleneck in the interpolation operation. . Subsequent track improvement is performed in the same manner as the processing described with reference to FIG.

このように、一つの補間動作中においては一つの駆動部が最短時間で変位しようとし続けているが、必ずしも各駆動部が同時に動き出し同時に動作を終了するとは限らない補間動作で軌道が定義されている第1のケースにおいても、第1の算法を採用することにより実施の形態1のロボット軌道制御装置は、自動で軌道の改善を行うことができる。   In this way, during one interpolation operation, one drive unit keeps trying to displace in the shortest time, but each drive unit does not necessarily start moving at the same time, and the trajectory is defined by the interpolation operation. Even in the first case, the robot trajectory control apparatus of the first embodiment can automatically improve the trajectory by adopting the first algorithm.

また、第1のケースの別の方法(第2の算法)として、何れかの駆動部の加速度が変化する時点によって補間動作を区分けし、区分けされた区間の中間時刻でのボトルネックを代表的に算出する方法が考える。この第2の算法によって、一定間隔ごとにボトルネックを求めるのに比べて、計算手数を減らす効果がある。   As another method (second algorithm) of the first case, the interpolation operation is divided according to the time when the acceleration of one of the drive units changes, and the bottleneck at the intermediate time of the divided section is representative. Consider the method of calculating. This second algorithm has the effect of reducing the number of calculations compared to finding a bottleneck at regular intervals.

さらに、第1のケースの別のボトルネックの算出方法として次のような方法(第3の算法)もある。一つの補間動作において、駆動部Diの変位量をΔHiとする。ただし補間動作中で駆動部Diの移動方向が変化する場合は変位量ΔHiを“0”とする。変位量ΔHiを速度VMiで除した係数値を駆動部毎に比較し、当該計数値が最も大きい駆動部をこの補間動作におけるボトルネックとする。   Furthermore, there is the following method (third calculation method) as another bottleneck calculation method in the first case. In one interpolation operation, the displacement amount of the drive unit Di is set to ΔHi. However, when the moving direction of the drive unit Di changes during the interpolation operation, the displacement amount ΔHi is set to “0”. A coefficient value obtained by dividing the displacement amount ΔHi by the speed VMi is compared for each drive unit, and the drive unit having the largest count value is set as a bottleneck in the interpolation operation.

この第3の算法によっても、補間動作中の幾つかの時刻でのボトルネックを算出する方法に比べて、計算手数を減らす効果がある。   This third algorithm also has the effect of reducing the number of calculations compared to the method of calculating bottlenecks at several times during the interpolation operation.

(第2のケース)
重量物を把持したときなど幾つかの駆動部に負荷が掛かり過ぎるため、その駆動部の速度やトルクに特別な制限が掛けられる場合がある。このとき実際に制限が掛けられた駆動部が全体の実行時間を決定する駆動部となるが、速度パターンは一つの駆動部が最短時間で変位しようとし続けているパターンとは乖離することがある。すなわち、第2のケースは、一つの駆動部がボトルネックであり続けるが,その駆動部の速度パターンが台形若しくは三角形以外となる場合や、上述第1〜第3の算法では他の駆動部をボトルネックと判断してしまう場合を想定している。
(Second case)
Since some of the drive units are overloaded, such as when a heavy object is gripped, special limits may be imposed on the speed and torque of the drive units. At this time, the drive unit that is actually limited becomes the drive unit that determines the overall execution time, but the speed pattern may deviate from the pattern in which one drive unit keeps moving in the shortest time. . That is, in the second case, one drive unit continues to be a bottleneck, but when the speed pattern of the drive unit is other than a trapezoid or a triangle, or in the above first to third calculations, other drive units are not used. It is assumed that it is a bottleneck.

動作情報収集手段3は上述した制限により駆動部の動作が制限された結果の動作であるかも動作情報I3として収集する。そして、駆動部の動作が実際に制限されていた場合、経由点候補決定手段5は実際に制限が加えられた駆動部をボトルネックとして判定して、次の経由点候補を決定する。   The operation information collecting means 3 also collects as operation information I3 whether the operation is a result of the operation of the drive unit being restricted due to the above-described restriction. If the operation of the drive unit is actually restricted, the waypoint candidate determination unit 5 determines the drive unit that is actually restricted as a bottleneck and determines the next route point candidate.

このように、重量物を把持したときなど幾つかの駆動部に負荷が掛かりすぎるのを防ぐために速度やトルクに制限が加えられた第2のケースにおいても、実施の形態1のロボット軌道制御装置は軌道改善を行うことができる。   As described above, the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment is also applied to the second case in which speed and torque are limited in order to prevent an excessive load from being applied to some driving units such as when holding a heavy object. Can improve the trajectory.

(第3のケース)
ハンド位置(手先部分)の軌道が作業空間上直線やある曲線を描くようにする補間動作がある。このような補間動作の場合、一つの補間動作中においてボトルネックとなる駆動部が変更される場合がある。
(Third case)
There is an interpolation operation in which the trajectory of the hand position (hand portion) draws a straight line or a certain curve in the work space. In the case of such an interpolation operation, a drive unit that becomes a bottleneck may be changed during one interpolation operation.

始点→経由点(×1)→終点を上述した補間動作で動作したとし、「始点→経由点」の補間動作を選択補間動作とした場合、経由点候補決定手段5は「始点→経由点」の補間動作中の経由点に直近部分でボトルネックとなっている駆動部を、この補間動作のボトルネックとみなす。このときのボトルネックの算出方法は、第1のケースに記述した第1〜第3の算法と同様である。そして、経由点前後の直近部分の速度変化パターンに基づき、上述した経由点候補決定処理と同様にして経由点候補を決定する。   If the start point → route point (× 1) → end point is operated by the above-described interpolation operation, and the interpolation operation of “start point → route point” is the selected interpolation operation, the route point candidate determining means 5 is “start point → route point”. A drive unit that is a bottleneck in the immediate vicinity of the via point during the interpolation operation is regarded as a bottleneck of this interpolation operation. The bottleneck calculation method at this time is the same as the first to third calculation methods described in the first case. Then, based on the speed change pattern of the nearest part before and after the waypoint, the waypoint candidate is determined in the same way as the waypoint determination process described above.

このように、ハンド位置が作業空間上直線やある曲線を描くようにする補間動作によって定義された軌道が存在する第3のケースにおいても、実施の形態1のロボット軌道制御装置は自動的に軌道改善を行うことができる。   As described above, even in the third case where there is a trajectory defined by the interpolation operation in which the hand position draws a straight line or a certain curve in the work space, the robot trajectory control device according to the first embodiment automatically performs the trajectory. Improvements can be made.

(第4のケース)
実施の形態1のロボット軌道制御装置において、経由点候補決定処理を改良し、一つの補間動作中においてボトルネックとなる駆動部が変更される場合に、経由点を追加する方法がある。注目している補間動作において、第1のケースとして記述したように各時点でのボトルネックを算出し、ボトルネックが変更される座標に新たな経由点を追加することが考えられる。このようにして、軌道改善の効果を向上させることもできる。
(Fourth case)
In the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment, there is a method of improving a waypoint candidate determination process and adding a waypoint when a drive unit that becomes a bottleneck is changed during one interpolation operation. In the interpolation operation of interest, it is conceivable to calculate a bottleneck at each time point as described in the first case, and add a new via point to the coordinates where the bottleneck is changed. In this way, the effect of improving the trajectory can be improved.

上述した第1〜第4のケースに対応して、ボトルネック駆動部BDの選択内容を適宜変更することにより、少なくとも実施の形態1のロボット軌道制御装置による正常動作を維持することができる。   Corresponding to the first to fourth cases described above, the normal operation by at least the robot trajectory control apparatus of the first embodiment can be maintained by appropriately changing the selection contents of the bottleneck driving unit BD.

図45は第4のケースに対応すべく経由点追加処理を用いた場合の実施の形態1のロボット軌道制御装置におけるロボット軌道制御方法の処理内容を示すフローチャートである。   FIG. 45 is a flowchart showing the processing contents of the robot trajectory control method in the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment when the waypoint addition processing is used to cope with the fourth case.

同図に示すように、ステップS18でYES後に実行されるステップS23の経由点追加処理を追加している。すなわち、ステップS23において、選択補間動作において、ボトルネックが変更される座標に経由点を追加する。このステップS23の実行後にステップS12に移行する。なお、ステップS23は、ステップS35でYES後、ステップS32の実行後にも実行される。なお、他の処理は図4で示したフローチャートと同様であるため、説明を省略する。   As shown in the figure, the via point addition process of step S23 executed after YES in step S18 is added. That is, in step S23, via points are added to the coordinates where the bottleneck is changed in the selective interpolation operation. After executing step S23, the process proceeds to step S12. Note that step S23 is executed after YES in step S35 and also after step S32. The other processes are the same as those in the flowchart shown in FIG.

(第2の装置構成)
図46はこの発明の実施の形態1であるロボット軌道制御装置の具体的な装置構成(第2の装置構成)を示す説明図である。同図に示すように、電子計算機26上にロボットの仮想動作させるシミュレーションが実装されている。すなわち、図1で示したロボット制御手段1、ロボット装置2、動作情報収集手段3、動作実行可能判定手段4、経由点候補決定手段5、動作可能経由点候補探索手段6及び経由点変更手段7を電子計算機26で実装されるソフトウェア処理上において実現している。
(Second apparatus configuration)
FIG. 46 is an explanatory diagram showing a specific device configuration (second device configuration) of the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, a simulation for virtually operating a robot is implemented on an electronic computer 26. That is, the robot control means 1, robot apparatus 2, motion information collection means 3, action execution possibility determination means 4, via point candidate determination means 5, operable via point candidate search means 6 and via point change means 7 shown in FIG. Is realized on software processing implemented by the electronic computer 26.

第2の装置構成では、ロボットの動作自体をシミュレーションで実現する具体的な装置構成である。ここで用いるシミュレーションとは、既知の技術であるロボット制御装置22や、動力学特性を考慮したロボットモデルや周辺環境モデルを電子計算機26上で再現し、利用者に視覚的に表示するものである。電子計算機26で実行されるシミュレーション上において、ロボットの内部センサ出力や外部センサ出力も再現でき、ロボットと周辺環境との干渉等も再現することができる。   The second device configuration is a specific device configuration that realizes the robot operation itself by simulation. The simulation used here is a robot control device 22 that is a known technique, a robot model that takes into account dynamic characteristics, and a surrounding environment model that are reproduced on the computer 26 and visually displayed to the user. . In the simulation executed by the electronic computer 26, the internal sensor output and external sensor output of the robot can be reproduced, and the interference between the robot and the surrounding environment can also be reproduced.

第2の装置構成では、ロボット制御手段1とロボット装置2も電子計算機26に実装され、図2で示した第1の装置構成で必要であった、ロボット21、ロボット制御装置22、ティーチングボックス23、及びセンサ用ケーブル25は不要となる。   In the second apparatus configuration, the robot control means 1 and the robot apparatus 2 are also mounted on the electronic computer 26, and the robot 21, the robot control apparatus 22, and the teaching box 23 that are necessary in the first apparatus configuration shown in FIG. And the cable 25 for sensors becomes unnecessary.

第2の装置構成の場合には、電子計算機26に実装されたシミュレーション上でロボットを動作させており実際のロボットを動作させる必要が無いため、第1の装置構成と比較して、軌道改善中に、干渉が発生するなどして、ロボットが損傷する危険が無いという効果を奏する。また、外部センサを軌道改善のために用意する必要も無くなり本発明の適用が容易となるという効果を奏する。   In the case of the second device configuration, since the robot is operated on the simulation mounted on the electronic computer 26 and it is not necessary to operate the actual robot, the trajectory is being improved as compared with the first device configuration. In addition, there is an effect that there is no danger of damaging the robot due to interference. In addition, there is no need to prepare an external sensor for improving the trajectory, so that the present invention can be easily applied.

(第3の装置構成)
図47はこの発明の実施の形態1のロボット軌道制御装置の具体的な装置構成(第3の装置構成)を示す説明図である。
(Third device configuration)
FIG. 47 is an explanatory diagram showing a specific device configuration (third device configuration) of the robot trajectory control device according to the first embodiment of the present invention.

同図に示すように、ロボット制御手段1を含むロボット制御装置32が用いられ、ロボット制御装置32が出力する指令値に従って、ロボット装置2に相当するロボット31が動作する。ロボット31の各駆動部の動作状況や実行時間といった内部センサの出力はロボット制御装置32に出力される。ロボット31に備えられた外部センサの出力はセンサ用ケーブル35を介してロボット制御装置32に出力される。   As shown in the figure, a robot control device 32 including a robot control means 1 is used, and a robot 31 corresponding to the robot device 2 operates according to a command value output from the robot control device 32. Outputs of internal sensors such as the operation status and execution time of each drive unit of the robot 31 are output to the robot control device 32. The output of the external sensor provided in the robot 31 is output to the robot control device 32 via the sensor cable 35.

ロボット制御装置32は軌道改善するための経由点候補を決定するための計算をも行うものであり、具体的には、図1で示した動作情報収集手段3、動作実行可能判定手段4、経由点候補決定手段5、動作可能経由点候補探索手段6、及び経由点変更手段7の機能を実装するものである。   The robot control device 32 also performs calculation for determining a waypoint candidate for improving the trajectory. Specifically, the action information collecting means 3, the action feasibility determining means 4 shown in FIG. The functions of the point candidate determining means 5, the operable via point candidate searching means 6, and the via point changing means 7 are implemented.

ティーチングボックス33は、図2で示した第1の装置構成のティーチングボックス23と同様、作業者がロボット制御装置32に初期情報I1を与える装置である。   The teaching box 33 is a device that gives the initial information I1 to the robot control device 32 by the operator, like the teaching box 23 of the first device configuration shown in FIG.

本発明を適用するための経由点候補決定処理等の計算処理の負荷は低く、専用の電子計算機と比較して数値計算処理能力で見劣りするロボット制御装置でも処理可能なものであるため、ロボット31の制御が主目的のロボット制御装置32自体に経由点候補決定処理等の機能を備えさせることは十分可能である。   Since the load of calculation processing such as the waypoint candidate determination processing for applying the present invention is low and can be processed even by a robot controller that is inferior in numerical calculation processing capability compared to a dedicated electronic computer, the robot 31 It is sufficiently possible to provide the robot control device 32 itself for which the above control is performed with a function such as a waypoint determination process.

第3の装置構成では、動作情報収集手段3、動作実行可能判定手段4、経由点候補決定手段5、動作可能経由点候補探索手段6、経由点変更手段7もロボット制御装置32に実装される分、第1及び第2の装置構成の電子計算機24及び26に相当する構成が不要となり、装置構成の簡略化を図ることができる。   In the third apparatus configuration, the operation information collection unit 3, the operation execution possibility determination unit 4, the via point candidate determination unit 5, the operable via point candidate search unit 6, and the via point change unit 7 are also mounted on the robot control device 32. Therefore, the configuration corresponding to the electronic computers 24 and 26 having the first and second device configurations is unnecessary, and the device configuration can be simplified.

また、センサ用ケーブル35がロボット制御装置32に繋がれた構成となるため、ロボット軌道制御を行う際、第1の装置構成のように電子計算機へのセンサ用ケーブルの付け替え等の処理が不要となる。したがって、第3の装置構成は、多数のロボットが存在する大規模な生産設備で本発明を適用する際に、労力を抑えることができるという効果を奏する。   Further, since the sensor cable 35 is connected to the robot control device 32, when the robot trajectory control is performed, processing such as replacement of the sensor cable to the electronic computer is not required as in the first device configuration. Become. Therefore, the third apparatus configuration has an effect that labor can be reduced when the present invention is applied to a large-scale production facility in which a large number of robots exist.

<実施の形態2>
図48はこの発明の実施の形態2であるロボット軌道制御装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、図1で示した実施の形態1と比較した場合、軌道定義変換手段8が加えられ、外部からの入力である教示点データI10が軌道定義変換手段8に付与される点が異なる。
<Embodiment 2>
FIG. 48 is a block diagram showing the configuration of the robot trajectory control apparatus according to the second embodiment of the present invention. As shown in the figure, when compared with the first embodiment shown in FIG. 1, the trajectory definition conversion means 8 is added, and the teaching point data I10 that is input from the outside is given to the trajectory definition conversion means 8. The point is different.

教示点データI10の順列はX={x0,x1,x2,…,xn}で表記されるもので、7msecといった単位時間ごとに各教示点をロボット装置2が順番に移動していくように軌道が定義される。このような軌道の定義方法は既知の技術である。なお、入力される教示点データI10の順列は、必ずロボットが動作可能な軌道位置となる。   The permutation of the teaching point data I10 is represented by X = {x0, x1, x2,..., Xn}, and the trajectory is such that the robot device 2 moves in sequence for each teaching point every unit time such as 7 msec. Is defined. Such a method of defining a trajectory is a known technique. Note that the permutation of the input teaching point data I10 is always a trajectory position where the robot can operate.

なお、教示点データI10の順列Xにおいて、初期座標x0から終点座標xnに到達することが最終目的であり、中間の経由点座標(x1〜x(n−1))(少なくとも一つの初期経由点)を通過する必要性はない。   Note that, in the permutation X of the teaching point data I10, the final purpose is to reach the end point coordinate xn from the initial coordinate x0, and intermediate waypoint coordinates (x1 to x (n-1)) (at least one initial waypoint) ) Is not necessary.

軌道定義変換手段8には教示点データI10の順列Xが入力され、教示点データI10に基づき、始点座標、所定数の変換経由点、終点座標からなる複数の軌道座標を規定した変換初期情報I8を出力する。変換初期情報I8内に複数の軌道座標間を繋ぐ補間動作の種別を含ませても良い。   A permutation X of the teaching point data I10 is input to the trajectory definition conversion means 8, and based on the teaching point data I10, conversion initial information I8 defining a plurality of trajectory coordinates including a start point coordinate, a predetermined number of conversion via points, and an end point coordinate. Is output. The conversion initial information I8 may include a type of interpolation operation for connecting a plurality of trajectory coordinates.

ロボット制御手段1は変換初期情報I8に基づきロボット装置2を動作させる。そして、動作情報収集手段3より得られる動作情報I3に基づき、動作実行可能判定手段4は動作実行可能であったか判断し、判断結果を示す動作可能情報I4を出力する。   The robot control means 1 operates the robot apparatus 2 based on the converted initial information I8. Then, based on the operation information I3 obtained from the operation information collection unit 3, the operation execution possibility determination unit 4 determines whether the operation can be executed, and outputs operation available information I4 indicating the determination result.

変換初期情報I8に基づきロボット制御手段1が動作指令値C1を出力することよってロボット装置2を実行させた際に、動作可能情報I4が初期状態の動作実行可能を指示する場合、以降、変換初期情報I8を初期情報I1とした場合の実施の形態1と同様に軌道の改善が行われる。   When the robot control unit 1 outputs the operation command value C1 based on the conversion initial information I8 and causes the robot apparatus 2 to execute, the operation enable information I4 indicates that the initial operation can be executed. The trajectory is improved as in the first embodiment when the information I8 is the initial information I1.

一方、ロボット装置2を変換初期情報I8に基づきロボット制御手段1によって実行させた際に、動作可能情報I4が初期状態の動作実行不能を指示する場合、動作不能を指示する動作可能情報I4が軌道定義変換手段8に出力される。   On the other hand, when the robot apparatus 2 is executed by the robot control means 1 based on the converted initial information I8, if the operable information I4 indicates that the initial operation cannot be performed, the operable information I4 indicating that the operation is disabled It is output to the definition conversion means 8.

軌道定義変換手段8は、動作可能情報I4が変換初期情報I8に基づくロボット装置2の動作実行不能を指示する場合、教示点データI10で規定した順列Xにおける経由点座標から(x1〜x(n−1))一の経由点座標を、新たに変換経由点として追加して新たな変換初期情報I8を出力し直す。そして、変換初期情報I8に基づくロボット装置2が動作実行可能になるまで変換初期情報I8は変更される。   When the operable information I4 indicates that the operation of the robot apparatus 2 cannot be executed based on the converted initial information I8, the trajectory definition converting means 8 calculates (x1 to x (n) from the via point coordinates in the permutation X defined by the teaching point data I10. -1) Adds one via point coordinate as a new conversion via point and outputs new conversion initial information I8 again. The conversion initial information I8 is changed until the robot apparatus 2 based on the conversion initial information I8 can execute an operation.

そして、最終的に動作実行可能判定手段4によって動作実行可能と判断された変換初期情報I8が、実施の形態1の初期情報I1と同様に扱われ、実施の形態1と同様に動作実行可能判定手段4及び経由点候補決定手段5による軌道改善処理が行われる。   Then, the converted initial information I8 that is finally determined to be executable by the operation executable determination unit 4 is handled in the same manner as the initial information I1 of the first embodiment, and the operation executable determination is performed as in the first embodiment. The trajectory improvement processing by means 4 and waypoint candidate determination means 5 is performed.

以下、実施の形態2のロボット軌道制御装置における軌道定義変換手段8の具体的な動作について説明する。   Hereinafter, a specific operation of the trajectory definition conversion means 8 in the robot trajectory control apparatus according to the second embodiment will be described.

軌道定義変換手段8は入力された教示点データI10の順列Xから、始点座標、初期経由点、終点座標及び必要に応じてそれらを繋ぐ補間動作種別を規定した変換初期情報I8を出力する。   The trajectory definition conversion means 8 outputs, from the permutation X of the input teaching point data I10, conversion initial information I8 that defines the start point coordinates, the initial via points, the end point coordinates, and, if necessary, the interpolation operation type connecting them.

以下、軌道定義変換手段8が当初出力する変換初期情報I8について述べる。まず、教示点データI10の順列Xの最初のデータx0を始点座標に、教示点データの順列の最後のデータxnを終点座標に設定する。   Hereinafter, the conversion initial information I8 initially output by the trajectory definition conversion means 8 will be described. First, the first data x0 of the permutation X of the teaching point data I10 is set as the start point coordinate, and the last data xn of the permutation of the teaching point data is set as the end point coordinate.

次に、各教示点間xi→x(i+1)の移動において各駆動部は等速で動くものと仮定して、x0からxnまでロボット装置2が動作するときの速度変化パターンを算出する。そして速度変化パターンから、実施の形態1の第1のケースの場合で示した係数Ritを算出して、各時点でのボトルネック駆動部BDを決定する。   Next, assuming that each drive unit moves at a constant speed in the movement of each teaching point xi → x (i + 1), a speed change pattern when the robot apparatus 2 operates from x0 to xn is calculated. Then, the coefficient Rit shown in the first case of the first embodiment is calculated from the speed change pattern, and the bottleneck drive unit BD at each time point is determined.

時系列に沿ってボトルネックとなる駆動部を見ていき、ボトルネック駆動部が変更される教示点データをそれぞれ変換経由点とし採用する。   The driving unit that becomes the bottleneck is observed along the time series, and the teaching point data at which the bottleneck driving unit is changed is adopted as the conversion via point.

最後に、軌道定義変換手段8は、必要に怖じて、各点を繋ぐ補間動作種別を規定する。補間動作種別として、既知の技術で教示点データI10の順列Xが与えられたときにロボット制御手段1が用いる補間動作種別、例えば駆動部Diが同時に動き出し、動作中はできるだけ等速に動き、各駆動部Diが同時に動作を終了するような補間動作種別が考えられる。当然他の補間動作種別であってもかまわない。これによって、実施の形態1の初期情報I1と同型のデータを変換初期情報I8としてロボット制御手段1に出力することができる。   Finally, the trajectory definition conversion means 8 defines the type of interpolation operation that connects the points with fear of necessity. As the interpolation operation type, the interpolation operation type used by the robot control means 1 when the permutation X of the teaching point data I10 is given by a known technique, for example, the drive unit Di starts to move simultaneously, and moves at the same speed as possible during the operation. Interpolation operation types in which the driving unit Di simultaneously ends operation are conceivable. Of course, other types of interpolation operation may be used. As a result, data having the same type as the initial information I1 of the first embodiment can be output to the robot control means 1 as the converted initial information I8.

軌道定義変換手段8が出力した変換初期情報I8に基づく軌道が、動作実行可能判定手段4によって動作実行不可能と判定された場合には、軌道定義変換手段8は次のように、教示点データI10で規定した初期経由点から選択した一の経由点を新たな変換経由点として追加し、追加した変化経由点を含む情報を新たな変換初期情報I8として再決定する。   When the trajectory based on the conversion initial information I8 output by the trajectory definition conversion means 8 is determined by the motion feasibility determination means 4 to be unexecutable, the trajectory definition conversion means 8 performs the teaching point data as follows: One via point selected from the initial via points defined in I10 is added as a new conversion via point, and information including the added change via point is redetermined as new conversion initial information I8.

動作実行不可能と判定された位置の直前の経由点がxi、直後の経由点がxjであったとする。このとき 「j>i+1」が成立する。なぜならば、「j=i+1」であった場合、xi→xjの部分の軌道は入力された教示点データの順列Xで定義される軌道と一致しているため、必ず動作実行可能だからである。そこで、軌道定義変換手段8は、xiとxjの中間にある教示点データx[(i+j)/2](初期経由点)を選択し、変化経由点として追加する。なお、[k]はk以上の最小の整数を意味する。   It is assumed that the route point immediately before the position where it is determined that the operation cannot be performed is xi, and the route point immediately after is xj. At this time, “j> i + 1” is established. This is because, when “j = i + 1”, the trajectory of the portion of xi → xj coincides with the trajectory defined by the permutation X of the input teaching point data, so that the operation can always be executed. Therefore, the trajectory definition conversion means 8 selects teaching point data x [(i + j) / 2] (initial waypoint) that is intermediate between xi and xj and adds it as a change waypoint. [K] means the smallest integer equal to or greater than k.

以降、変換初期情報I8に基づくロボット装置2が、動作実行可能判定手段4によって動作実行可能と判定されるまで、軌道定義変換手段8により変換経由点を追加していく。最終的には入力された教示点データの順列Xによる座標と変換初期情報I8で指示する座標とが同等になるので、必ず動作実行可能となる。   Thereafter, until the robot apparatus 2 based on the conversion initial information I8 determines that the operation can be executed by the operation execution capability determination unit 4, the trajectory definition conversion unit 8 adds conversion via points. Eventually, the coordinates by the permutation X of the input teaching point data are equivalent to the coordinates indicated by the conversion initial information I8, so that the operation can always be executed.

軌道定義変換手段8による別の軌道変換法として次のような方法(第2の方法)がある。   Another trajectory conversion method by the trajectory definition conversion means 8 is the following method (second method).

まず、教示点データI10の順列Xの最初のデータx0を始点座標に、教示点データI10の順列Xの最後のデータxnを終点座標に設定する。   First, the first data x0 of the permutation X of the teaching point data I10 is set as the start point coordinate, and the last data xn of the permutation X of the teaching point data I10 is set as the end point coordinate.

次に当初の変換経由点として、x0とxnの中間の教示データx[n/2]を初期経由点とする。補間動作種別に関しては実施の形態1と同様に行う。   Next, teaching data x [n / 2] between x0 and xn is set as an initial via point as an initial conversion via point. The interpolation operation type is the same as in the first embodiment.

軌道定義変換手段8が出力した変換初期情報I8に基づくロボット装置2の軌道が、動作実行可能判定手段4によって動作実行不可能と判定された場合には、軌道定義変換手段8は次のように新たな経由点を追加して初期経由点を決定する。   When the trajectory of the robot apparatus 2 based on the converted initial information I8 output by the trajectory definition conversion means 8 is determined by the motion executable determination means 4 to be unable to execute the motion, the trajectory definition conversion means 8 is as follows. A new waypoint is added and an initial waypoint is determined.

動作実行不可能と判定された位置の直前の経由点がxi、直後の経由点がxjであったとする。そこで、軌道定義変換手段8は、xiとxjの中間の教示点データx[(i+j)/2]を変換経由点としてに追加する。以降、動作実行可能と判定されるまで軌道定義変換手段8は変換経由点を追加していく。   It is assumed that the route point immediately before the position where it is determined that the operation cannot be performed is xi, and the route point immediately after is xj. Therefore, the trajectory definition conversion means 8 adds the teaching point data x [(i + j) / 2] between xi and xj as a conversion via point. Thereafter, the trajectory definition conversion means 8 adds conversion via points until it is determined that the operation can be executed.

上述した実施の形態のロボット軌道制御装置による軌道定義変換手段8による変換初期情報I8の変換内容をまとめると以下のようになる。   The conversion contents of the conversion initial information I8 by the trajectory definition conversion means 8 by the robot trajectory control device of the above-described embodiment are summarized as follows.

第1ステップ:始点(x0)、少なくとも一つの初期経由点(x1〜x(n−1))、終点(xn)の座標を規定した教示点データI10を受ける。   First step: Receive teaching point data I10 defining the coordinates of a starting point (x0), at least one initial via point (x1 to x (n-1)), and an ending point (xn).

第2ステップ:教示点データI10を変換初期情報I8に変換する。   Second step: The teaching point data I10 is converted into conversion initial information I8.

第3ステップ:第2ステップで得た軌道定義変換手段8で動作させた際にロボット装置2が動作不能の場合に、上記少なくとも一つの初期経由点のいずれかを変換経由点として追加選択して新たな変換初期情報I8とする。   Third step: When the robot apparatus 2 is inoperable when operated by the trajectory definition conversion means 8 obtained in the second step, any one of the at least one initial waypoint is additionally selected as a waypoint for conversion. It is set as new conversion initial information I8.

この第3ステップは、新たな変換初期情報I8で動作させた際に前記ロボットが動作可能と判断されるまで繰り返される。   This third step is repeated until it is determined that the robot is operable when it is operated with the new conversion initial information I8.

例えばロボットをマスタースレーブで動作させてその動作を軌道とする場面や、人間が行った動作をビジョンセンサなどで観測し、ロボットに見真似動作をさせる場面、空間を分割してポテンシャル法等でロボットの軌道を定義する場面が考えられる。   For example, a scene in which a robot is operated as a master and slave and the movement is taken as a trajectory, a movement that is performed by a human being is observed with a vision sensor, and a robot is imitated. The scene that defines the trajectory of can be considered.

実施の形態2のロボット軌道制御装置は、上述の種々の場面のように、教示点データI10が外部より付与され一定時間ごと(数msec)の教示点データの順列によって軌道が定義されていても、教示点データI10の経由点の数を動作可能な数に減少させた後の変換初期情報I8に予め変換することができる。   In the robot trajectory control apparatus according to the second embodiment, even if the teaching point data I10 is given from the outside and the trajectory is defined by the permutation of the teaching point data at regular intervals (several msec) as in the various scenes described above. Then, the number of via points in the teaching point data I10 can be converted in advance into the converted initial information I8 after being reduced to an operable number.

このように、実施の形態2のロボット軌道制御装置は、経由由点候補決定手段5及び動作可能経由点候補探索手段6による軌道改善処理が行われる前段階において、教示点データI10の改善を図った変換初期情報I8を自動で作成することができる効果がある。   As described above, the robot trajectory control apparatus according to the second embodiment improves the teaching point data I10 before the trajectory improvement process is performed by the waypoint candidate determination unit 5 and the operable waypoint candidate search unit 6. The conversion initial information I8 can be automatically created.

なお、実施の形態2のロボット軌道制御装置を実現する具体的な装置構成としては、図2で示した第1の装置構成(軌道定義変換手段8はロボット制御装置22あるいは電子計算機24内に実装)が考えられる。また、図46で示した第2の装置構成(軌道定義変換手段8は電子計算機26内に実装)、あるいは図47で示した第3の装置構成(軌道定義変換手段8はロボット制御装置32内に実装)を、実施の形態2のロボット軌道制御装置の具体的な装置構成としても良い。   As a specific device configuration for realizing the robot trajectory control device of the second embodiment, the first device configuration shown in FIG. 2 (the trajectory definition conversion means 8 is mounted in the robot control device 22 or the electronic computer 24). ) Is considered. 46 (the trajectory definition conversion means 8 is mounted in the electronic computer 26), or the third apparatus configuration shown in FIG. 47 (the trajectory definition conversion means 8 is in the robot controller 32). May be a specific device configuration of the robot trajectory control device of the second embodiment.

この発明の実施の形態1であるロボット軌道制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the robot track control apparatus which is Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1のロボット軌道制御装置を実現する具体的な装置構成(第1の装置構成)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific apparatus structure (1st apparatus structure) which implement | achieves the robot track control apparatus of Embodiment 1. FIG. 図2で示したロボットの具体例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific example of the robot shown in FIG. 実施の形態1のロボット軌道制御装置におけるロボット軌道制御方法の処理内容を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing processing contents of a robot trajectory control method in the robot trajectory control apparatus according to the first embodiment. 図1で示した経由点候補決定手段によるボトルネック駆動部の選択方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the selection method of the bottleneck drive part by the waypoint candidate determination means shown in FIG. ボトルネック駆動部についての特徴的な速度変化パターンで表した説明図である。It is explanatory drawing represented with the characteristic speed change pattern about a bottleneck drive part. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第1例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第1例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第1例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第1例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第1例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第1例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第1例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第1例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第1例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第1例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第2例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第2例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第2例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第2例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第3例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第3例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第3例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第3例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第3例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第3例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第3例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第3例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第4例を示す図である。It is a figure which shows the 4th example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第4例を示す図である。It is a figure which shows the 4th example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第4例を示す図である。It is a figure which shows the 4th example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第4例を示す図である。It is a figure which shows the 4th example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第4例を示す図である。It is a figure which shows the 4th example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第4例を示す図である。It is a figure which shows the 4th example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第4例を示す図である。It is a figure which shows the 4th example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 図1で示した経由点候補決定手段による経由点候補決定処理の第4例を示す図である。It is a figure which shows the 4th example of the waypoint candidate determination process by the waypoint candidate determination means shown in FIG. 経由点候補決定処理の第2例及び第3例に対応する、実施の形態1のロボット軌道制御装置におけるロボット軌道制御方法の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of the robot track control method in the robot track control apparatus of Embodiment 1 corresponding to the 2nd example and 3rd example of a waypoint candidate determination process. 経由点候補決定処理の第4例に対応する、実施の形態1のロボット軌道制御装置におけるロボット軌道制御方法の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of the robot track control method in the robot track control apparatus of Embodiment 1 corresponding to the 4th example of a waypoint candidate determination process. 軌道改善対象となるロボットの具体的姿勢を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific attitude | position of the robot used as a track improvement object. 軌道改善対象となるロボットの具体的姿勢を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific attitude | position of the robot used as a track improvement object. 軌道改善対象となるロボットの具体的姿勢を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific attitude | position of the robot used as a track improvement object. 軌道改善対象となるロボットの具体的姿勢を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific attitude | position of the robot used as a track improvement object. 軌道改善対象となるロボットの具体的姿勢を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific attitude | position of the robot used as a track improvement object. ロボット装置の動作回数と実行時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the frequency | count of operation | movement of a robot apparatus, and execution time. 経由点追加処理を用いた場合の実施の形態1のロボット軌道制御装置におけるロボット軌道制御方法の処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of the robot track control method in the robot track control apparatus of Embodiment 1 at the time of using a via point addition process. 実施の形態1のロボット軌道制御装置の具体的な装置構成(第2の装置構成)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific apparatus structure (2nd apparatus structure) of the robot track control apparatus of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のロボット軌道制御装置の具体的な装置構成(第3の装置構成)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the specific apparatus structure (3rd apparatus structure) of the robot track control apparatus of Embodiment 1. FIG. この発明の実施の形態2であるロボット軌道制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the robot track control apparatus which is Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ロボット制御手段、2 ロボット装置、3 動作情報収集手段、4 動作実行可能判定手段、5 経由点候補決定手段、6 動作可能経由点候補探索手段、7 経由点変更手段、8 軌道定義変換装置、21,31 ロボット、22,32 ロボット制御装置、23,33 ティーチングボックス、24,26 電子計算機、25,35 センサ用ケーブル、I1 初期情報、I8 変換初期情報、I10 教示点データ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Robot control means 2 Robot apparatus 3 Motion information collection means 4 Action execution possibility determination means 5 Via point candidate determination means 6 Operable via point candidate search means 7 Via point change means 8 Trajectory definition conversion apparatus 21, 31 Robot, 22, 32 Robot controller, 23, 33 Teaching box, 24, 26 Computer, 25, 35 Sensor cable, I1 initial information, I8 conversion initial information, I10 Teaching point data.

Claims (4)

複数の駆動部を有するロボットの始点から終点に至る動作経路である軌道を制御するロボット軌道制御装置であって、
始点、少なくとも一つの経由点、終点を含む複数の軌道座標を規定した軌道位置情報に基づき、前記複数の軌道座標間における前記複数の駆動部の動作である複数の補間動作の内容を規定した動作指令値を出力するロボット制御手段を備え、前記複数の軌道座標はそれぞれ前記複数の駆動部の動作内容によって規定され、
前記動作指令値に基づき、前記ロボットを動作させた際に実現される前記複数の駆動部それぞれの状態を示す駆動部情報と、前記ロボットと周辺環境との位置関係を規定する周辺情報とを含む動作情報を収集する動作情報収集手段と、
前記動作情報収集手段で収集された前記動作情報に基づき、前記動作指令値で前記ロボットが動作可能か判定する動作実行可能判定手段と、
前記動作実行可能判定手段により前記ロボットが動作可能と判定された際に、前記少なくとも一つの経由点のうち一の経由点を選択経由点とし、かつ、前記複数の補間動作のうち前記選択経由点を含む一の補間動作を選択補間動作とし、該選択補間動作において前記複数の駆動部のうち実行速度に最も影響を与えると判断した駆動部をボトルネック駆動部とし、前記動作情報に基づき、ロボット全体の実行時間が短縮される範囲で前記ボトルネック駆動部における前記選択経由点の座標を変更して第1の経由点候補を算出し、該第1の経由点候補を規定した第1の経由点候補情報を出力する経由点候補決定手段と、
前記動作実行可能判定手段により前記ロボットが動作不可能と判定された際に、前記動作情報に基づき、ロボット全体の実行時間が短縮される範囲で前記複数の駆動部のうち前記ボトルネック駆動部以外の駆動部における第2の経由点候補を算出し、該第2の経由点候補を規定した第2の経由点候補情報を出力する動作可能経由点候補探索手段と、
前記第2の経由点候補情報が規定する前記第2の経由点候補が存在すれば該第2の経由点候補を変更経由点として決定し、前記第2の経由点候補が存在せず前記第1の経由点候補情報が規定する前記第1の経由点候補が存在すれば該第1の経由点候補を前記変更経由点として決定し、前記複数の軌道座標のうち前記選択経由点を前記変更経由点に置き換えた情報を新たな前記軌道位置情報として前記ロボット制御手段に与える経由点変更手段とをさらに備える、
ロボットの軌道制御装置。
A robot trajectory control device that controls a trajectory that is an operation path from a start point to an end point of a robot having a plurality of drive units,
Based on trajectory position information that defines a plurality of trajectory coordinates including a start point, at least one via point, and an end point, an operation that defines the contents of a plurality of interpolation operations that are operations of the plurality of drive units between the plurality of trajectory coordinates Comprising a robot control means for outputting a command value, each of the plurality of trajectory coordinates is defined by the operation content of the plurality of drive units,
Based on the operation command value, includes drive unit information indicating a state of each of the plurality of drive units realized when the robot is operated, and peripheral information that defines a positional relationship between the robot and the surrounding environment. Operation information collecting means for collecting operation information;
Based on the motion information collected by the motion information collection means, motion executable determination means for determining whether the robot is operable at the motion command value;
When it is determined that the robot is operable by the operation executable determination unit, one via point of the at least one via point is selected as a selection via point, and the selected via point among the plurality of interpolation operations One interpolation operation including a selected interpolation operation, a drive unit determined to have the most influence on the execution speed among the plurality of drive units in the selected interpolation operation is a bottleneck drive unit, and a robot based on the operation information calculating a first transit point candidates to the extent that the total execution time is shortened by changing the coordinates of the bottleneck the selected route point to definitive to the drive unit, the first which defines a transit point candidates of the first Route point candidate determining means for outputting route point candidate information;
When the robot is determined to be inoperable by the motion executable determination unit, based on the motion information, a range other than the bottleneck driver among the plurality of drive units within a range where the execution time of the entire robot is shortened of calculating a second via point candidates definitive the drive unit, and operable via point candidate search means for outputting a second via point candidate information specifying a route point candidate of the second,
If the second waypoint candidate specified by the second waypoint candidate information exists, the second waypoint candidate is determined as a change waypoint, and the second waypoint candidate does not exist and the second waypoint candidate does not exist. If the first waypoint candidate specified by one waypoint candidate information exists, the first waypoint candidate is determined as the change waypoint, and the selected waypoint among the plurality of trajectory coordinates is changed. A route point changing unit that provides the robot control unit with the information replaced by the route point as new trajectory position information;
Robot trajectory control device.
請求項1記載のロボット軌道制御装置であって、
始点、少なくとも一つの初期経由点、終点の座標を規定した教示点データを受け、前記教示データを変換初期情報に変換する軌道定義変換手段をさらに備え、前記変換初期情報は、始点、前記少なくとも一つの初期経由点から選択された所定数の変換経由点、終点を含む複数の軌道座標を規定し、前記変換初期情報に基づき前記ロボット制御手段によって前記ロボットが動作し、前記動作情報収集手段より得られる前記動作情報に基づき、前記ロボットの動作実行可能の有無が前記動作実行可能判定手段より判断され、
前記軌道定義変換手段は、前記動作実行可能判定手段が動作不能と判断すると、前記少なくとも一つの初期経由点のいずれかを前記所定数の変換経由点として追加選択して新たな前記変換初期情報を順次出力し、前記動作実行可能判定手段が動作可能と判断した時点における前記変換初期情報を前記軌道位置情報とする、
ロボット軌道制御装置。
The robot trajectory control device according to claim 1,
It further includes trajectory definition conversion means for receiving teaching point data defining coordinates of a starting point, at least one initial via point, and an ending point, and converting the teaching data into conversion initial information, wherein the conversion initial information includes the starting point, the at least one A plurality of trajectory coordinates including a predetermined number of conversion via points and end points selected from two initial via points are defined, and the robot is operated by the robot control unit based on the conversion initial information, and obtained from the operation information collecting unit. Whether or not the robot can be operated is determined by the operation execution determination unit based on the operation information.
The trajectory definition conversion means, when the operation feasibility determination means determines that the operation is not possible, additionally selects any one of the at least one initial via point as the predetermined number of conversion via points to obtain new conversion initial information. Sequentially output, and the conversion initial information at the time when the operation executable determination unit determines that the operation is possible, as the trajectory position information,
Robot trajectory control device.
複数の駆動部を有するロボットにおける始点から終点に至る動作経路である軌道を制御するロボット軌道制御方法であって、
(a) 始点、少なくとも一つの経由点、終点を含む複数の軌道座標を規定した軌道位置情報を取得するステップを備え、前記複数の軌道座標はそれぞれ前記複数の駆動部の動作内容によって規定され、
(b) 前記少なくとも一つの経由点のうち一の経由点を選択経由点とし、かつ、前記複数の軌道座標間における前記複数の駆動部の動作である複数の補間動作のうち前記選択経由点を含む一の補間動作を選択補間動作とし、該選択補間動作において前記複数の駆動部のうち実行速度に最も影響を与えると判断した駆動部をボトルネック駆動部とし、ロボット全体の実行時間が短縮される範囲で前記ボトルネック駆動部における前記選択経由点の座標を変更して第1の経由点候補を算出するステップと、
(c) 前記複数の軌道座標のうち、前記ステップ(b) で得た前記第1の経由点候補を前記選択経由点から置き換えた情報を前記軌道位置情報で動作させた際に前記ロボットが動作不能の場合に実行され、ロボット全体の実行時間が短縮される範囲で前記複数の駆動部のうち前記ボトルネック駆動部以外の駆動部における第2の経由点候補を算出するステップと、
(d) 前記第2の経由点候補が存在すれば該第2の経由点候補を変更経由点として決定し、前記第2の経由点候補が存在せず前記第1の経由点候補が存在すれば該第1の経由点候補を前記変更経由点として決定し、前記複数の軌道座標のうち前記選択経由点を前記変更経由点に置き換えた情報を新たな前記軌道位置情報とするステップとをさらに備え、
前記第1及び第2の経由点候補の算出が共に不可能になるまで、前記ステップ(a) 〜(d) を繰り返す、
ロボット軌道制御方法。
A robot trajectory control method for controlling a trajectory that is an operation path from a start point to an end point in a robot having a plurality of drive units,
(a) comprising a step of obtaining trajectory position information defining a plurality of trajectory coordinates including a start point, at least one waypoint, and an end point, each of the plurality of trajectory coordinates being defined by the operation contents of the plurality of driving units,
(b) One of the at least one waypoints is set as a selected waypoint, and the selected waypoint among a plurality of interpolation operations that are operations of the plurality of driving units between the plurality of trajectory coordinates. and selecting interpolation operation an interpolation operation including, a drive unit which determines that the greatest impact on execution speed of the plurality of drive unit in said selected interpolation operation is a bottleneck driver, reduces execution time of the entire robot calculating a first route point candidates by changing the coordinates of the selected waypoint to definitive the bottleneck driver in a range that,
(c) Among the plurality of trajectory coordinates, the robot operates when information obtained by replacing the first via point candidate obtained in step (b) with the selected via point is operated with the trajectory position information. is executed if the inability calculating a second via point candidates definitive the drive unit other than the bottleneck driver of the plurality of drive unit to the extent that the execution time of the entire robot is shortened,
(d) If the second waypoint candidate exists, the second waypoint candidate is determined as a change waypoint, and the second waypoint candidate does not exist and the first waypoint candidate exists. For example, determining the first via point candidate as the change via point, and setting the information obtained by replacing the selected via point with the change via point among the plurality of trajectory coordinates as new trajectory position information. Prepared,
Repeating steps (a) to (d) until both the first and second waypoint candidates cannot be calculated;
Robot trajectory control method.
請求項3記載のロボット軌道制御方法であって、
(e) 始点、少なくとも一つの初期経由点、終点の座標を規定した教示点データを受けるステップと、
(f) 前記教示データを変換初期情報に変換するステップとを備え、前記変換初期情報は、始点、前記少なくとも一つの初期経由点から選択された所定数の変換経由点、終点を含む複数の軌道座標を規定し、
(g) 前記ステップ(f) で得た前記変換初期情報で動作させた際に前記ロボットが動作不能の場合に、前記少なくとも一つの初期経由点のいずれかを前記所定数の変換経由点として追加選択して新たな前記変換初期情報とするステップとを備え、
前記ステップ(g) は、前記新たな変換初期情報で動作させた際に前記ロボットが動作可能と判断されるまで繰り返され、
前記ステップ(e) 〜(g) は、前記ステップ(a) 〜(d) に先がけて実行され、最終的な前記変換初期情報が前記軌道位置情報となる、
ロボット軌道制御方法。
The robot trajectory control method according to claim 3,
(e) receiving teaching point data defining coordinates of a starting point, at least one initial waypoint, and an end point;
(f) converting the teaching data into conversion initial information, wherein the conversion initial information includes a plurality of trajectories including a start point, a predetermined number of conversion via points selected from the at least one initial via point, and an end point. Define the coordinates,
(g) When the robot is inoperable when operated with the conversion initial information obtained in step (f), any one of the at least one initial via point is added as the predetermined number of conversion via points. Selecting the new conversion initial information to select,
Step (g) is repeated until it is determined that the robot is operable when operated with the new conversion initial information,
The steps (e) to (g) are executed prior to the steps (a) to (d), and the final converted initial information becomes the trajectory position information.
Robot trajectory control method.
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