JP6733356B2 - Arithmetic device, arithmetic method, arithmetic program, and robot system - Google Patents
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Description
本件は、演算装置、演算方法、演算プログラム、およびロボットシステムに関する。 The present invention relates to an arithmetic device, an arithmetic method, an arithmetic program, and a robot system.
複数のロボットに協調動作を行わせる技術が求められている。例えば、一方のロボットにケーブルの一端を支持させ、他方のロボットにケーブルの他端を支持させ、ケーブルフォーミングを行わせる技術が求められている。 There is a demand for a technique that allows a plurality of robots to perform a cooperative operation. For example, there is a demand for a technique in which one robot supports one end of a cable and the other robot supports the other end of the cable to perform cable forming.
しかしながら、ケーブルフォーミングにおいては、両ロボットの支持点の距離が小さすぎると、ケーブルにたるみが生じるおそれがある。一方、両ロボットの支持点の距離がケーブルの自然長を超えると、ケーブルが破断するおそれがある。また、両ロボットの相対移動の際にケーブルを曲げ過ぎてもケーブルが破断するおそれがある。いずれにおいても、ケーブルフォーミングの成功率が低下してしまう。 However, in cable forming, if the distance between the support points of both robots is too small, the cable may sag. On the other hand, if the distance between the support points of both robots exceeds the natural length of the cable, the cable may break. Further, there is a possibility that the cable may be broken even if the cable is excessively bent during the relative movement of the two robots. In either case, the success rate of cable forming is reduced.
1つの側面では、本発明は、ケーブルなどの柔軟物のフォーミングの成功率を向上させることができる演算装置、演算方法、演算プログラム、およびロボットシステムを提供することを目的とする。 In one aspect, it is an object of the present invention to provide a computing device, a computing method, a computing program, and a robot system that can improve the success rate of forming flexible objects such as cables.
1つの態様では、演算装置は、第1箇所が支持された柔軟物の第2箇所を支持しつつ前記第2箇所を前記第1箇所に対して相対的に移動させることで前記柔軟物の形状を変化させるフォーミングにおいて、前記移動の始点から終点に至るまでに、前記第1箇所と前記第2箇所との距離が徐々に小さくなり、前記第1箇所と前記始点とを結ぶ線に接する仮想円または仮想楕円への巻き付け軌道のインボリュート曲線と、前記第2箇所から前記仮想円または前記仮想楕円への接線ベクトルとを含むように、前記第2箇所の軌道を計算する計算部を備える。 In one mode, an arithmetic unit supports the 2nd place of a flexible thing by which the 1st place was supported, and moves the 2nd place relatively to the 1st place. in the forming of changing, said from the start of the movement up to the end point, in contact with the said first location and a distance between the second points Ri is gradually reduced, the line connecting the said starting point and said first point virtual A calculator is provided that calculates the trajectory of the second location so as to include the involute curve of the winding trajectory around the circle or the virtual ellipse and the tangent vector from the second location to the virtual circle or the virtual ellipse .
1つの態様では、ロボットシステムは、第1箇所が支持された柔軟物の第2箇所を支持しつつ、前記第2箇所を前記第1箇所に対して相対的に移動させることで前記柔軟物の形状を変化させるフォーミングを行うロボットを備え、前記ロボットは、前記移動の始点から終点に至るまでに、前記第1箇所と前記第2箇所との距離が徐々に小さくなり、前記第1箇所と前記始点とを結ぶ線に接する仮想円または仮想楕円への巻き付け軌道のインボリュート曲線と、前記第2箇所から前記仮想円または前記仮想楕円への接線ベクトルとを含むように前記第2箇所が軌道を描くように移動する。 In one mode, a robot system supports the 2nd place of a flexible thing by which the 1st place was supported, and by making the 2nd place move relatively to the 1st place, the flexible thing. comprising a robot for performing a forming to change the shape, the robot, before reaching the end point from the start point of the movement, the Ri is gradually reduced distance between the first location and the second location, said first location The second location traces an orbit so that it includes an involute curve of a winding trajectory around a virtual circle or a virtual ellipse tangent to a line connecting the starting point and a tangent vector from the second location to the virtual circle or the virtual ellipse. Move as you draw.
柔軟物のフォーミングの成功率を向上させることができる。 The success rate of forming a flexible object can be improved.
以下、図面を参照しつつ、実施例について説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
図1は、実施例1に係る演算装置10を備えるロボットシステム100の概略図である。ロボットシステム100は、双腕協調作業を行う装置である。図1で例示するように、ロボットシステム100は、演算装置10、制御装置20、支持ロボット30、作業ロボット40などを備える。支持ロボット30および作業ロボット40は、例えば垂直多関節アームロボットであり、双腕協調作業により製品の組立作業などを行う。
FIG. 1 is a schematic diagram of a
支持ロボット30は、複数のアームが1以上の関節を介して接続された構成を有し、先端に、対象物を支持するための支持ハンド31を備える。当該1以上の関節は、水平旋回、上下旋回などを行う。支持ロボット30は、1以上の関節の旋回によって、支持ハンド31の位置および姿勢を調整する。位置は、XYZ軸の3軸で表すことができる。姿勢は、XYZ軸における回転角度で表すことができる。したがって、支持ロボット30は、6自由度の動きを実現することができる。
The
作業ロボット40は、複数のアームが1以上の関節を介して接続された構成を有し、先端に、対象物を支持して作業を行うための作業ハンド41を備える。当該1以上の関節は、水平旋回、上下旋回などを行う。作業ハンド41は、例えば、支持ハンド31と協働してフォーミングを行う。フォーミングとは、柔軟物(例えばケーブル)を所望の形状に変化させる処理のことである。ケーブルフォーミングとは、柔軟なケーブルを所望の形状に曲げる処理のことである。作業ロボット40は、1以上の関節の旋回によって、作業ハンド41の位置および姿勢を調整する。すなわち、作業ロボット40も、6自由度の動きを実現することができる。
The
演算装置10は、制御装置20が支持ロボット30および作業ロボット40の動作を制御するためのロボットプログラムを演算により作成する。作成されたロボットプログラムは、制御装置20に送信される。制御装置20は、演算装置10から受信したロボットプログラムに従って、支持ロボット30および作業ロボット40の動作を制御する。具体的には、制御装置20は、支持ロボット30の関節の角度を調整することによって支持ハンド31の位置および姿勢を制御し、支持ハンド31の支点を制御する。また、制御装置20は、作業ロボット40の関節の角度を調整することによって作業ハンド41の位置および姿勢を制御し、作業ハンド41の作業動作を制御する。したがって、支持ハンド31の位置、姿勢および動作は、支持ロボット30の各関節の角度で表すことができる。また、作業ハンド41の位置、姿勢および動作は、作業ロボット40の各関節の角度で表すことができる。
The
支持ロボット30および作業ロボット40は、部分拘束協調作業において、支持ハンド31と作業ハンド41との間で互いの位置および姿勢が相対的に固定される。各作業において、支持ハンド31と作業ハンド41との間の位置および姿勢は変化する。例えば、一方の位置および姿勢を固定すると、各作業における所定時点(例えば開始時点)の他方の位置における座標系を並べると、当該他方の座標系が軌道を描く。
The
ここで、ケーブルフォーミングの課題について説明する。ケーブルフォーミングにおいては、図2で例示するように、組付部品が取り付けられた基板上において、支持ハンド31が支点PFにおいてケーブル50の第1箇所を固定支持する。作業ハンド41は、ケーブル50の第2箇所を支持しつつ移動する。例えば、作業ハンド41の支持点が始点PSから終点PEまで移動する。それにより、ケーブル50が所定の形状に屈曲し、ケーブルフォーミングがなされる。
Here, the problem of cable forming will be described. In the cable forming, as illustrated in FIG. 2, the
ケーブルフォーミングにおいては、作業ハンド41と組付部品との干渉を回避する。場合によっては、作業成功率向上のために、ケーブル50と組付部品との干渉を回避する。すなわち、作業ハンド41の支持点の軌道は、作業ハンド41と組付部品との干渉を回避する干渉回避動作軌道である。また、ケーブルフォーミングにおいては、ケーブル50の破断を回避する。例えば、図3(a)で例示するように、第1箇所と第2箇所との間のケーブル長を自然長以上に伸ばすと破断するおそれがある。また、図3(b)で例示するように、ケーブル50に対して許容曲率を超える曲率を与える変形を行うと、ケーブル50が破断するおそれがある。すなわち、作業ハンド41の支持点の軌道は、ケーブル50の破断を回避するケーブル破断回避動作軌道である。
In cable forming, interference between the
次に、直線補間軌道について検討する。図4(a)は、直線補間軌道を例示する図である。図4(a)で例示するように、直線補間軌道においては、始点PSから終点PEまで、作業ハンド41の支持点が直線軌道を描くことになる。なお、作業ハンド41の姿勢は、球面線形補間される。直線補間軌道の途中に組付部品が無ければ、当該直線補間軌道は、干渉回避動作軌道である。
Next, the linear interpolation trajectory will be examined. FIG. 4A is a diagram illustrating a linear interpolation trajectory. As illustrated in FIG. 4 (a), in the linear interpolation trajectory, from the start point P S to the end point P E, so that the supporting point of the
しかしながら、この場合、軌道の途中で作業ハンド41の支持点と支持ハンド31の支点PFとの距離が短くなる。具体的には、作業ハンド41の支持点の始点PSと終点PEとの中点において、作業ハンド41の支持点と支持ハンド31の支点PFとの距離が最短となる。図4(b)は、この場合のケーブル50の側面図である。図4(b)で例示するように、この場合、ケーブル50にたるみが生じ、組付部品に対するケーブル50の引っ掛かり等に起因して作業成功率低下のおそれがある。
However, in this case, the distance between the support point of the
次に、関節補間軌道について検討する。図5(a)は、関節補間軌道を例示する図である。関節補間軌道においては、作業ハンド41の支持点の始点PSと終点PEとの間で作業ハンド41の姿勢間の間接線形補間によって、作業ハンド41の支持点の軌道が生成される。例えば、図5(a)で例示するように、作業ハンド41の支持点が曲線を描くことになる。関節補間軌道の途中に組付部品が無ければ、当該関節補間軌道は、干渉回避動作軌道である。
Next, the joint interpolation trajectory will be examined. FIG. 5A is a diagram illustrating a joint interpolation trajectory. In the joint interpolation trajectory, by indirect linear interpolation between the posture of the
しかしながら、この場合、作業ハンド41の支持点の軌道が、作業ロボット40の構造および姿勢に依存する。場合によっては、図5(b)で例示するように、軌道途中で、作業ハンド41の支持点と支持ハンド31の支点PFとの距離が、ケーブル50の第1箇所と第2箇所との間の自然長より大きくなる場合がある。この場合、ケーブル50が破断するおそれがある。
However, in this case, the trajectory of the support point of the
次に、円弧軌道について検討する。図6(a)は、円弧軌道を例示する図である。円弧軌道においては、図6(a)で例示するように、作業ハンド41の支持点が円弧を描くことになる。円弧軌道の途中に組付部品が無ければ、当該円弧軌道は、干渉回避動作軌道である。しかしながら、この場合、図6(b)で例示するように、作業ハンド41の支持点と支点PFとの間の距離が一定で、かつ、支点PFが固定されていることから、支持ハンド31の支点PF付近においてケーブル50の曲率が大きくなるおそれがある。この場合、当該曲率が許容曲率を超えると、ケーブル50が破断するおそれがある。すなわち、単純円弧軌道では、支点PF付近に適切な曲率を実現することは困難である。
Next, the circular arc trajectory will be examined. FIG. 6A is a diagram illustrating an arc trajectory. In the arcuate trajectory, as illustrated in FIG. 6A, the support point of the
そこで、本実施例においては、演算装置10は、ケーブル50のフォーミングの成功率を向上させることができる軌道を算出する。図7は、演算装置10の機能ブロック図である。図7で例示するように、演算装置10は、モデル格納部11、情報入力部12、仮想図形計算部13、軌道計算部14、プログラム生成部15および出力部16として機能する。
Therefore, in the present embodiment, the
モデル格納部11は、基板に組付けられる組付部品、ケーブルなどのモデルを格納している。当該モデルを参照することで、基板に組付けられる組付部品の種類、組付位置、ケーブルの形状などを把握することができる。情報入力部12には、作業者によって、ケーブル50の支点PF、始点PS、終点PE、ケーブル50の第1箇所と第2箇所との間の自然長、仮想円の許容曲率などが入力される。仮想円の許容曲率は、ケーブル50の許容曲率である。
The
仮想図形計算部13は、凸形状の仮想図形を計算する。凸形状は、例えば、円、楕円、四角形、五角形、六角形などである。軌道計算部14は、仮想図形計算部13が計算によって得た仮想図形を用いて、ケーブルフォーミングの作業軌道を計算する。ケーブルフォーミングの作業軌道は、ケーブル50に対する作業ハンド41の支持点(ケーブル50の第2箇所)の軌道である。
The
プログラム生成部15は、軌道計算部14によって計算された作業軌道を作業ハンド41が実現するように、支持ロボット30および作業ロボット40の動作のロボットプログラムを生成する。出力部16は、プログラム生成部15によって生成されたロボットプログラムを制御装置20に出力する。それにより、軌道計算部14が計算した軌道が実現されるように、支持ロボット30および作業ロボット40が作業を行う。
The
図8は、仮想図形として円を用いる場合の軌道について例示する図である。図8で例示するように、支持ハンド31の支点PFと作業ハンド41の始点PSとの距離をD1とする。支持ハンド31の支点と作業ハンド41の終点との距離をD2とする。本実施例においては、距離D1>距離D2を想定している。
FIG. 8 is a diagram illustrating a trajectory when a circle is used as a virtual figure. As illustrated in FIG. 8, the distance between the fulcrum P F of the
まず、支持ハンド31の支点PFと作業ハンド41の始点PSとを結ぶ線に接する仮想円を想定する。仮想円は、当該線に対し、作業ハンド41の終点PE側に配置される。仮想円の半径を半径rとする。支点PFから仮想円の接点C1までの長さを長さL1とする。終点PEから、仮想円の始点PS側への接点C2までの長さを長さL2とする。仮想円の原点(x0,y0)と接点C2とを結ぶ線に対する角度を角度θ(ラジアン)とする。仮想円における接点C1から接点C2までの円弧の長さをLv=rθとする。この場合、ケーブル長Lは、L=L1+Lv+L2と表すことができる。また、距離D1=ケーブル長Lである。仮想図形計算部13は、このような関係を満たす仮想円を計算する。
First, an imaginary circle tangent to a line connecting the fulcrum P F of the
次に、軌道計算部14は、仮想円に対する巻き付け軌道を計算する。巻き付け軌道とは、支点PFと始点PSとを結ぶ線に接する仮想図形に対して、支点PFと作業ハンド41の支持点とが最短となるようケーブル50を巻き付ける軌道である。当該計算には、インボリュート曲線を用いることができる。インボリュート曲線は、下記式(1)のように表すことができる。また、原点(x0,y0)は、仮想円の中心である。また、インボリュート曲線は、図9において、破線で表されている。
この場合、作業ハンド41の支持点の軌道は、下記式(2)のように表すことができる。下記式(2)において、t(θ)は、作業ハンド41の支持点から仮想円への接線ベクトルである。下記式(2)で表される軌道は、仮想円への巻き付け軌道を表している。なお、軌道途中の作業ハンド41の姿勢は、仮想円への接線方向に一致させる。すなわち、作業ハンド41の支持点付近においてケーブル50に曲がりが生じないように作業ハンド41の姿勢を設定する。
図10は、ロボットシステム100の動作の一例を表すフローチャートを例示する図である。図10で例示するように、作業者によって、情報入力部12に、ケーブル50の支点PF、始点PS、終点PE、ケーブル50の第1箇所と第2箇所との間の自然長、仮想円の許容曲率などが入力される(ステップS1)。次に、仮想図形計算部13は、ステップS1で入力された情報を基に、仮想円の位置および半径rを計算する(ステップS2)。
FIG. 10 is a diagram illustrating a flowchart showing an example of the operation of the
次に、仮想図形計算部13は、ステップS2で計算された仮想円の曲率が許容曲率内であるか否かを判定する(ステップS3)。ステップS3で「No」と判定された場合、フローチャートの実行が終了する。ステップS3で「Yes」と判定された場合、軌道計算部14は、仮想円への巻き付け軌道を計算する(ステップS4)。次に、プログラム生成部15は、作業ハンド41が軌道計算部14によって計算された動作軌道を実現するように、支持ロボット30および作業ロボット40の動作のロボットプログラムを生成し、制御装置20に出力する(ステップS5)。それにより、制御装置20は、ロボットプログラムに従って、支持ロボット30および作業ロボット40の動作を制御する(ステップS6)。
Next, the virtual
仮想円への巻き付け軌道においては、始点PSから終点PEに至るまで、支持ハンド31の支点PFと作業ハンド41の支持点との距離が徐々に小さくなる。この場合、支持ハンド31の支点PFと作業ハンド41の支持点との距離がケーブル50の第1箇所と第2箇所との間の自然長を超えることが抑制される。それにより、ケーブル50の破断を抑制することができる。また、支持ハンド31の支点PFと作業ハンド41の支持点との距離が徐々に小さくなると、曲げが支点PF周辺に集中せずに分散する。具体的には、ケーブル50の曲げ形状が仮想円の円弧になるまたは当該円弧に近くなる。それにより、ケーブル50の破断を抑制することができる。また、支持ハンド31の支点PFと作業ハンド41の支持点との距離の低下率が低くなることから、作業ハンド41の移動し始めにおけるケーブル50のたるみが抑制される。それにより、組付部品への巻き付けなどが抑制される。以上のことから、ケーブルフォーミングの成功率が向上する。
In the winding path around the virtual circle, the distance between the fulcrum P F of the
(変形例1)
凸形状の仮想図形は、円に限られない。例えば、凸形状として楕円を用いてもよい。図11は、凸形状の仮想図形として楕円を用いる場合の巻き付け軌道を例示する図である。図11で例示するように、接点C1から接点C2までの円弧において、半径rが徐々に変化する。これを上記式(2)に代入することによって巻き付け軌道を計算する。この場合においても、仮想楕円への巻き付け軌道においては、支持ハンド31の支点PFと作業ハンド41の支持点との距離が徐々に小さくなる。仮想楕円を用いる場合、仮想楕円の最大曲率を許容曲率以下とする。
(Modification 1)
The convex virtual figure is not limited to a circle. For example, an ellipse may be used as the convex shape. FIG. 11 is a diagram illustrating a winding trajectory when an ellipse is used as a convex virtual figure. As illustrated in FIG. 11, the radius r gradually changes in the arc from the contact point C 1 to the contact point C 2 . The winding trajectory is calculated by substituting this into the above equation (2). Also in this case, the distance between the fulcrum P F of the
この場合、始点PSから終点PEに至るまで、支持ハンド31の支点PFと作業ハンド41の支持点との距離がケーブル50の第1箇所と第2箇所との間の自然長を超えることが抑制される。それにより、ケーブル50の破断を抑制することができる。また、支持ハンド31の支点PFと作業ハンド41の支持点との距離が徐々に小さくなると、曲げが支点PF周辺に集中せずに分散する。具体的には、ケーブル50の曲げ形状が仮想楕円の円弧に近くなる。それにより、ケーブル50の破断を抑制することができる。また、支持ハンド31の支点PFと作業ハンド41の支持点との距離の低下率が低くなることから、作業ハンド41の移動し始めにおけるケーブル50のたるみが抑制される。それにより、組付部品への巻き付けなどが抑制される。以上のことから、ケーブルフォーミングの成功率が向上する。
In this case, from the start point P S to the end point P E , the distance between the fulcrum P F of the
(変形例2)
次に、凸形状の仮想図形として六角形を用いる例について説明する。図12は、凸形状の仮想図形として六角形を用いる場合の巻き付け軌道を例示する図である。図12の例では、支持ハンド31の支点PFと作業ハンド41の支持点の始点PSとを結ぶ線上に、仮想六角形のいずれかの頂点T1が配置される。この場合、作業ハンド41の支持点は、当該支持点と頂点T1とを結ぶ線分を半径r1として円弧を描く。当該線分が仮想六角形の1辺に接した後、作業ハンド41の支持点は、当該1辺の他の頂点T2と当該支持点とを結ぶ線分を半径r2(<r1)として円弧を描く。
(Modification 2)
Next, an example of using a hexagon as the convex virtual figure will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating a winding orbit when a hexagon is used as a convex virtual figure. In the example of FIG. 12, any vertex T 1 of the virtual hexagon is arranged on the line connecting the fulcrum P F of the supporting
このように、図12の例では、円弧軌道の半径が途中で小さくなる。この場合においても、仮想六角形への巻き付け軌道においては、支持ハンド31の支点PFと作業ハンド41の支持点との距離が徐々に小さくなる。この場合においても、支持ハンド31の支点PFと作業ハンド41の支持点との距離がケーブル50の第1箇所と第2箇所との間の自然長を超えることが抑制される。それにより、ケーブル50の破断を抑制することができる。また、支持ハンド31の支点PFと作業ハンド41の支持点との距離が徐々に小さくなると、曲げが支点PF周辺に集中せずに分散する。それにより、ケーブル50の破断を抑制することができる。また、支持ハンド31の支点PFと作業ハンド41の支持点との距離の低下率が低くなることから、作業ハンド41の移動し始めにおけるケーブル50のたるみが抑制される。それにより、組付部品への巻き付けなどが抑制される。以上のことから、ケーブルフォーミングの成功率が向上する。
As described above, in the example of FIG. 12, the radius of the circular arc trajectory becomes small on the way. Also in this case, the distance between the fulcrum P F of the supporting
本実施例においては、軌道計算部14が、始点PSから終点PEに至るまでに、第1箇所と第2箇所との距離が徐々に小さくなるように第2箇所の軌道を計算する計算部の一例として機能する。
In the present embodiment, the
作業ハンド41の支持点の軌道を曲線だけで表すと、作業ハンド41の動作が複雑になる。そこで、作業ハンド41の支持点の軌道を複数の直線に分割してもよい。実施例2では、ロボットシステム100aについて説明する。ロボットシステム100aが図1のロボットシステム100と異なる点は、演算装置10の代わりに演算装置10aが設けられている点である。図13は、演算装置10aの機能ブロック図である。図13で例示するように、演算装置10aが図7の演算装置10と異なる点は、さらに軌道分割部17が備わっている点である。軌道分割部17は、軌道計算部14が計算した動作軌道を複数の直線に分割する。
If the trajectory of the support point of the
図14は、凸形状の仮想図形として仮想円を用いる場合の軌道分割を例示する図である。図14で例示するように、軌道分割部17は、軌道計算部14が計算した巻き付け軌道において、1以上の所定点を設定することで、巻き付け軌道を分割する。さらに、軌道分割部17は、始点から順に各点を直線で結ぶことで、直線補間軌道を生成する。なお、分割点における作業ハンド41の姿勢は、分割点における仮想円への接線方向に一致させる。すなわち、作業ハンド41の支持点付近においてケーブル50に曲がりが生じないように作業ハンド41の姿勢を設定する。この場合、各直線軌道における終点と支点PFとの距離が徐々に小さくなる。
FIG. 14 is a diagram showing an example of trajectory division when a virtual circle is used as a convex virtual figure. As illustrated in FIG. 14, the
図15は、ロボットシステム100aの動作の一例を表すフローチャートを例示する図である。図15で例示するように、作業者によって、情報入力部12に、支持ハンド31の支点、作業ハンド41の始点および終点、ケーブル50の第1箇所と第2箇所との間の自然長、仮想円の許容曲率などが入力される(ステップS11)。次に、仮想図形計算部13は、ステップS11で入力された情報を基に、仮想円の位置および半径rを計算する(ステップS12)。
FIG. 15 is a diagram illustrating a flowchart showing an example of the operation of the robot system 100a. As illustrated in FIG. 15, the operator inputs to the information input unit 12 a fulcrum of the
次に、仮想図形計算部13は、ステップS12で計算された仮想円の曲率が許容曲率内であるか否かを判定する(ステップS13)。ステップS13で「No」と判定された場合、フローチャートの実行が終了する。ステップS13で「Yes」と判定された場合、軌道計算部14は、仮想円への巻き付け軌道を計算する(ステップS14)。
Next, the virtual
次に、軌道分割部17は、巻き付け軌道において、1以上の所定点を設定することで、巻き付け軌道を分割する(ステップS15)。次に、軌道分割部17は、始点から順に各点を直線で結ぶことで、直線補間軌道を生成する(ステップS16)。次に、プログラム生成部15は、作業ハンド41が軌道分割部17によって計算された直線補間軌道を実現するように、支持ロボット30および作業ロボット40の動作のロボットプログラムを生成し、制御装置20に出力する(ステップS17)。それにより、制御装置20は、ロボットプログラムに従って、支持ロボット30および作業ロボット40の動作を制御する(ステップS18)。
Next, the
本実施例においては、各直線補間軌道において、部分的に支持ハンド31の支点と作業ハンド41の支持点との距離が大きくなる箇所があるが、支持ハンド31の支点と作業ハンド41の支持点との距離は距離D1を下回る。この場合、支持ハンド31の支点と作業ハンド41の支持点との距離がケーブル50の第1箇所と第2箇所との間の自然長を超えることが抑制される。それにより、ケーブルの破断を抑制することができる。また、曲げが支点PF周辺に集中せずに分散する。具体的には、ケーブル50の曲げ形状が仮想円の円弧に近くなる。それにより、ケーブル50の破断を抑制することができる。また、始点と終点とを結ぶ直線補間軌道を生成する場合と比較して支持ハンド31の支点PFと作業ハンド41の支持点との距離の低下率が低くなることから、作業ハンド41の移動し始めにおけるケーブルのたるみが抑制される。それにより、組付部品への巻き付けなどが抑制される。以上のことから、ケーブルフォーミングの成功率が向上する。
In this embodiment, in each linear interpolation trajectory, there is a portion where the distance between the fulcrum of the
なお、仮想楕円や仮想六角形などの他の凸形状の仮想図形に対して本実施例を適用することもできる。 The present embodiment can also be applied to other convex virtual figures such as virtual ellipse and virtual hexagon.
本実施例においては、軌道計算部14が、始点PSから終点PEに至るまでに、第1箇所と第2箇所との距離が徐々に小さくなるように第2箇所の軌道を計算する計算部の一例として機能する。軌道分割部17が、計算部が計算した軌道の途中に1以上の所定点を設定し、軌道の始点から順に各点を結ぶことで直線補間軌道を生成する生成部の一例として機能する。
In the present embodiment, the
(他の例)
図16(a)は、演算装置10,10aのハードウェア構成を説明するためのブロック図である。図16(a)で例示するように、演算装置10,10aは、CPU101、RAM102、記憶装置103、表示装置104等を備える。CPU(Central Processing Unit)101は、中央演算処理装置である。
(Other examples)
FIG. 16A is a block diagram for explaining the hardware configuration of the
CPU101は、1以上のコアを含む。RAM(Random Access Memory)102は、CPU101が実行するプログラム、CPU101が処理するデータなどを一時的に記憶する揮発性メモリである。記憶装置103は、不揮発性記憶装置である。記憶装置103として、例えば、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリなどのソリッド・ステート・ドライブ(SSD)、ハードディスクドライブに駆動されるハードディスクなどを用いることができる。記憶装置103は、プログラムを記憶している。表示装置104は、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスパネルなどであり、判定結果を表示する。なお、本実施例においては演算装置10,10aの各部は、プログラムの実行によって実現されているが、専用の回路などのハードウェアを用いてもよい。
The
図16(b)は、ロボットシステムの他の例について例示する図である。上記各例においては、演算装置10,10aが作成したロボットプログラムが制御装置20に与えられている。これに対して、演算装置10,10aの機能を有するサーバ202が、インターネットなどの電気通信回線201を通じてロボットプログラムを制御装置20に送信してもよい。
FIG. 16B is a diagram illustrating another example of the robot system. In each of the above examples, the robot program created by the
その他、上記各例において、支持ロボット30の支持ハンド31がケーブル50の一端を固定支持しているが、必ずしもロボットに支持されている必要はない。また、始点PSと仮想円の接線と、終点PEとの仮想円の接線とがなす角度が直角でなくてもよい。例えば、始点PSと仮想円の接線と終点PEとの仮想円の接線とがなす角度が、90°未満の60°などであってもよく、90°を上回る120°などであってもよい。
In addition, in each of the above examples, the
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and alterations are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
10 演算装置
11 モデル格納部
12 情報入力部
13 仮想図形計算部
14 軌道計算部
15 プログラム生成部
16 出力部
17 軌道分割部
20 制御装置
30 支持ロボット
31 支持ハンド
40 作業ロボット
41 作業ハンド
50 ケーブル
100 ロボットシステム
10
Claims (7)
前記移動の始点から終点に至るまでに、前記第1箇所と前記第2箇所との距離が徐々に小さくなり、前記第1箇所と前記始点とを結ぶ線に接する仮想円または仮想楕円への巻き付け軌道のインボリュート曲線と、前記第2箇所から前記仮想円または前記仮想楕円への接線ベクトルとを含むように、前記第2箇所の軌道を計算する計算部を備えることを特徴とする演算装置。 In a forming in which the shape of the flexible object is changed by moving the second location relative to the first location while supporting the second location of the flexible article in which the first location is supported,
To reach from the start point to the end point of the movement, the first location and Ri the distance between the second points gradually decreases, to a virtual circle or virtual elliptical contact with the line connecting the said starting point and said first location An arithmetic unit comprising a calculation unit that calculates a trajectory of the second location so as to include an involute curve of a winding trajectory and a tangent vector from the second location to the virtual circle or the virtual ellipse .
前記演算装置によって計算された軌道を描くように、前記第2箇所を支持するロボットと、を備えることを特徴とするロボットシステム。 The arithmetic unit according to any one of claims 1 to 3 ,
A robot system, comprising: a robot that supports the second portion so as to draw the trajectory calculated by the arithmetic device.
前記ロボットは、前記移動の始点から終点に至るまでに、前記第1箇所と前記第2箇所との距離が徐々に小さくなり、前記第1箇所と前記始点とを結ぶ線に接する仮想円または仮想楕円への巻き付け軌道のインボリュート曲線と、前記第2箇所から前記仮想円または前記仮想楕円への接線ベクトルとを含むように前記第2箇所が軌道を描くように移動することを特徴とするロボットシステム。 A robot that performs forming that changes the shape of the flexible object by moving the second location relative to the first location while supporting the second location of the flexible article having the first location supported. Prepare,
The robot, before reaching the end point from the start point of the movement, the first location and Ri the distance between the second points gradually decreases, the virtual circle in contact with the line connecting the said starting point and said first point or A robot characterized in that the second location moves so as to draw a trajectory so as to include an involute curve of a trajectory wound around a virtual ellipse and a tangent vector from the second location to the virtual circle or the virtual ellipse. system.
前記移動の始点から終点に至るまでに、前記第1箇所と前記第2箇所との距離が徐々に小さくなり、前記第1箇所と前記始点とを結ぶ線に接する仮想円または仮想楕円への巻き付け軌道のインボリュート曲線と、前記第2箇所から前記仮想円または前記仮想楕円への接線ベクトルとを含むように、前記第2箇所の軌道を計算部が計算することを特徴とする演算方法。 In a forming in which the shape of the flexible object is changed by moving the second location relative to the first location while supporting the second location of the flexible article in which the first location is supported,
To reach from the start point to the end point of the movement, the first location and Ri the distance between the second points gradually decreases, to a virtual circle or virtual elliptical contact with the line connecting the said starting point and said first location A calculation method , wherein the calculation unit calculates the trajectory of the second location so as to include the involute curve of the winding trajectory and the tangent vector from the second location to the virtual circle or the virtual ellipse .
コンピュータに、前記移動の始点から終点に至るまでに、前記第1箇所と前記第2箇所との距離が徐々に小さくなり、前記第1箇所と前記始点とを結ぶ線に接する仮想円または仮想楕円への巻き付け軌道のインボリュート曲線と、前記第2箇所から前記仮想円または前記仮想楕円への接線ベクトルとを含むように、前記第2箇所の軌道を計算する処理を実行させることを特徴とする演算プログラム。 In a forming in which the shape of the flexible object is changed by moving the second location relative to the first location while supporting the second location of the flexible article in which the first location is supported,
The computer, the from the start of the movement up to the end point, the first point and the distance between the second points Ri is gradually reduced, the virtual circle or virtual contact with the line connecting said start point and said first location A process of calculating a trajectory of the second location is executed so as to include an involute curve of an orbit around the ellipse and a tangent vector from the second location to the virtual circle or the virtual ellipse. Calculation program.
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