JPH05204428A - 複数ロボット制御方式 - Google Patents
複数ロボット制御方式Info
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- JPH05204428A JPH05204428A JP4035816A JP3581692A JPH05204428A JP H05204428 A JPH05204428 A JP H05204428A JP 4035816 A JP4035816 A JP 4035816A JP 3581692 A JP3581692 A JP 3581692A JP H05204428 A JPH05204428 A JP H05204428A
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- Japan
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- robot
- robots
- area
- occupied area
- occupied
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- Granted
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
- B25J9/1669—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by special application, e.g. multi-arm co-operation, assembly, grasping
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49143—Obstacle, collision avoiding control, move so that no collision occurs
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49153—Avoid collision, interference between tools moving along same axis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 干渉する領域を予測することなく各ロボット
に自由に動作プログラムを教示でき、かつ干渉が生じな
い複数ロボットの制御方式。 【構成】 動作指令毎、該指令を実行するに必要な動作
占有領域を求める(YAmax,YAmin)。他方のロボット
Bがその時点で記憶している占有領域(YBmax,YBmi
n)と干渉しなければ、動作指令の動作を実行する。干
渉するようであれば、他方のロボットBの占有領域が変
り干渉しなくなるまで待つ。実行が完了すると、ロボッ
トのその時の位置によって占有領域を記憶する。占有領
域は、ロボットの手首とハンドHを包含する球の表面に
よって決める。各ロボットは共にこの処理動作を実行す
る。予め干渉領域を予測する必要がなく自由に各ロボッ
トに動作プログラムを教示できる。
に自由に動作プログラムを教示でき、かつ干渉が生じな
い複数ロボットの制御方式。 【構成】 動作指令毎、該指令を実行するに必要な動作
占有領域を求める(YAmax,YAmin)。他方のロボット
Bがその時点で記憶している占有領域(YBmax,YBmi
n)と干渉しなければ、動作指令の動作を実行する。干
渉するようであれば、他方のロボットBの占有領域が変
り干渉しなくなるまで待つ。実行が完了すると、ロボッ
トのその時の位置によって占有領域を記憶する。占有領
域は、ロボットの手首とハンドHを包含する球の表面に
よって決める。各ロボットは共にこの処理動作を実行す
る。予め干渉領域を予測する必要がなく自由に各ロボッ
トに動作プログラムを教示できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、複数のロボットを同
時に動作させ、その作業領域が一部重なるような作業を
行わせるときのロボット制御方式に関する。
時に動作させ、その作業領域が一部重なるような作業を
行わせるときのロボット制御方式に関する。
【0002】
【従来の技術】複数のロボットで共動作業を行うとき
等、各ロボットの動作領域が重なり合うような場合、ロ
ボット間の干渉を発生させないようにしなければならな
い。このような場合、従来行われている方法は、ロボッ
ト間で干渉が生じる可能性がある領域を予測し、この領
域には同時に2台のロボットが作動しないように、ロボ
ット間相互の通信を使用して、一方のロボットが該領域
に侵入し作業中には、他方のロボットはこの領域に侵入
しないように待機させるようにした制御が行われてい
る。
等、各ロボットの動作領域が重なり合うような場合、ロ
ボット間の干渉を発生させないようにしなければならな
い。このような場合、従来行われている方法は、ロボッ
ト間で干渉が生じる可能性がある領域を予測し、この領
域には同時に2台のロボットが作動しないように、ロボ
ット間相互の通信を使用して、一方のロボットが該領域
に侵入し作業中には、他方のロボットはこの領域に侵入
しないように待機させるようにした制御が行われてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法で
は、ロボット相互の干渉する領域を予測しなければなら
ず、この領域の予測が難しい。ロボット相互が干渉しな
いように安全を考え、この領域を大きく設定すれば、一
方のロボットが該領域にある期間が長くなり、その結
果、他方のロボットの待機時間も長くなることから作業
効率は低下する。逆に、作業効率を上ようとして、干渉
しない最小限の領域を予測し設定することは非常に難し
くなる。また、ロボット相互の通信のタイミングを事前
に設定する事が難しいため、多くの工数を必要とすると
いう欠点がある。
は、ロボット相互の干渉する領域を予測しなければなら
ず、この領域の予測が難しい。ロボット相互が干渉しな
いように安全を考え、この領域を大きく設定すれば、一
方のロボットが該領域にある期間が長くなり、その結
果、他方のロボットの待機時間も長くなることから作業
効率は低下する。逆に、作業効率を上ようとして、干渉
しない最小限の領域を予測し設定することは非常に難し
くなる。また、ロボット相互の通信のタイミングを事前
に設定する事が難しいため、多くの工数を必要とすると
いう欠点がある。
【0004】そこで本発明の目的は、複数のロボットの
相互に干渉する領域を予め予測する必要がなく、各ロボ
ットに自由に動作プログラムを教示でき、かつ干渉が生
じない複数ロボットの制御方式を提供することにある。
相互に干渉する領域を予め予測する必要がなく、各ロボ
ットに自由に動作プログラムを教示でき、かつ干渉が生
じない複数ロボットの制御方式を提供することにある。
【0005】
【問題を解決するための手段】本発明は、複数のロボッ
トに対して、夫々動作指令若しくは補間点がある毎にそ
の指令によるロボット移動範囲によって決まる動作の占
有領域を求め、他のロボットに対して記憶した占有領域
に干渉しないときのみ上記求めた占有領域を当該ロボッ
トの占有領域として記憶し、当該ロボットの当該動作を
実行させ、実行後はロボットの位置に応じて占有領域を
求め記憶するようにする。もしくは、占有領域を求める
代わりに、隣り合うロボットにおいて設定された直線上
における他のロボット側の最大動作占有位置を求め、該
最大動作占有位置を上記占有領域にしてもよい。上記占
有領域もしくは最大動作占有位置はロボットのハンドと
手首を覆う球,さらには肘関節を覆う球をロボット形状
として考え、該球が占める領域に基づいて決める。
トに対して、夫々動作指令若しくは補間点がある毎にそ
の指令によるロボット移動範囲によって決まる動作の占
有領域を求め、他のロボットに対して記憶した占有領域
に干渉しないときのみ上記求めた占有領域を当該ロボッ
トの占有領域として記憶し、当該ロボットの当該動作を
実行させ、実行後はロボットの位置に応じて占有領域を
求め記憶するようにする。もしくは、占有領域を求める
代わりに、隣り合うロボットにおいて設定された直線上
における他のロボット側の最大動作占有位置を求め、該
最大動作占有位置を上記占有領域にしてもよい。上記占
有領域もしくは最大動作占有位置はロボットのハンドと
手首を覆う球,さらには肘関節を覆う球をロボット形状
として考え、該球が占める領域に基づいて決める。
【0006】
【作用】各ロボットに対して動作指令がある毎に、この
動作指令により、ロボットが動作するために必要な占有
領域もしくは上記最大動作占有位置が決まる。そのた
め、動作するときには、他のロボットが同様に占有領域
もしくは最大動作占有位置として記憶している領域に干
渉しないときのみ、その指令の動作を開始させる。ま
た、1つの指令による動作を終了したときには、その時
のロボットの位置(姿勢)によってロボットの占有領域
若しくは最大動作占有位置が決まるため、ロボットの位
置に応じて占有領域若しくは最大動作占有位置を記憶し
ておく。これにより、複数のロボットが他のロボットの
領域に干渉しないように動作を実行することができる。
動作指令により、ロボットが動作するために必要な占有
領域もしくは上記最大動作占有位置が決まる。そのた
め、動作するときには、他のロボットが同様に占有領域
もしくは最大動作占有位置として記憶している領域に干
渉しないときのみ、その指令の動作を開始させる。ま
た、1つの指令による動作を終了したときには、その時
のロボットの位置(姿勢)によってロボットの占有領域
若しくは最大動作占有位置が決まるため、ロボットの位
置に応じて占有領域若しくは最大動作占有位置を記憶し
ておく。これにより、複数のロボットが他のロボットの
領域に干渉しないように動作を実行することができる。
【0007】ロボットの取り付け平面における動作領域
は、ロボットハンド先端位置(もしくは手首位置),肘
関節位置及びロボットベースの大きさによって決まる。
すなわち、ロボットをX−Y平面に設置した場合、ロボ
ットアームが屈曲する肘関節のX,Y軸の位置、ロボッ
ト動作におけるロボットハンド若しくは手首のX,Y軸
方向の位置とロボットベースの大きさによってロボット
の動作領域若しくは上記最大動作占有位置が決まる。そ
のため、ロボットのハンドと手首を覆う球,肘関節を覆
う球をロボット形状と想定し、このロボット形状が占め
る領域に基づいて占有領域若しくは最大動作占有位置を
決めればよい。
は、ロボットハンド先端位置(もしくは手首位置),肘
関節位置及びロボットベースの大きさによって決まる。
すなわち、ロボットをX−Y平面に設置した場合、ロボ
ットアームが屈曲する肘関節のX,Y軸の位置、ロボッ
ト動作におけるロボットハンド若しくは手首のX,Y軸
方向の位置とロボットベースの大きさによってロボット
の動作領域若しくは上記最大動作占有位置が決まる。そ
のため、ロボットのハンドと手首を覆う球,肘関節を覆
う球をロボット形状と想定し、このロボット形状が占め
る領域に基づいて占有領域若しくは最大動作占有位置を
決めればよい。
【0008】
【実施例】図1は本発明の一実施例の説明図で、2台の
ロボットA,Bを据え付けた平面の垂直上方から見た図
である。各ロボットのベース中心OA ,OB を各ロボッ
ト座標系の原点とし、図1に示すように、横方向をY
軸,縦方向をX軸,据え付け面に対して垂直方向をZ軸
とし、ロボットA,Bのベース(固有の部分でロボット
の動作によってX,Y軸方向には変動しない部分)の半
径を夫々α,βとする。2つのロボットA,Bの各動作
状態における位置(姿勢)においてロボットA,Bの外
形をX−Y平面,X−Z平面及びY−Z平面に投影した
とき、投影した各平面でのロボット投影形状が1つでも
干渉していなければ、ロボットA,Bは干渉しないこと
になる。すなわち、図1においてはX−Y平面にロボッ
トA,Bの形状が投影され、干渉が生じていないから、
この2第のロボットA,Bは干渉していないことにな
る。
ロボットA,Bを据え付けた平面の垂直上方から見た図
である。各ロボットのベース中心OA ,OB を各ロボッ
ト座標系の原点とし、図1に示すように、横方向をY
軸,縦方向をX軸,据え付け面に対して垂直方向をZ軸
とし、ロボットA,Bのベース(固有の部分でロボット
の動作によってX,Y軸方向には変動しない部分)の半
径を夫々α,βとする。2つのロボットA,Bの各動作
状態における位置(姿勢)においてロボットA,Bの外
形をX−Y平面,X−Z平面及びY−Z平面に投影した
とき、投影した各平面でのロボット投影形状が1つでも
干渉していなければ、ロボットA,Bは干渉しないこと
になる。すなわち、図1においてはX−Y平面にロボッ
トA,Bの形状が投影され、干渉が生じていないから、
この2第のロボットA,Bは干渉していないことにな
る。
【0009】さらにこの点を検討すると、ロボット形状
が占めるX,Y,Z軸の区間において、1軸でも重なり
が生じていなければ、2第のロボットA,Bは干渉が生
じないことになる。図1の例で検討すると、ロボット
A,BはX−Y平面に据え付けられているものであるか
ら、Z軸方向の各ロボットが占める区間は必ず重なるこ
とになる。また、図1ではロボットA,Bの座標系のY
軸が一致する状態に配置しているから、ロボットA,B
のX軸上に占める区間は必ず重なりが生じる。しかし、
Y軸上においてはロボットA,Bの位置姿勢によって重
なりが生じる場合と生じない場合がある。すなわち、図
1のようにロボットA,Bを配置したときには、ロボッ
トA,BのY軸上に占める区間が重ならなければ、ロボ
ットA,Bが干渉しないことを意味する。また、ロボッ
トA,Bの据え付け位置をX軸もしくはY軸が一致しな
いように配置した場合には、X軸上,Y軸上で各ロボッ
トの投影部分が重なりあう場合と重なり合わない場合が
生じ、X軸もしくはY軸上のどちらか一方で重ならない
ことが判明すれば干渉がないことがわかる。この場合、
座標系原点OA,OB 間の距離が短い軸の方が、重なり合
うことが多くなるから、距離が大きい方の軸で干渉をチ
ェックした方がよい。さらに、干渉を精度よくチェック
するには、2台のロボットのロボットベース中心(OA,
OB )間を結ぶ線上にロボット形状を投影し、この線上
で重なるか否かをチェックするようにすればよい。
が占めるX,Y,Z軸の区間において、1軸でも重なり
が生じていなければ、2第のロボットA,Bは干渉が生
じないことになる。図1の例で検討すると、ロボット
A,BはX−Y平面に据え付けられているものであるか
ら、Z軸方向の各ロボットが占める区間は必ず重なるこ
とになる。また、図1ではロボットA,Bの座標系のY
軸が一致する状態に配置しているから、ロボットA,B
のX軸上に占める区間は必ず重なりが生じる。しかし、
Y軸上においてはロボットA,Bの位置姿勢によって重
なりが生じる場合と生じない場合がある。すなわち、図
1のようにロボットA,Bを配置したときには、ロボッ
トA,BのY軸上に占める区間が重ならなければ、ロボ
ットA,Bが干渉しないことを意味する。また、ロボッ
トA,Bの据え付け位置をX軸もしくはY軸が一致しな
いように配置した場合には、X軸上,Y軸上で各ロボッ
トの投影部分が重なりあう場合と重なり合わない場合が
生じ、X軸もしくはY軸上のどちらか一方で重ならない
ことが判明すれば干渉がないことがわかる。この場合、
座標系原点OA,OB 間の距離が短い軸の方が、重なり合
うことが多くなるから、距離が大きい方の軸で干渉をチ
ェックした方がよい。さらに、干渉を精度よくチェック
するには、2台のロボットのロボットベース中心(OA,
OB )間を結ぶ線上にロボット形状を投影し、この線上
で重なるか否かをチェックするようにすればよい。
【0010】本実施例では、図1に示すようにロボット
を配設し、Y軸上において重なりが生じるか否かをチェ
ックすることによってロボットA,Bの干渉をチェック
する例を示す。この場合、ロボットベース部分はロボッ
トの位置や姿勢によって変動せず、一定であるから、ロ
ボットA,BがY軸上に投影されて変動する部分を決定
する部分はロボットアーム先端に取り付けられたハンド
先端位置が一般的にである。しかし、関節部分において
は、ハンド先端よりも大きなY軸の値を取り、これによ
りY軸上に占めるロボットの投影区間が変動することが
ある。ロボットベース上で回転,旋回もしくはZ軸方向
に伸縮する関節部分は、ロボットベースが占めるY軸上
の値を越えることはないが、ロボットアームの途中に設
けられている関節によっては、その関節が屈曲,旋回し
てハンド先端よりもこの関節の部分がY軸上大きな値を
取り、Y軸上においてロボットが占有する区間を長くす
る場合がある。以下このような関節を肘間接という。
を配設し、Y軸上において重なりが生じるか否かをチェ
ックすることによってロボットA,Bの干渉をチェック
する例を示す。この場合、ロボットベース部分はロボッ
トの位置や姿勢によって変動せず、一定であるから、ロ
ボットA,BがY軸上に投影されて変動する部分を決定
する部分はロボットアーム先端に取り付けられたハンド
先端位置が一般的にである。しかし、関節部分において
は、ハンド先端よりも大きなY軸の値を取り、これによ
りY軸上に占めるロボットの投影区間が変動することが
ある。ロボットベース上で回転,旋回もしくはZ軸方向
に伸縮する関節部分は、ロボットベースが占めるY軸上
の値を越えることはないが、ロボットアームの途中に設
けられている関節によっては、その関節が屈曲,旋回し
てハンド先端よりもこの関節の部分がY軸上大きな値を
取り、Y軸上においてロボットが占有する区間を長くす
る場合がある。以下このような関節を肘間接という。
【0011】そこで、各ロボットA,Bの動作占有領域
を決定するには、ロボットハンドHの位置とロボットベ
ース半径α,β、及び肘関節の位置を考慮すればよい。
そこで本実施例においては、ロボット手首及びハンドH
は回転,旋回するものであるから、また肘関節は屈曲旋
回するものであるから、手首及びハンドHを包含するよ
うな球及び肘関節の端部をすべて包含する球を求め、こ
のこれらの球の表面がY軸上で占める値の大小によっ
て、ロボットの動作占有領域の境界線を決める。この球
の表面位置はこの球の中心位置と球の半径が分かればよ
く、ハンド部の球の中心位置(以下この中心位置をハン
ド代表点位置という)と半径はハンドHの種類とロボッ
ト位置(姿勢)によって求めることができる。また、肘
関節における球の中心位置は、ロボットの位置(手首中
心位置)を求める際に関節の位置として求められ、ロボ
ットアームの外形よりこの球の半径は決まる。
を決定するには、ロボットハンドHの位置とロボットベ
ース半径α,β、及び肘関節の位置を考慮すればよい。
そこで本実施例においては、ロボット手首及びハンドH
は回転,旋回するものであるから、また肘関節は屈曲旋
回するものであるから、手首及びハンドHを包含するよ
うな球及び肘関節の端部をすべて包含する球を求め、こ
のこれらの球の表面がY軸上で占める値の大小によっ
て、ロボットの動作占有領域の境界線を決める。この球
の表面位置はこの球の中心位置と球の半径が分かればよ
く、ハンド部の球の中心位置(以下この中心位置をハン
ド代表点位置という)と半径はハンドHの種類とロボッ
ト位置(姿勢)によって求めることができる。また、肘
関節における球の中心位置は、ロボットの位置(手首中
心位置)を求める際に関節の位置として求められ、ロボ
ットアームの外形よりこの球の半径は決まる。
【0012】図1の例では、アームの途中にロボツトの
占有領域を決めるに当たり影響のある肘関節が1つある
例を示しており、該肘関節JA,JB 部の球の半径をr
2、ハンド部の球の半径をr1としている。そして、図
1の状態では、ロボットAの占有領域はY軸方向のベー
ス半径αによって最小値YAminが決まり、最大値は肘関
節JA 部の球の表面のY軸値よりハンド部の球の表面位
置のY軸値(ハンド代表点位置のY軸座標位置に球の半
径r1を加算した位置)が大きいので、この位置が占有
領域の最大値YAmaxとして決まる。また、同様にロボッ
トBの占有領域は、図1に示すように、最大値YBmaxは
ベース半径βによって決まり、最小値YBminはハンド部
の球の表面によって決まる。そして、この2つの占有領
域が干渉しなければ、2台のロボットは同時に動作させ
ることができる。そして、干渉するか否かは、2台のロ
ボットの原点OA,OB 間のY軸方向の距離をL とする
と、次ぎの1式の関係式が成立すれば、干渉しないこと
になる。
占有領域を決めるに当たり影響のある肘関節が1つある
例を示しており、該肘関節JA,JB 部の球の半径をr
2、ハンド部の球の半径をr1としている。そして、図
1の状態では、ロボットAの占有領域はY軸方向のベー
ス半径αによって最小値YAminが決まり、最大値は肘関
節JA 部の球の表面のY軸値よりハンド部の球の表面位
置のY軸値(ハンド代表点位置のY軸座標位置に球の半
径r1を加算した位置)が大きいので、この位置が占有
領域の最大値YAmaxとして決まる。また、同様にロボッ
トBの占有領域は、図1に示すように、最大値YBmaxは
ベース半径βによって決まり、最小値YBminはハンド部
の球の表面によって決まる。そして、この2つの占有領
域が干渉しなければ、2台のロボットは同時に動作させ
ることができる。そして、干渉するか否かは、2台のロ
ボットの原点OA,OB 間のY軸方向の距離をL とする
と、次ぎの1式の関係式が成立すれば、干渉しないこと
になる。
【0013】YAmax−YBmin<L …(1) (なお、YBminは負の値である) 図2,図3は複数のロボットを同時に動作させて作業を
行わせるときの制御システムの構成図で、従来から実施
されている構成と同じものである。図2は1つのロボッ
トコントローラC1によって複数のロボットを制御する
場合の構成を示している。この図2では2台のロボット
A,Bしか接続されていないが、さらに他のロボットも
接続されるものである。また、図3に示す例は、ロボッ
トコントローラC2,C3間を通信によって接続するタ
イプのものである。また、図3では各ロボットコントロ
ーラC2,C3に夫々1台のロボットA若しくはBが接
続されているのみであるが、夫々他のロボットを接続し
複数のロボットを制御できるものである。
行わせるときの制御システムの構成図で、従来から実施
されている構成と同じものである。図2は1つのロボッ
トコントローラC1によって複数のロボットを制御する
場合の構成を示している。この図2では2台のロボット
A,Bしか接続されていないが、さらに他のロボットも
接続されるものである。また、図3に示す例は、ロボッ
トコントローラC2,C3間を通信によって接続するタ
イプのものである。また、図3では各ロボットコントロ
ーラC2,C3に夫々1台のロボットA若しくはBが接
続されているのみであるが、夫々他のロボットを接続し
複数のロボットを制御できるものである。
【0014】また、図4はロボットコントーラの構成を
説明するブロック図であり、このロボットコントローラ
の構成も従来と同様の構成を有するもので、周知なもの
である。プロセッサ(CPU)10には、システムプロ
グラムを記憶するROM11,各ロボットに対する教示
プログラムや各種設定値、パラメータ等を記憶するRA
M12,各ロボットのサーボ機構(サーボモータ)を駆
動するサーボモジュール13,各ロボットの各種センサ
やアクチュエータとの信号を入出力するI/Oモジュー
ル14がバス15で接続されている。なお、具体的な各
要素の作用は周知なものであるので説明を省略する。
説明するブロック図であり、このロボットコントローラ
の構成も従来と同様の構成を有するもので、周知なもの
である。プロセッサ(CPU)10には、システムプロ
グラムを記憶するROM11,各ロボットに対する教示
プログラムや各種設定値、パラメータ等を記憶するRA
M12,各ロボットのサーボ機構(サーボモータ)を駆
動するサーボモジュール13,各ロボットの各種センサ
やアクチュエータとの信号を入出力するI/Oモジュー
ル14がバス15で接続されている。なお、具体的な各
要素の作用は周知なものであるので説明を省略する。
【0015】次に、図5に示すフローチャーと共に、本
実施例の動作を説明する。なお、図5に示すフローチャ
ートは図1に示すロボットAに対してすでに教示された
動作プログラムに基づく動作処理のフローチャートであ
る。まず、各ロボットに取り付けたハンドHの各種パラ
メータを設定するときに、ロボット手首及びハンドHを
包含するような上記球の半径r1、及び該球の中心位置
のハンド代表点位置を規定するための手首中心位置(ロ
ボットへの動作指令位置)に対するオフセット量を設定
すると共に、肘関節JA ,JB 部の球の半径r2及び各
ロボットのベース半径(図1の場合はα,β)さらに干
渉が生じるロボットの座標原点間の干渉チェックを行う
軸方向の距離を設定する。図1に示す実施例の場合には
Y軸方向の距離L を設定する。
実施例の動作を説明する。なお、図5に示すフローチャ
ートは図1に示すロボットAに対してすでに教示された
動作プログラムに基づく動作処理のフローチャートであ
る。まず、各ロボットに取り付けたハンドHの各種パラ
メータを設定するときに、ロボット手首及びハンドHを
包含するような上記球の半径r1、及び該球の中心位置
のハンド代表点位置を規定するための手首中心位置(ロ
ボットへの動作指令位置)に対するオフセット量を設定
すると共に、肘関節JA ,JB 部の球の半径r2及び各
ロボットのベース半径(図1の場合はα,β)さらに干
渉が生じるロボットの座標原点間の干渉チェックを行う
軸方向の距離を設定する。図1に示す実施例の場合には
Y軸方向の距離L を設定する。
【0016】そして、ロボットAに対して動作指令を入
力すると、ロボットコントローラのプロセッサ10は、
まず、ロボットAの現在位置(手首中心位置)を求める
と共にその過程で肘関節JA の位置も求める。そして上
記求められたロボットAの現在位置(手首中心位置)と
ハンド代表点位置に対する設定オフセット量より、ハン
ド代表点位置を求める。図1に示す実施例では、ロボッ
ト干渉のために必要なデータはY軸の位置のみであるか
ら、このフローチャートでは肘関節位置,代表点位置と
してY軸の値Yj ,Yh を求めている(ステップS
1)。
力すると、ロボットコントローラのプロセッサ10は、
まず、ロボットAの現在位置(手首中心位置)を求める
と共にその過程で肘関節JA の位置も求める。そして上
記求められたロボットAの現在位置(手首中心位置)と
ハンド代表点位置に対する設定オフセット量より、ハン
ド代表点位置を求める。図1に示す実施例では、ロボッ
ト干渉のために必要なデータはY軸の位置のみであるか
ら、このフローチャートでは肘関節位置,代表点位置と
してY軸の値Yj ,Yh を求めている(ステップS
1)。
【0017】次に、ロボットAに対して設定されている
ベース半径αと、ハンド代表点位置のY軸値Yh に設定
された球の半径r1を加算した値、及び肘関節JA のY
軸値Jj に設定された肘関節部に対する半径r2を加算
した値の3つの値を比較し一番大きい値を動作領域の最
大値YAmaxとしてレジスタに記憶する。また、ハンド代
表点位置のY軸値Yh から球の半径r1を減じた値,肘
関節JA のY軸値Yjに球の半径r2を減じた値とベー
ス半径を負にした値−αと比較し1番小さい値を動作領
域の最小値YAminとしてレジスタに記憶する(ステップ
S2)。なお、図1に示すような実施例では、ロボツト
AのY軸負の方向で干渉が生じないからこの領域最小値
YAminを求める必要はないが、図1において左側にさら
にロボットが設置されて干渉が生じる場合にはこの領域
最小値YAminが必要になってくる。なお、このレジスタ
に記憶する最大値,最小値の値は、図3のタイプのシス
テムで制御する場合には、他方のロボットコントローラ
に送信し記憶させる。
ベース半径αと、ハンド代表点位置のY軸値Yh に設定
された球の半径r1を加算した値、及び肘関節JA のY
軸値Jj に設定された肘関節部に対する半径r2を加算
した値の3つの値を比較し一番大きい値を動作領域の最
大値YAmaxとしてレジスタに記憶する。また、ハンド代
表点位置のY軸値Yh から球の半径r1を減じた値,肘
関節JA のY軸値Yjに球の半径r2を減じた値とベー
ス半径を負にした値−αと比較し1番小さい値を動作領
域の最小値YAminとしてレジスタに記憶する(ステップ
S2)。なお、図1に示すような実施例では、ロボツト
AのY軸負の方向で干渉が生じないからこの領域最小値
YAminを求める必要はないが、図1において左側にさら
にロボットが設置されて干渉が生じる場合にはこの領域
最小値YAminが必要になってくる。なお、このレジスタ
に記憶する最大値,最小値の値は、図3のタイプのシス
テムで制御する場合には、他方のロボットコントローラ
に送信し記憶させる。
【0018】そして、教示された動作プログラムより1
ブロック(プログラムの1行,または1動作指令)を読
み(ステップS3)、該指令が動作指令か否か判断し
(ステップS4)、動作指令でなければ終了指令がある
か否か判断する(プログラム上に指令されているか、若
しくはオペレータが終了指令を入力しているかを判断す
る)(ステップS12)。終了指令でなければ、指令さ
れた他の処理を実行し(ステップS13)、ステップS
4に戻る。また、動作指令であると、この指令されたロ
ボット位置より求められるハンド代表点位置のY軸値Y
h',肘関節JA のY軸値Yj'をステップS1と同様に求
め(ステップS5)、ステップS2と同様に、この動作
指令を実行したときの占有領域の最大値YAmax' ,最小
値YAmin'を求める(ステップS6)。そして、この最
大値YAmax' ,最小値YAmin' で決まる領域と他のロボ
ットの占有領域としてレジスタに記憶している領域が干
渉するか否かを判断する。図1に示す本実施例の例で
は、ロボットAの領域最大値YAmax' とロボットBのそ
の時点におけるレジスタに記憶した占有領域の最小値Y
Bmin及び、設定原点間距離L により次の2式が成立する
か否かを判断し干渉チェックを行う(ステップS7,S
8)。 YAmax' −YBmin<L …(2) 上記2式が成立せず、干渉が生じる場合にはステップS
7,S8の処理を繰り返し実行し、動作を一時中断し待
機する。ロボットBが動作を行いレジスタに記憶するロ
ボットBの占有領域が変更され、上記2式が成立するよ
うになると、まず、この1動作の動作前と後の領域最大
値YAmax,YAmax' の大きいほうを占有領域の最大値Y
Amaxとしてレジスタに記憶する。また1動作前と後の領
域最小値YAmin,YAmin' の小さいほうを占有領域の最
小値YAminとしてレジスタに格納し、動作占有領域を確
保し(ステップS9)、この指令に対する動作を実行す
る(ステップS10)。すなわち、ある点から次の点に
移動する場合には、動作占有領域が変動するが、この動
作を実行するにはこの動作過程での最大の領域を確保し
ておけばよいからステップS9の処理を実行するもので
ある。
ブロック(プログラムの1行,または1動作指令)を読
み(ステップS3)、該指令が動作指令か否か判断し
(ステップS4)、動作指令でなければ終了指令がある
か否か判断する(プログラム上に指令されているか、若
しくはオペレータが終了指令を入力しているかを判断す
る)(ステップS12)。終了指令でなければ、指令さ
れた他の処理を実行し(ステップS13)、ステップS
4に戻る。また、動作指令であると、この指令されたロ
ボット位置より求められるハンド代表点位置のY軸値Y
h',肘関節JA のY軸値Yj'をステップS1と同様に求
め(ステップS5)、ステップS2と同様に、この動作
指令を実行したときの占有領域の最大値YAmax' ,最小
値YAmin'を求める(ステップS6)。そして、この最
大値YAmax' ,最小値YAmin' で決まる領域と他のロボ
ットの占有領域としてレジスタに記憶している領域が干
渉するか否かを判断する。図1に示す本実施例の例で
は、ロボットAの領域最大値YAmax' とロボットBのそ
の時点におけるレジスタに記憶した占有領域の最小値Y
Bmin及び、設定原点間距離L により次の2式が成立する
か否かを判断し干渉チェックを行う(ステップS7,S
8)。 YAmax' −YBmin<L …(2) 上記2式が成立せず、干渉が生じる場合にはステップS
7,S8の処理を繰り返し実行し、動作を一時中断し待
機する。ロボットBが動作を行いレジスタに記憶するロ
ボットBの占有領域が変更され、上記2式が成立するよ
うになると、まず、この1動作の動作前と後の領域最大
値YAmax,YAmax' の大きいほうを占有領域の最大値Y
Amaxとしてレジスタに記憶する。また1動作前と後の領
域最小値YAmin,YAmin' の小さいほうを占有領域の最
小値YAminとしてレジスタに格納し、動作占有領域を確
保し(ステップS9)、この指令に対する動作を実行す
る(ステップS10)。すなわち、ある点から次の点に
移動する場合には、動作占有領域が変動するが、この動
作を実行するにはこの動作過程での最大の領域を確保し
ておけばよいからステップS9の処理を実行するもので
ある。
【0019】動作の実行が終了すると、動作終了後のロ
ボットの位置できまる占有領域であるYAmax' ,YAmin
' をレジスタに記憶し(ステップS11)、ステップS
3に戻り次のブロックの処理を行う。
ボットの位置できまる占有領域であるYAmax' ,YAmin
' をレジスタに記憶し(ステップS11)、ステップS
3に戻り次のブロックの処理を行う。
【0020】上記図5に示すフローチャートでは、ロボ
ットAに対する処理のみを記載したが、ロボットBに対
しても同様の処理が行われ、ロボットAとBの相互の干
渉が生じないように各ロボットは動作を実行することに
なる。
ットAに対する処理のみを記載したが、ロボットBに対
しても同様の処理が行われ、ロボットAとBの相互の干
渉が生じないように各ロボットは動作を実行することに
なる。
【0021】また、上述した動作はプログラムによる動
作の実行についてのべたものであるが、ロボットに対し
て教示する場合にも同様な処理が実行される。それは、
一方のロボットに対して教示しているときに他方のロボ
ットに対しても教示が行われる場合もあり、また他方の
ロボットが動作中に教示が行われる場合もあるからであ
る。この教示動作の場合は、図5のフローチャートでス
テップS3,S4の処理が、教示入力ありか否かの判断
処理に代わる点と、ステップS12の処理が教示終了指
令が入力されたか否かの判断処理に代わる点のみが相違
し、他の処理は図5の処理と同一である。
作の実行についてのべたものであるが、ロボットに対し
て教示する場合にも同様な処理が実行される。それは、
一方のロボットに対して教示しているときに他方のロボ
ットに対しても教示が行われる場合もあり、また他方の
ロボットが動作中に教示が行われる場合もあるからであ
る。この教示動作の場合は、図5のフローチャートでス
テップS3,S4の処理が、教示入力ありか否かの判断
処理に代わる点と、ステップS12の処理が教示終了指
令が入力されたか否かの判断処理に代わる点のみが相違
し、他の処理は図5の処理と同一である。
【0022】さらに、上記実施例では、動作指令単位で
干渉チェックを行うようにしたが、補間計算を行った
後、各補間点毎に干渉チェックを行うようにしてもよ
い。すなわち、図5のステップS4で動作指令と判断さ
れると、該指令に基づき補間計算を行い各補間点を求
め、各補間点に対応するハンド代表点位置Yh',肘関節
位置Yj'を求め、最初の補間点よりステップS6〜S1
1の処理を順次繰り返し行い、動作指令の終点まで達す
ると、ステップS3に戻る処理を行うようにすればよ
い。
干渉チェックを行うようにしたが、補間計算を行った
後、各補間点毎に干渉チェックを行うようにしてもよ
い。すなわち、図5のステップS4で動作指令と判断さ
れると、該指令に基づき補間計算を行い各補間点を求
め、各補間点に対応するハンド代表点位置Yh',肘関節
位置Yj'を求め、最初の補間点よりステップS6〜S1
1の処理を順次繰り返し行い、動作指令の終点まで達す
ると、ステップS3に戻る処理を行うようにすればよ
い。
【0023】なお、上記実施例では図1に示すように2
台のロボットの干渉を防止した制御について述べたが、
さらに多くのロボットを併設したときも同様に干渉を防
止する制御を行うものである。例えば、図1において、
ロボットAの左側のY軸線上にロボットCを据え付けた
場合には、ロボットAと,Cの干渉チェックが同様に行
われる。この場合、図1の実施例に置けるロボットAと
ロボットBの関係がロボットCとロボットAの関係に置
き代わるだけである。また、ロボットDがロボットBの
右側に設置され他場合にも、図1におけるロボットAと
ロボットBの関係が、ロボットBとロボットDの関係に
置き代わるだけである。
台のロボットの干渉を防止した制御について述べたが、
さらに多くのロボットを併設したときも同様に干渉を防
止する制御を行うものである。例えば、図1において、
ロボットAの左側のY軸線上にロボットCを据え付けた
場合には、ロボットAと,Cの干渉チェックが同様に行
われる。この場合、図1の実施例に置けるロボットAと
ロボットBの関係がロボットCとロボットAの関係に置
き代わるだけである。また、ロボットDがロボットBの
右側に設置され他場合にも、図1におけるロボットAと
ロボットBの関係が、ロボットBとロボットDの関係に
置き代わるだけである。
【0024】上記実施例では、肘関節JA,JB の位置も
占有領域決定の1パラメータとして取り扱ったが、垂直
多関節ロボットの場合には、肘関節JA,JB はZ軸方向
に屈曲し肘関節JA,JB がハンド位置よりY軸上におい
て原点OA ,OB より遠い位置になる場合は非常に少な
い。そのため、ロボット教示プログラムに上述したよう
な肘関節JA,JB がハンド位置よりY軸上において原点
OA ,OB より遠い位置になるような動作を教示しない
ような場合には、肘関節JA ,JB の位置を占有領域の
判断パラメータから除外してもよい。
占有領域決定の1パラメータとして取り扱ったが、垂直
多関節ロボットの場合には、肘関節JA,JB はZ軸方向
に屈曲し肘関節JA,JB がハンド位置よりY軸上におい
て原点OA ,OB より遠い位置になる場合は非常に少な
い。そのため、ロボット教示プログラムに上述したよう
な肘関節JA,JB がハンド位置よりY軸上において原点
OA ,OB より遠い位置になるような動作を教示しない
ような場合には、肘関節JA ,JB の位置を占有領域の
判断パラメータから除外してもよい。
【0025】また、上記実施例では、各ロボットの占有
領域として座標系におけるY軸値を利用した。すなわ
ち、各ロボットの座標系において、ロボット座標系原点
間の距離が1番長い座標軸における各ロボットが占有す
る値によって各ロボットの占有領域を判断するようにし
た。しかし、必ずしも座標軸にロボット形状を投影して
この軸の値によって占有領域を決め干渉チェック行うよ
うにしなくてもよい。1番干渉を発見できるような任意
の直線(据付面上における直線)に各ロボット形状を投
影し占有領域を求めこの領域が干渉するか否かでロボッ
トの干渉チェックを行うようにしてもよい。例えば、上
記直線としてロボットA,Bの座標原点OA ,OB を結
ぶ直線とする。この場合には座標系の1軸を干渉判断の
直線としたときよりもより精度が高く干渉チェックがで
きる。また、3台以上のロボットを同一直線上に配列し
た場合には、その直線を干渉チエックの直線とすればよ
く、同一直線上に配列しない場合には、各ロボットの座
標原点を結ぶ折れ線を直線で近似して該直線を干渉チェ
ックの直線とすればよい。
領域として座標系におけるY軸値を利用した。すなわ
ち、各ロボットの座標系において、ロボット座標系原点
間の距離が1番長い座標軸における各ロボットが占有す
る値によって各ロボットの占有領域を判断するようにし
た。しかし、必ずしも座標軸にロボット形状を投影して
この軸の値によって占有領域を決め干渉チェック行うよ
うにしなくてもよい。1番干渉を発見できるような任意
の直線(据付面上における直線)に各ロボット形状を投
影し占有領域を求めこの領域が干渉するか否かでロボッ
トの干渉チェックを行うようにしてもよい。例えば、上
記直線としてロボットA,Bの座標原点OA ,OB を結
ぶ直線とする。この場合には座標系の1軸を干渉判断の
直線としたときよりもより精度が高く干渉チェックがで
きる。また、3台以上のロボットを同一直線上に配列し
た場合には、その直線を干渉チエックの直線とすればよ
く、同一直線上に配列しない場合には、各ロボットの座
標原点を結ぶ折れ線を直線で近似して該直線を干渉チェ
ックの直線とすればよい。
【0026】さらに、上記実施例では、ロボットベース
の大きさによっても占有領域を規定するようにしたが、
各ロボットの最大動作範囲内に他方のロボットのロボッ
トベースが位置付けられないように配置した場合(例え
ば、図1においてロボットAのアームを最大に伸ばし上
記球の表面がロボットBのベース領域(半径βの範囲
内)に入らない場合)には、占有領域を決める上でロボ
ットベースを考慮する必要はない。
の大きさによっても占有領域を規定するようにしたが、
各ロボットの最大動作範囲内に他方のロボットのロボッ
トベースが位置付けられないように配置した場合(例え
ば、図1においてロボットAのアームを最大に伸ばし上
記球の表面がロボットBのベース領域(半径βの範囲
内)に入らない場合)には、占有領域を決める上でロボ
ットベースを考慮する必要はない。
【0027】
【発明の効果】本発明では、ロボットの位置(姿勢)及
びロボットの1動作において、ロボットが占有する領域
を各ロボット毎求め、一方のロボットが1動作を実行し
ようとするときに他方のロボットが占有している領域に
干渉するような場合には、干渉が生じなくなるまで待っ
て動作を開始するようにしたから、予め干渉する領域の
予測を行う必要がなく、かつ、ロボット相互の通信のタ
イミングを事前に設定する必要がないから、各ロボット
に対して自由に動作プログラムを教示実行させることが
できる。これにより、ロボットを動作させるための工数
が少なくなる。
びロボットの1動作において、ロボットが占有する領域
を各ロボット毎求め、一方のロボットが1動作を実行し
ようとするときに他方のロボットが占有している領域に
干渉するような場合には、干渉が生じなくなるまで待っ
て動作を開始するようにしたから、予め干渉する領域の
予測を行う必要がなく、かつ、ロボット相互の通信のタ
イミングを事前に設定する必要がないから、各ロボット
に対して自由に動作プログラムを教示実行させることが
できる。これにより、ロボットを動作させるための工数
が少なくなる。
【図1】本発明の方式を実施する一実施例の説明図であ
る。
る。
【図2】1台のロボットコントローラで複数のロボット
を制御するシステム構成図である。
を制御するシステム構成図である。
【図3】ロボットコントロール間を通信で結合し、複数
のロボットを制御するシステム構成図である。
のロボットを制御するシステム構成図である。
【図4】ロボットコントローラの要部ブロック図であ
る。
る。
【図5】本発明の一実施例のロボット制御処理のフロー
チャートである。
チャートである。
C1〜C3 ロボットコントローラ A,B ロボット H ハンド α,β ロボットベースの半径 r 球の半径 L ロボットの座標系原点間の距離 YAmax ロボットAの占有領域の最大値 YAmin ロボットAの占有領域の最小値 YBmax ロボットBの占有領域の最大値 YBmin ロボットBの占有領域の最小値 JA,JB 肘関節
Claims (8)
- 【請求項1】 複数のロボットを同時に動作させる作業
におけるロボット制御方式において、各ロボット毎、各
動作指令若しくは補間点がある毎にその指令によるロボ
ット移動範囲によって決まる動作の占有領域を求め、他
のロボットに対して記憶した占有領域に干渉しないとき
のみ上記求めた占有領域を当該ロボットの占有領域とし
て記憶し、当該ロボットの当該動作を実行させ、実行後
はロボットの位置に応じて占有領域を求め記憶する複数
ロボット制御方式。 - 【請求項2】 ロボットのハンドと手首を覆うような球
を及び肘関節を覆うような球をロボット形状の一部と
し、該ロボット形状に基づいて上記占有領域を決める請
求項1記載の複数ロボット制御方式。 - 【請求項3】 上記ロボットは垂直多関節ロボットで、
ロボットのハンドと手首を覆うような球をロボット形状
の一部とし、該ロボット形状に基づいて上記占有領域を
決める請求項1記載の複数ロボット制御方式。 - 【請求項4】 各ロボットの据付平面上の設定された直
線に各ロボットの形状を投影し、該直線上に占める各ロ
ボット形状の区間によって上記占有領域を決める請求項
1,請求項2若しくは請求項3記載の複数ロボット制御
方式。 - 【請求項5】 複数のロボットを同時に動作させる作業
におけるロボット制御方式において、隣り合う2つのロ
ボットに対して夫々動作指令若しくは補間点がある毎に
その指令によるロボット移動範囲によって決まる設定さ
れた直線上の他のロボット側における最大動作占有位置
を求め、他のロボットに対して記憶した最大動作占有位
置に干渉しないときのみ上記最大動作占有位置を記憶
し、当該ロボットの当該動作を実行させ、実行後はロボ
ットの位置に応じて上記最大動作占有位置を求め記憶す
る複数ロボット制御方式。 - 【請求項6】 上記設定された直線は各ロボット座標系
における据付平面上の1座標軸である請求項4若しくは
請求項5記載の複数ロボット制御方式。 - 【請求項7】 ロボットのハンドと手首を覆うような球
を及び肘関節を覆うような球をロボット形状の一部と
し、該ロボット形状に基づいて上記最大動作占有位置を
決める請求項5記載の複数ロボット制御方式。 - 【請求項8】 上記ロボットは垂直多関節ロボットで、
ロボットのハンドと手首を覆うような球をロボット形状
の一部とし、該ロボット形状に基づいて上記最大動作占
有位置を決める請求項5記載の複数ロボット制御方式。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4035816A JP2895672B2 (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 複数ロボット制御方法 |
US08/122,428 US5561742A (en) | 1992-01-28 | 1993-01-10 | Multiple-robot control and interference prevention method |
DE69315137T DE69315137T2 (de) | 1992-01-28 | 1993-01-18 | Verfahren zum steuern von mehreren robotern |
PCT/JP1993/000055 WO1993014910A1 (fr) | 1992-01-28 | 1993-01-18 | Procede de commande multi-robots |
EP93901525A EP0582715B1 (en) | 1992-01-28 | 1993-01-18 | Method of controlling a plurality of robots |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4035816A JP2895672B2 (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 複数ロボット制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05204428A true JPH05204428A (ja) | 1993-08-13 |
JP2895672B2 JP2895672B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=12452467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4035816A Expired - Fee Related JP2895672B2 (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 複数ロボット制御方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5561742A (ja) |
EP (1) | EP0582715B1 (ja) |
JP (1) | JP2895672B2 (ja) |
DE (1) | DE69315137T2 (ja) |
WO (1) | WO1993014910A1 (ja) |
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