JPH06187020A - ロボットの動作軌跡教示方法 - Google Patents
ロボットの動作軌跡教示方法Info
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- JPH06187020A JPH06187020A JP33907392A JP33907392A JPH06187020A JP H06187020 A JPH06187020 A JP H06187020A JP 33907392 A JP33907392 A JP 33907392A JP 33907392 A JP33907392 A JP 33907392A JP H06187020 A JPH06187020 A JP H06187020A
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- JP
- Japan
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- robot
- gamma
- freedom
- redundant
- evaluation function
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロボットの有する自由度に対してロボット作
業に要求される自由度が少ない場合に，オペレータを介
さず動作限界近傍を回避した適切なロボット動作の教示
データを自動的に作成するロボット動作の教示方法を提
供する。 【構成】 ロボットの動作位置に従って一義的に決定さ
れる自由度以外に，ロボットの位置決めに寄与しない冗
長自由度を有するロボットにおける全ての自由度をロボ
ットの教示位置に対応して決定するロボットの動作軌跡
教示方法において，前記冗長自由度を要素とし，ロボッ
トの関節角度空間の余裕を表現する評価関数に基づいて
前記冗長自由度を決定するロボットの動作軌跡教示方法
である。この冗長自由度の決定を所定のアルゴリズムに
より実行することにより，従来，熟練したオペレータの
経験や勘に基づいて決定していた教示作業が論理的にな
される。
業に要求される自由度が少ない場合に，オペレータを介
さず動作限界近傍を回避した適切なロボット動作の教示
データを自動的に作成するロボット動作の教示方法を提
供する。 【構成】 ロボットの動作位置に従って一義的に決定さ
れる自由度以外に，ロボットの位置決めに寄与しない冗
長自由度を有するロボットにおける全ての自由度をロボ
ットの教示位置に対応して決定するロボットの動作軌跡
教示方法において，前記冗長自由度を要素とし，ロボッ
トの関節角度空間の余裕を表現する評価関数に基づいて
前記冗長自由度を決定するロボットの動作軌跡教示方法
である。この冗長自由度の決定を所定のアルゴリズムに
より実行することにより，従来，熟練したオペレータの
経験や勘に基づいて決定していた教示作業が論理的にな
される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，ロボットの動作軌跡教
示方法に関し，詳しくは，ロボットの有する自由度に対
して，ロボットによる作業に要求される自由度が少ない
場合に，作業に影響を及ぼさない冗長パラメータを決定
して，ロボットの自由度を満たすことができるロボット
の動作軌跡教示方法に関する。
示方法に関し，詳しくは，ロボットの有する自由度に対
して，ロボットによる作業に要求される自由度が少ない
場合に，作業に影響を及ぼさない冗長パラメータを決定
して，ロボットの自由度を満たすことができるロボット
の動作軌跡教示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロボット手先の工具の先端位置とその姿
勢を決定するには，原則として６つの自由度を決定する
必要があるが，特定の作業については，例えば５自由度
のみの決定で済む場合がある。この場合，残りの１つの
自由度については解を与える必要がなく，一般的に冗長
自由度と呼ばれている。上記特定作業の一例として，ロ
ボットによる溶接作業を例にとって，従来の動作軌跡教
示方法について説明する。溶接の特定作業では，溶接線
に対するトーチの傾斜角度α，前進・後退角度β，トー
チ先端位置ベクトルＰｘ，Ｐｙ，Ｐｚの５つの作業パラ
メータにより溶接作業が決定できる。従って，この溶接
作業を行うロボットは，５自由度の作業パラメータを実
現するロボットでよく，各関節角を逆変換計算により求
め，ロボット姿勢として教示することで足りる。しかし
ながら，前記溶接作業を行うロボットが６自由度を有す
るロボットである場合には，６つの独立したパラメータ
を決定しなければ教示を行い得ない。そこで，５つの作
業パラメータとは別に，作業に影響を及ぼさない新たな
パラメータ，例えばトーチ回転角γを追加して，ロボッ
トの６自由度を満足させることがなされる。即ち，ロボ
ットの順変換をＡ，その逆変換をＡ-1とし，ロボットの
各関節角度を順に並べたものを関節角度ベクトルθ（θ
1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ，θ6）T とすると，５つ
の作業パラメータだけである場合，下式から Ａ・θ＝（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ，α，β）T 関節角度ベクトルθは， θ＝Ａ-1・（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ，α，β）T となり，Ａ-1は無数に存在して一意に関節角度ベクトル
θを決定できない。そこで，パラメータとしてトーチ回
転角γを追加して，ロボットの自由度とパラメータの数
とを同じ６にすると， Ａ・θ＝（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ，α，β，γ）T θ＝Ａ-1・（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ，α，β，γ）T となり，Ａ-1は一意に求まる。上記のように，作業を達
成する自由度がロボットの自由度よりも少ない場合，不
足している自由度を追加するために，必要に応じて上記
トーチ回転角γのごとき追加パラメータをオペレータが
入力するか，既定値を予め設定しておくかして逆変換を
行い，教示データを作成することができる。
勢を決定するには，原則として６つの自由度を決定する
必要があるが，特定の作業については，例えば５自由度
のみの決定で済む場合がある。この場合，残りの１つの
自由度については解を与える必要がなく，一般的に冗長
自由度と呼ばれている。上記特定作業の一例として，ロ
ボットによる溶接作業を例にとって，従来の動作軌跡教
示方法について説明する。溶接の特定作業では，溶接線
に対するトーチの傾斜角度α，前進・後退角度β，トー
チ先端位置ベクトルＰｘ，Ｐｙ，Ｐｚの５つの作業パラ
メータにより溶接作業が決定できる。従って，この溶接
作業を行うロボットは，５自由度の作業パラメータを実
現するロボットでよく，各関節角を逆変換計算により求
め，ロボット姿勢として教示することで足りる。しかし
ながら，前記溶接作業を行うロボットが６自由度を有す
るロボットである場合には，６つの独立したパラメータ
を決定しなければ教示を行い得ない。そこで，５つの作
業パラメータとは別に，作業に影響を及ぼさない新たな
パラメータ，例えばトーチ回転角γを追加して，ロボッ
トの６自由度を満足させることがなされる。即ち，ロボ
ットの順変換をＡ，その逆変換をＡ-1とし，ロボットの
各関節角度を順に並べたものを関節角度ベクトルθ（θ
1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ，θ5 ，θ6）T とすると，５つ
の作業パラメータだけである場合，下式から Ａ・θ＝（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ，α，β）T 関節角度ベクトルθは， θ＝Ａ-1・（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ，α，β）T となり，Ａ-1は無数に存在して一意に関節角度ベクトル
θを決定できない。そこで，パラメータとしてトーチ回
転角γを追加して，ロボットの自由度とパラメータの数
とを同じ６にすると， Ａ・θ＝（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ，α，β，γ）T θ＝Ａ-1・（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ，α，β，γ）T となり，Ａ-1は一意に求まる。上記のように，作業を達
成する自由度がロボットの自由度よりも少ない場合，不
足している自由度を追加するために，必要に応じて上記
トーチ回転角γのごとき追加パラメータをオペレータが
入力するか，既定値を予め設定しておくかして逆変換を
行い，教示データを作成することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記従
来方法では追加パラメータの作成をオペレータの経験や
勘にたよっているので，ロボットが適正に動作できる教
示データが作成できる補償がなく，適正教示であるか否
かは動作範囲，干渉の有無のチェックの段階を経なけれ
ばわからない。また，動作可能なデータが作成できたと
してもロボットの動作限界から充分に離れた安全領域で
作業しているか否かを判断できないので，ロボットに無
理な力が作用するケースがあった。本発明は，上記従来
方法の課題に鑑みて創案されたもので，ロボットの有す
る自由度に対し，ロボット作業に要求される自由度が少
ない場合に，オペレータを介さず動作限界近傍を回避し
た適切なロボット動作の教示データを自動的に作成する
ことができるロボット動作の教示方法を提供することを
目的とする。
来方法では追加パラメータの作成をオペレータの経験や
勘にたよっているので，ロボットが適正に動作できる教
示データが作成できる補償がなく，適正教示であるか否
かは動作範囲，干渉の有無のチェックの段階を経なけれ
ばわからない。また，動作可能なデータが作成できたと
してもロボットの動作限界から充分に離れた安全領域で
作業しているか否かを判断できないので，ロボットに無
理な力が作用するケースがあった。本発明は，上記従来
方法の課題に鑑みて創案されたもので，ロボットの有す
る自由度に対し，ロボット作業に要求される自由度が少
ない場合に，オペレータを介さず動作限界近傍を回避し
た適切なロボット動作の教示データを自動的に作成する
ことができるロボット動作の教示方法を提供することを
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用する方法は，ロボットの動作位置に従っ
て一義的に決定される自由度以外に，ロボットの位置決
めに寄与しない冗長自由度を有するロボットにおける全
ての自由度をロボットの教示位置に対応して決定するロ
ボットの動作軌跡教示方法において，前記冗長自由度を
要素とし，ロボットの関節角度空間の余裕を表現する評
価関数に基づいて前記冗長自由度を決定することを特徴
とするロボットの動作軌跡教示方法である。
に本発明が採用する方法は，ロボットの動作位置に従っ
て一義的に決定される自由度以外に，ロボットの位置決
めに寄与しない冗長自由度を有するロボットにおける全
ての自由度をロボットの教示位置に対応して決定するロ
ボットの動作軌跡教示方法において，前記冗長自由度を
要素とし，ロボットの関節角度空間の余裕を表現する評
価関数に基づいて前記冗長自由度を決定することを特徴
とするロボットの動作軌跡教示方法である。
【０００５】
【作用】本発明によれば，ロボットによる作業に要求さ
れる自由度以外に，ロボット作業に影響しない冗長自由
度を有するロボットを用いて動作軌跡の教示データを作
成するにおいて，前記冗長自由度を要素としてロボット
の関節角度空間の余裕を表現する評価関数を考慮するこ
とにより，前記冗長自由度を決定する。この結果がロボ
ットが前記冗長自由度についての動作限界の近くで作動
するような不都合がなくなり，ロボットに無理な力が加
わる不都合が回避される。
れる自由度以外に，ロボット作業に影響しない冗長自由
度を有するロボットを用いて動作軌跡の教示データを作
成するにおいて，前記冗長自由度を要素としてロボット
の関節角度空間の余裕を表現する評価関数を考慮するこ
とにより，前記冗長自由度を決定する。この結果がロボ
ットが前記冗長自由度についての動作限界の近くで作動
するような不都合がなくなり，ロボットに無理な力が加
わる不都合が回避される。
【０００６】
【実施例】以下，添付図面を参照して本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発明
の技術的範囲を限定するものではない。ここに，図１は
本発明の姿勢教示方法を適用する実施例に係るオフライ
ン教示システムの構成図，図２は実施例に係る溶接ロボ
ットを関節構成で示した構成図，図３はワーク溶接線に
対する溶接トーチの姿勢を示す斜視図，図４は実施例に
係る溶接線と溶接トーチ角度との位置関係を示す模式
図，図５は実施例に係る一関節の評価関数を示すグラ
フ，図６は実施例に係る評価関数と可操作度とによって
表現される動作領域を示すグラフ，図７は実施例に係る
動作データ作成のアルゴリズムを示すフローチャートで
ある。本実施例に係るロボットの動作軌跡教示方法は，
図１に示すようなオフライン教示システムによって実現
される。このシステムは，溶接ロボット１と，該溶接ロ
ボット１の動作を制御する制御盤２と，オフライン教示
システムを実現するソフトを備えたパーソナルコンピュ
ータ３等を具備して構成されている。上記溶接ロボット
１は，図２に示すように関節部が構成されており，６軸
の自由度を有している。同図の各関節部に示すθ1 〜θ
6 は，それぞれ各関節部の関節角度を定義するものであ
って，位置ベクトルＡは第４軸，第５軸，第６軸の回転
中心に相当する。この溶接ロボット１のアーム５の先端
部には，該アーム５の軸芯回りに回動可能に手首部材６
が配備され，該手首部材６に溶接トーチ７が把持されて
いる。上記溶接トーチ７がワーク８の溶接線Ｌに対して
とる姿勢は，図３に示すようになり，図中のαは前記溶
接線Ｌを含む基準面Ｏに対する溶接トーチ７の傾斜角
度，βは溶接線Ｌに対する溶接トーチ７の前進・後退角
度を表している。この溶接トーチ７先端の位置ベクトル
及び前記傾斜角度α，前進・後退角度βが決まれば，溶
接トーチ７の空間位置を決定することができる。しか
し，溶接ロボット１の６軸６自由度に対し，溶接トーチ
７先端の位置ベクトルＰ（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ）と傾斜角
度αと前進・後退角度βとで決定される自由度は５自由
度であるので，溶接ロボット１の姿勢を決定するには１
自由度余ることになる。図示のロボット１の場合，溶接
トーチ７の軸芯を中心としての位置ベクトルＡが冗長自
由度である。
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発明
の技術的範囲を限定するものではない。ここに，図１は
本発明の姿勢教示方法を適用する実施例に係るオフライ
ン教示システムの構成図，図２は実施例に係る溶接ロボ
ットを関節構成で示した構成図，図３はワーク溶接線に
対する溶接トーチの姿勢を示す斜視図，図４は実施例に
係る溶接線と溶接トーチ角度との位置関係を示す模式
図，図５は実施例に係る一関節の評価関数を示すグラ
フ，図６は実施例に係る評価関数と可操作度とによって
表現される動作領域を示すグラフ，図７は実施例に係る
動作データ作成のアルゴリズムを示すフローチャートで
ある。本実施例に係るロボットの動作軌跡教示方法は，
図１に示すようなオフライン教示システムによって実現
される。このシステムは，溶接ロボット１と，該溶接ロ
ボット１の動作を制御する制御盤２と，オフライン教示
システムを実現するソフトを備えたパーソナルコンピュ
ータ３等を具備して構成されている。上記溶接ロボット
１は，図２に示すように関節部が構成されており，６軸
の自由度を有している。同図の各関節部に示すθ1 〜θ
6 は，それぞれ各関節部の関節角度を定義するものであ
って，位置ベクトルＡは第４軸，第５軸，第６軸の回転
中心に相当する。この溶接ロボット１のアーム５の先端
部には，該アーム５の軸芯回りに回動可能に手首部材６
が配備され，該手首部材６に溶接トーチ７が把持されて
いる。上記溶接トーチ７がワーク８の溶接線Ｌに対して
とる姿勢は，図３に示すようになり，図中のαは前記溶
接線Ｌを含む基準面Ｏに対する溶接トーチ７の傾斜角
度，βは溶接線Ｌに対する溶接トーチ７の前進・後退角
度を表している。この溶接トーチ７先端の位置ベクトル
及び前記傾斜角度α，前進・後退角度βが決まれば，溶
接トーチ７の空間位置を決定することができる。しか
し，溶接ロボット１の６軸６自由度に対し，溶接トーチ
７先端の位置ベクトルＰ（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ）と傾斜角
度αと前進・後退角度βとで決定される自由度は５自由
度であるので，溶接ロボット１の姿勢を決定するには１
自由度余ることになる。図示のロボット１の場合，溶接
トーチ７の軸芯を中心としての位置ベクトルＡが冗長自
由度である。
【０００７】そこで，この溶接トーチ７の回転自由度を
拘束し，図４に示すように溶接トーチ７の回転角度γを
考慮に入れることによって，溶接ロボット１の姿勢を決
定することができる。この溶接トーチ７の回転角度γを
作業に影響を及ぼさないパラメータとして評価関数Ｖ
（γ）を考え，教示データを決定する方法について以下
に説明する。回転角度γを決定するときの条件として
は，ロボットの動作範囲内にあること，ロボットの
動作限界から充分に離れていること，の２点が挙げられ
る。従って，これらの条件を定量的に表現できる評価関
数を考慮する必要がある。一般に評価関数としては可操
作度ωがよく使用される。可操作度ωは数式（１）に示
すヤコビ行列の行列式の値である。
拘束し，図４に示すように溶接トーチ７の回転角度γを
考慮に入れることによって，溶接ロボット１の姿勢を決
定することができる。この溶接トーチ７の回転角度γを
作業に影響を及ぼさないパラメータとして評価関数Ｖ
（γ）を考え，教示データを決定する方法について以下
に説明する。回転角度γを決定するときの条件として
は，ロボットの動作範囲内にあること，ロボットの
動作限界から充分に離れていること，の２点が挙げられ
る。従って，これらの条件を定量的に表現できる評価関
数を考慮する必要がある。一般に評価関数としては可操
作度ωがよく使用される。可操作度ωは数式（１）に示
すヤコビ行列の行列式の値である。
【数１】 ここで，Ｐはロボットの位置，姿勢を決定するパラメー
タである。可操作度ωが０のときに，ロボットのアーム
全体の姿勢の状態が特異姿勢状態や物理的な動作限界の
境界であることを示し，可操作度ωが正ならば物理的な
動作範囲内にロボットの状態があることを示す。この可
操作度の値が大きければ大きいほど，物理的な動作限界
境界から離れた動作可能エリアにロボットは存在するこ
とを意味する。しかし，この可操作度ωは幾何的な関節
機構に依存し，ロボットが物理的に実現可能か否かしか
判断できず，ロボットの各関節の動作範囲については考
慮されない。これは可操作度ωが大きくても，実際のロ
ボットでは実現できない危険性をはらんでいる。そこ
で，次のような評価関数を考え，それで充分なときにの
み可操作度ωを使用する。ある関節ｉにおいて，その関
節角度θi の最小値をθi1，最大値をθi2とすると，θ
i はθi1≦θi ≦θi2の範囲に存在しなければならな
い。そこで，関節ｉにおける動作範囲に関する評価関数
ｖ（θi ）を以下に示す数式２のように定義する。
タである。可操作度ωが０のときに，ロボットのアーム
全体の姿勢の状態が特異姿勢状態や物理的な動作限界の
境界であることを示し，可操作度ωが正ならば物理的な
動作範囲内にロボットの状態があることを示す。この可
操作度の値が大きければ大きいほど，物理的な動作限界
境界から離れた動作可能エリアにロボットは存在するこ
とを意味する。しかし，この可操作度ωは幾何的な関節
機構に依存し，ロボットが物理的に実現可能か否かしか
判断できず，ロボットの各関節の動作範囲については考
慮されない。これは可操作度ωが大きくても，実際のロ
ボットでは実現できない危険性をはらんでいる。そこ
で，次のような評価関数を考え，それで充分なときにの
み可操作度ωを使用する。ある関節ｉにおいて，その関
節角度θi の最小値をθi1，最大値をθi2とすると，θ
i はθi1≦θi ≦θi2の範囲に存在しなければならな
い。そこで，関節ｉにおける動作範囲に関する評価関数
ｖ（θi ）を以下に示す数式２のように定義する。
【数２】 この評価関数ｖ（θi ）は，図５に示すように，動作範
囲の中央で１，動作範囲の最大値θi1及び最小値θi2で
０，動作範囲外で０の値をとる。
囲の中央で１，動作範囲の最大値θi1及び最小値θi2で
０，動作範囲外で０の値をとる。
【０００８】このように定義した一関節の評価関数ｖ
（θi ）を用いて，ロボット全体の関節空間の評価関数
Ｖを以下の数式３に示すように定義する。 Ｖ＝Πｖ( θi ) ＝ｖ( θ1 ）×ｖ( θ2 ）×ｖ( θ3 ）×ｖ( θ4 ） ×ｖ( θ5 ）×ｖ( θ6 ） …（３） （０≦Ｖ≦１） この評価関数Ｖを使用すれば，ロボットの間接空間にお
ける動作範囲限界からの距離が定量的に表現できる。こ
こで，θi は冗長パラメータγの関数なので，評価関数
Ｖも冗長パラメータγの関数である。従って，評価関数
Ｖが適当な値となるように冗長パラメータγを探索し設
定すれば，ロボットに対して負担の少ない適正な教示デ
ータを作成することができる。具体的な冗長パラメータ
γの決定方法は， 評価関数Ｖのある閾値（Ｖｃｕｔ）以上を満たし，冗
長パラメータγの既定値にいちばん近いγを探索し収束
計算により求める。 評価関数Ｖのある閾値（Ｖｃｕｔ）以上を満たす冗長
パラメータγが存在しないときには，評価関数Ｖを最大
にする冗長パラメータγを探索し収束計算により求め
る。 上記を満たす冗長パラメータγが存在しないとき
には，可操作度ωが最大になる冗長パラメータγを探索
し収束計算により求める。このとき，オペレータにエラ
ーメッセージを出す。 上記を満たす冗長パラメータγが存在しないと
きには，オペレータにエラーメッセージを出す。上記評
価関数Ｖと可操作度ωとの関係は，図６に示す関係図の
ように表すことができ，ロボットが特異姿勢でない場
合，評価関数Ｖが正のときは，可操作度ωは必ず正にな
る。この評価関数Ｖと可操作度ωとの関係図と，上記冗
長パラメータγの決定方法とから，図１に示した教示シ
ステムにより，溶接ロボット１の姿勢教示データを作成
する上での冗長パラメータγ，即ち，溶接トーチ７の回
転角γを決定する処理フローを図７に示す。尚，図７に
おけるＳ１〜Ｓ１１は，以下に説明する各処理ステップ
の番号を示している。また，以下の説明では，可操作度
をω，評価関数をＶ，冗長パラメータをγとして，符号
のみを記載して説明する。
（θi ）を用いて，ロボット全体の関節空間の評価関数
Ｖを以下の数式３に示すように定義する。 Ｖ＝Πｖ( θi ) ＝ｖ( θ1 ）×ｖ( θ2 ）×ｖ( θ3 ）×ｖ( θ4 ） ×ｖ( θ5 ）×ｖ( θ6 ） …（３） （０≦Ｖ≦１） この評価関数Ｖを使用すれば，ロボットの間接空間にお
ける動作範囲限界からの距離が定量的に表現できる。こ
こで，θi は冗長パラメータγの関数なので，評価関数
Ｖも冗長パラメータγの関数である。従って，評価関数
Ｖが適当な値となるように冗長パラメータγを探索し設
定すれば，ロボットに対して負担の少ない適正な教示デ
ータを作成することができる。具体的な冗長パラメータ
γの決定方法は， 評価関数Ｖのある閾値（Ｖｃｕｔ）以上を満たし，冗
長パラメータγの既定値にいちばん近いγを探索し収束
計算により求める。 評価関数Ｖのある閾値（Ｖｃｕｔ）以上を満たす冗長
パラメータγが存在しないときには，評価関数Ｖを最大
にする冗長パラメータγを探索し収束計算により求め
る。 上記を満たす冗長パラメータγが存在しないとき
には，可操作度ωが最大になる冗長パラメータγを探索
し収束計算により求める。このとき，オペレータにエラ
ーメッセージを出す。 上記を満たす冗長パラメータγが存在しないと
きには，オペレータにエラーメッセージを出す。上記評
価関数Ｖと可操作度ωとの関係は，図６に示す関係図の
ように表すことができ，ロボットが特異姿勢でない場
合，評価関数Ｖが正のときは，可操作度ωは必ず正にな
る。この評価関数Ｖと可操作度ωとの関係図と，上記冗
長パラメータγの決定方法とから，図１に示した教示シ
ステムにより，溶接ロボット１の姿勢教示データを作成
する上での冗長パラメータγ，即ち，溶接トーチ７の回
転角γを決定する処理フローを図７に示す。尚，図７に
おけるＳ１〜Ｓ１１は，以下に説明する各処理ステップ
の番号を示している。また，以下の説明では，可操作度
をω，評価関数をＶ，冗長パラメータをγとして，符号
のみを記載して説明する。
【０００９】（ステップ１）ω（γ）＞０ならばステッ
プ２へ，そうでなければステップ５を実行する。 （ステップ２）Ｖ（γ）＞０ならばステップ３へ，そう
でなければステップ６を実行する。 （ステップ３）Ｖ（γ）≧Ｖｃｕｔならばステップ４
へ，そうでなければステップ７を実行する。 （ステップ４）γの既定値γ０に近く，Ｖ（γ）≧Ｖｃ
ｕｔを実現するγを決定しステップ８に進む。 （ステップ５）γ空間においてω（γ）＝ωmax ≦０な
らばステップ１０に，そうでなければωを増大させる方
向にγを更新しステップ１に戻る。 （ステップ６）γ空間においてω（γ）＝ωmax ならば
ステップ８に，そうでなければωを増大させる方向にγ
を更新してステップ２に戻る。 （ステップ７）γ空間においてＶ（γ）＝Ｖmax ならば
ステップ８に，そうでなければＶを増大させる方向にγ
を更新してステップ３に戻る。 （ステップ８）決定したγと作業パラメータとをもとに
ロボットの各関節角度を逆変換演算により求める。 （ステップ９）演算された結果を教示データとして格
納，もしくは実行する。 （ステップ１０）適切なエラー処理を行う。 （ステップ１１）終了 以上の計算操作を行うことにより，ロボットの動作が冗
長なときの適正な教示データが作成できる。
プ２へ，そうでなければステップ５を実行する。 （ステップ２）Ｖ（γ）＞０ならばステップ３へ，そう
でなければステップ６を実行する。 （ステップ３）Ｖ（γ）≧Ｖｃｕｔならばステップ４
へ，そうでなければステップ７を実行する。 （ステップ４）γの既定値γ０に近く，Ｖ（γ）≧Ｖｃ
ｕｔを実現するγを決定しステップ８に進む。 （ステップ５）γ空間においてω（γ）＝ωmax ≦０な
らばステップ１０に，そうでなければωを増大させる方
向にγを更新しステップ１に戻る。 （ステップ６）γ空間においてω（γ）＝ωmax ならば
ステップ８に，そうでなければωを増大させる方向にγ
を更新してステップ２に戻る。 （ステップ７）γ空間においてＶ（γ）＝Ｖmax ならば
ステップ８に，そうでなければＶを増大させる方向にγ
を更新してステップ３に戻る。 （ステップ８）決定したγと作業パラメータとをもとに
ロボットの各関節角度を逆変換演算により求める。 （ステップ９）演算された結果を教示データとして格
納，もしくは実行する。 （ステップ１０）適切なエラー処理を行う。 （ステップ１１）終了 以上の計算操作を行うことにより，ロボットの動作が冗
長なときの適正な教示データが作成できる。
【００１０】
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば，ロボ
ットによる作業に要求される自由度以外に，ロボット作
業に影響しない冗長自由度を有するロボットを用いて動
作軌跡の教示データを作成するにおいて，前記冗長自由
度を要素としてロボットの関節角度空間の余裕を表現す
る評価関数を考慮することにより，前記冗長自由度を決
定する。この結果がロボットが前記冗長自由度について
の動作限界の近くで作動するような不都合がなくなり，
ロボットに無理な力が加わる不都合が回避される。
ットによる作業に要求される自由度以外に，ロボット作
業に影響しない冗長自由度を有するロボットを用いて動
作軌跡の教示データを作成するにおいて，前記冗長自由
度を要素としてロボットの関節角度空間の余裕を表現す
る評価関数を考慮することにより，前記冗長自由度を決
定する。この結果がロボットが前記冗長自由度について
の動作限界の近くで作動するような不都合がなくなり，
ロボットに無理な力が加わる不都合が回避される。
【図１】 本発明を適用するロボット動作教示システム
の構成を示す模式図。
の構成を示す模式図。
【図２】 実施例に係る溶接ロボットの構成を示す模式
図。
図。
【図３】 実施例に係るワーク溶接線に対する溶接トー
チの姿勢を示す模式図。
チの姿勢を示す模式図。
【図４】 実施例に係る溶接線と溶接トーチ角度との位
置関係を示す模式図。
置関係を示す模式図。
【図５】 実施例に係る一関節の評価関数を示すグラ
フ。
フ。
【図６】 実施例に係る評価関数と可操作度とによって
表現される動作領域を示すグラフ。
表現される動作領域を示すグラフ。
【図７】 実施例に係る動作データ作成のアルゴリズム
を示すフローチャート。
を示すフローチャート。
【符号の説明】 １……ロボット ２……ロボット制御盤 ３……パーソナルコンピュータ ７……溶接トーチ θ1 〜θ6 ……関節角度 γ……冗長パラメータ（回転角度） Ｖ……評価関数
Claims (1)
- 【請求項１】 ロボットの動作位置に従って一義的に決
定される自由度以外に，ロボットの位置決めに寄与しな
い冗長自由度を有するロボットにおける全ての自由度を
ロボットの教示位置に対応して決定するロボットの動作
軌跡教示方法において，前記冗長自由度を要素とし，ロ
ボットの関節角度空間の余裕を表現する評価関数に基づ
いて前記冗長自由度を決定することを特徴とするロボッ
トの動作軌跡教示方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33907392A JPH06187020A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | ロボットの動作軌跡教示方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33907392A JPH06187020A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | ロボットの動作軌跡教示方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06187020A true JPH06187020A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18324003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33907392A Pending JPH06187020A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | ロボットの動作軌跡教示方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06187020A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006167902A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Yaskawa Electric Corp | 双腕ロボットの制御装置および制御方法 |
| JP2010137298A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Yaskawa Electric Corp | 複腕ロボットの作業プログラム作成方法 |
| JP2012196718A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Denso Wave Inc | ロボットの制御方法およびロボットの制御装置 |
| JP2012196717A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Denso Wave Inc | ロボットの制御方法およびロボットの制御装置 |
| WO2013038544A1 (ja) | 2011-09-15 | 2013-03-21 | 株式会社安川電機 | ロボットシステム及びロボット制御装置 |
| JP2021529674A (ja) * | 2018-07-02 | 2021-11-04 | テラダイン、 インコーポレイテッド | １つ以上のロボット相互参照パラグラフの自然タスクのためのシステム及び方法 |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP33907392A patent/JPH06187020A/ja active Pending
Cited By (7)
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| US9149931B2 (en) | 2011-09-15 | 2015-10-06 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot system, robot control device and method for controlling robot |
| JP2021529674A (ja) * | 2018-07-02 | 2021-11-04 | テラダイン、 インコーポレイテッド | １つ以上のロボット相互参照パラグラフの自然タスクのためのシステム及び方法 |
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