JPS6385907A - 把持機構の把持位置決定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、作業ロボットの把持機構の把持対象物に対す
る把持位置を決定する把持位置決定装置に係わり、特に
把持対象物のいくつかの把持位置候補の中から、作業の
種類に応じた最も適切な把持位置を決定できるようにし
た把持１１構の把持位置決定装置に間する。

（従来の技術） ロボットがある作業において物体を把持する場合、従来
は、その把持位置を予め教示者が教示したり、予めプロ
グラムしておくことによって決定したり、或は把持させ
たい位置に誘導目標を設けて把持機構をこの目標に誘導
する等の方法がとられていた。しかしながら、これらの
方法では把持位置を指定するのに大きな労力を必要とす
るうえ、−度設定した把持位置を変更することが容易で
ないため、例えば作業の種類や作業環境によって把持位
置を適応的に変化させることができないという問題があ
った。

そこで、把持対象物の形状データと、周囲の物体の形状
データと、これらの位置関係データとから、把持対象物
の望ましい把持位置を自動的に決定する方法も考えられ
ているが、この方法では、把持対象物に対する把持位置
が、あくまで把持対象物の形状や把持対象物と周囲の物
体との位置関係のみによって決定されるため、実行しよ
うとしている作業の種類によっては、決定された把持位
置が必ずしも適当な把持位置となっていないという問題
があった。

（発明が解決しようするための手段） このように、従来の把持戚構の把持位置決定方法では、
作業の種類に応じた適切な把持位置を決定することがで
きないという問題があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、
作業の目的に応じた最適な把持位置を自動決定できる把
持ｍｍの把持位置決定装置を提供することを目的とする
。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 本発明は、把持対象物の形状、位置、把持可能位置等の
把持対象物データを記憶する把持対象物データ記憶手段
と、把持機構の形状、移動経路等の把持機構データを記
憶する把持機構データ記憶手段と、作業環境内の物体の
形状、位置等の環境データを記憶する環境データ記憶手
段と、ある作業要素を行ううえで必要な把持機構の拘束
条件及びその作業要素における把持位置としての望まし
さを順位付けるための評価項目を、各作業要素毎に記憶
する作業データ記憶手段と、これら各記憶手段に記憶さ
れたデータに基づき、把持位置を決定すべき作業を構成
する作業要素の拘束条件を満足する把持位置候補を求め
、かつ上記把持位置候補のうち前記評価項目から求めら
れた評価値の高い順に把持位置を決定する把持位置決定
手段とを具備したことを目的としている。

（作用） 把持位置決定手段に把持位置データ要求が与えられると
、把持位置決定手段は各記憶手段から必要なデータを読
み出して、実行すべざ作業を構成する各作業要素につい
て、把持対象物の把持位置を次のように決定する。

即ち、各作業要素についてその拘束条件を調べ、把持対
象物の把持可能位置から上記拘束条件を満足する把持位
置を選択し、これを把持位置候補とする。そして、これ
ら把持位置候補を各作業要素毎に設定された評価項目で
評価して、把持位置候補毎に把持位置の評価値を得る。

さらに、他の把持条件も勘案しながら、評価値の高い把
持位置を優先させて把持位置が決定される。

この発明によれば、作業の目的を考慮して把持位置が決
定されることになる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説
明する。

第１図は一実施例に係る把持位置決定装置の構成を示す
図である。この装置は、把持位置決定機構１に、把持対
象物データ記憶部２と、把持Ｉｆｌ情データ記憶部３と
、環境データ記憶部４と、作業データ記憶部５とを接続
して構成されており、通常は計算機内部に構成すること
ができる。

把持対象物データ記憶部２は、第２図に示すように、把
持対象物の形状データ、位置データ、把持可能位置デー
タ、重心データ、重量データ、摩擦係数データ、回転軸
データ等の把持対象物に関するデータ（把持対象物デー
タ）を記憶しておくものであるが、例えば重心データや
回転軸データ等は、把持位置決定機構１の内部で形状デ
ータから求めるようにしても良い。

把持機構データ記憶部３は、第３図に示すように、把持
機構の形状データ、作業時の移動経路データ、把持機構
の回転軸データなど、把持機構に関するデータ（把持機
構データ）を記憶しておくものである。

また、環境データ記憶部４は、第４図に示すように、作
業環境における把持対象物及び把持機構以外の物体の形
状データ、位置データ等、周囲の物体に関するデータ（
環境データ）を記憶しておくためのものである。

これら、各記憶部２〜４に格納されるデータは、例えば
ＣＡＤ　（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　　Ｄｅｓｉ
ｇｎ　）やソリッドモデラ等によって作成される。

又、作業データ記憶部５は、第５図に示すように、作業
要素毎に決定される把持対象物の拘束条件及び評価項目
を記憶するものである。例えば、作業要素が「ネジ締め
作業」である場合、記憶される拘束条件として「把持機
構の回転軸と把持対象物の回転軸とが一致すること」等
の条件が記憶され、また、作業要素が「挿入作業」であ
る場合には、拘束条件として「把持位置が挿入部以外で
あること」等の条件が記憶される。又、これら作業要素
の評価項目として［重心に近い把持位置を優先させる」
という項目が記憶されることにより、把持対象物の重心
位置に近い把持位置候補い評価値が与えられることにな
る。

把持位置決定機構１は、把持位置データ要求を入力し、
これらの各データに基づいて、以下に示す手順により、
把持対象物の最適な把持位置を法定し、その把持位置デ
ータを出力するものとなっている。

次に以上のように構成された把持位置決定装置の作用を
第６図に示すフローチャートに基づいて説明する。

先ず、目的とする作業の種類を特定するデータとともに
、把持位置決定機構１に把持位置データ要求が入力され
ると、把持位置決定８！横１は、目的とする作業を構成
する個々の作業要素を求める（１１）。把持位置決定機
１４１は、各作業要素の把持位置に関する拘束条件を作
業データ記憶部５から読出しく１２）、ざらに把持対象
物の把持可能位置データを把持対象物データ記憶部２か
ら読出す（１３）。把持位置決定機構１は、読み出され
た把持可能位置データから、読み出された拘束条件を満
足する把持可能位置データを選択しく１４）、選択され
た把持可能位置データを把持位置候補として内部の記憶
部に保持する（１５）。

次に、把持位置決定機＊ｉは、作業データ記憶部５から
各作業要素の把持位置に関する評価項目を読み出しく１
６）、求められた把持位置候補のそれぞれについて上記
評価項目を考慮した評価値を付与する（１７）。そして
、把持位置候補の中で最も評価値の高い候補を選択し、
これを仮の把持位置とする（１８）。次に、把持位置決
定機構１は、把持対象物データ記憶部２、把持機構デー
タ記憶部３及び環境データ記憶部４から形状データや位
置データ等を読み出して、作業中に把持機構や把持対象
物が周囲の物体と干渉しないかどうかを調べ（１９）、
もし干渉する場合には、次に評価値の＾い把持位置候補
を仮の把持位置としく２０）　、干渉がないことが確め
られれば、その候補を把持位置データとして採用する（
２１）。

このような手順によって、作業目的に適応した適切な把
持位置を自動決定することができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、作業データ記憶部に記
憶された作業要素毎の拘束条件を加味して把持位置を決
定するようにしているので、決定された把持位置は作業
目的に適合したものとなる。したがって、作業目的に応
じた適切な把持位置を決定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る把持位置決定装置の構
成を示すブロック図、第２図は同装置における把持対象
物データ記憶部に格納されたデータの一例を示す図、第
３図は同装置における把持機構データ記憶部に格納され
たデータの一例を示す図、第４図は同装置における環境
データ記憶部に格納されたデータの一例を示す図、第５
図は同装置における作業データ記憶部に格納されたデー
タの一例を示す図、第６図は同装置の動作を説明するた
めの流れ図である。 １・・・把持決定機構、２・・・把持対象物データ記憶
部、３・・・把持機構データ記憶部、４・・・環境デー
タ記憶部、５・・・作業データ記憶部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第　１　図 第２図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 把持対象物の形状、位置、把持可能位置等の把持対象物
   データを記憶する把持対象物データ記憶手段と、把持機
   構の形状、移動経路等の把持機構データを記憶する把持
   機構データ記憶手段と、作業環境内の物体の形状、位置
   等の環境データを記憶する環境データ記憶手段と、ある
   作業要素を行ううえで必要な把持機構の拘束条件及びそ
   の作業要素における把持位置としての望ましさを順位付
   けるための評価項目を、各作業要素毎に記憶する作業デ
   ータ記憶手段と、これら各記憶手段に記憶されたデータ
   に基づき、把持位置を決定すべき作業を構成する作業要
   素の拘束条件を満足する把持位置候補を求め、かつ上記
   把持位置候補のうち前記評価項目から求められた評価値
   の高い順に把持位置を決定する把持位置決定手段とを具
   備したことを特徴とする把持機構の把持位置決定装置。