JP2000015593A - マニピュレータ軌道生成装置及びマニピュレータ軌道生成プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
マニピュレータ軌道生成装置及びマニピュレータ軌道生成プログラムを記録した記録媒体Info
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- JP2000015593A JP2000015593A JP10184243A JP18424398A JP2000015593A JP 2000015593 A JP2000015593 A JP 2000015593A JP 10184243 A JP10184243 A JP 10184243A JP 18424398 A JP18424398 A JP 18424398A JP 2000015593 A JP2000015593 A JP 2000015593A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 実機による動作確認において特異点、動作範
囲外によるエラーが発生しないようにティーチングポイ
ントを設定し、動作プログラムを生成できるマニピュレ
ータ軌道生成装置を提供する。 【解決手段】 ワーク形体の入力データに基づいてワー
クモデル作成手段２でワークの三次元モデルを作成す
る。ワークの処理に使用されるマニピュレータの動作環
境を環境認識手段１で認識する。マニピュレータのティ
ーチングポイントをティーチングポイント設定手段３で
設定する。ティーチングポイントのデータに基づいて、
動作プログラム作成手段４でマニピュレータの動作プロ
グラムを作成し、逆運動学演算手段５でマニピュレータ
の各軸の関節角度を算出する。マニピュレータの各軸の
関節角度が特異点又は動作範囲外に該当するか否かを特
異点・動作範囲外判定手段６で判定する。特異点又は動
作範囲外に該当すると判定された関節角度を関節角度変
更手段７で変更する。
囲外によるエラーが発生しないようにティーチングポイ
ントを設定し、動作プログラムを生成できるマニピュレ
ータ軌道生成装置を提供する。 【解決手段】 ワーク形体の入力データに基づいてワー
クモデル作成手段２でワークの三次元モデルを作成す
る。ワークの処理に使用されるマニピュレータの動作環
境を環境認識手段１で認識する。マニピュレータのティ
ーチングポイントをティーチングポイント設定手段３で
設定する。ティーチングポイントのデータに基づいて、
動作プログラム作成手段４でマニピュレータの動作プロ
グラムを作成し、逆運動学演算手段５でマニピュレータ
の各軸の関節角度を算出する。マニピュレータの各軸の
関節角度が特異点又は動作範囲外に該当するか否かを特
異点・動作範囲外判定手段６で判定する。特異点又は動
作範囲外に該当すると判定された関節角度を関節角度変
更手段７で変更する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マニピュレータ軌
道生成装置及びマニピュレータ軌道生成プログラムを記
録した記録媒体に関する。
道生成装置及びマニピュレータ軌道生成プログラムを記
録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業用のロボット（マニピュレータ）を
利用して、例えば塗装作業、溶接作業、バリ取り作業等
を行わせる場合、ロボットに所定の作業を実行させるた
めのプログラム、すなわち、ティーチングプログラムを
作成する必要がある。
利用して、例えば塗装作業、溶接作業、バリ取り作業等
を行わせる場合、ロボットに所定の作業を実行させるた
めのプログラム、すなわち、ティーチングプログラムを
作成する必要がある。
【０００３】このティーチングプログラムを作成する際
の手法は、実機（ロボット）を用いて行うオン・ライン
方式と、実機を用いないでプログラムを作成するオフ・
ライン方式とに大別される。
の手法は、実機（ロボット）を用いて行うオン・ライン
方式と、実機を用いないでプログラムを作成するオフ・
ライン方式とに大別される。
【０００４】さらに、オフ・ライン方式は、実際のロボ
ットラインと同様な作業環境で、実機と同種のロボット
を用いて行う仮実機方式と、コンピュータによるシミュ
レーション機能を利用したコンピュータ・シミュレーシ
ョン方式とに分類される。
ットラインと同様な作業環境で、実機と同種のロボット
を用いて行う仮実機方式と、コンピュータによるシミュ
レーション機能を利用したコンピュータ・シミュレーシ
ョン方式とに分類される。
【０００５】オン・ライン方式の場合には、実際のロボ
ット・ラインにおいて行うものであるから、実際の作業
環境に合った動作の設定が可能となる利点がある。しか
しながら、ティーチング時にロボット・ラインを停止さ
せる必要があり、しかも、ティーチングに多くの時間が
かかる共に、熟練を要するといった欠点がある。
ット・ラインにおいて行うものであるから、実際の作業
環境に合った動作の設定が可能となる利点がある。しか
しながら、ティーチング時にロボット・ラインを停止さ
せる必要があり、しかも、ティーチングに多くの時間が
かかる共に、熟練を要するといった欠点がある。
【０００６】一方、オフ・ライン方式のうち、仮実機方
式の場合には、実際のロボット・ライン以外で行うもの
であるから、ロボット・ラインを停止させる必要がな
く、しかも、オン・ライン方式の場合と同様に、ほぼ実
際の作業環境にあった動作の設定が可能になるという利
点がある。
式の場合には、実際のロボット・ライン以外で行うもの
であるから、ロボット・ラインを停止させる必要がな
く、しかも、オン・ライン方式の場合と同様に、ほぼ実
際の作業環境にあった動作の設定が可能になるという利
点がある。
【０００７】しかしながら、この仮実機方式の場合、実
機と同種のロボットが別途必要であり、しかも、実際の
ロボット・ラインと同様な作業環境を用意する必要もあ
る。また、オン・ライン方式の場合と同様、ティーチン
グに多くの時間がかかると共に、熟練を要する等の欠点
もある。
機と同種のロボットが別途必要であり、しかも、実際の
ロボット・ラインと同様な作業環境を用意する必要もあ
る。また、オン・ライン方式の場合と同様、ティーチン
グに多くの時間がかかると共に、熟練を要する等の欠点
もある。
【０００８】これに対して、近年盛んに行われているコ
ンピュータ・シミュレーション方式の場合には、ワーク
の大きさ・形状等に関するデータに基づいて、ワークの
三次元モデル、ティーチングポイントの通過順序を定め
てロボットの動作プログラムを作成し、ロボット・モデ
ルを含む作業環境に関する三次元モデル中に前記の如く
作成されたモデルを動作プログラムに従って動作させる
作業シミュレーションの結果に基づいて動作プログラム
を完成し、その後、実機の動作を行うものである。
ンピュータ・シミュレーション方式の場合には、ワーク
の大きさ・形状等に関するデータに基づいて、ワークの
三次元モデル、ティーチングポイントの通過順序を定め
てロボットの動作プログラムを作成し、ロボット・モデ
ルを含む作業環境に関する三次元モデル中に前記の如く
作成されたモデルを動作プログラムに従って動作させる
作業シミュレーションの結果に基づいて動作プログラム
を完成し、その後、実機の動作を行うものである。
【０００９】図７は、前記コンピュータ・シミュレーシ
ョン方式による軌道生成手法の一例を示したフローチャ
ートである。図７に示したように、まず、操作者が対象
となるワークを選択し（ステップＳ１）、操作者がワー
クの大きさ等に対する具体的な情報、例えば高さや幅、
奥行き等の具体的な寸法データ等を入力する（ステップ
Ｓ２）。
ョン方式による軌道生成手法の一例を示したフローチャ
ートである。図７に示したように、まず、操作者が対象
となるワークを選択し（ステップＳ１）、操作者がワー
クの大きさ等に対する具体的な情報、例えば高さや幅、
奥行き等の具体的な寸法データ等を入力する（ステップ
Ｓ２）。
【００１０】次に、選択された基本形状に関するデータ
と、入力された大きさ等のデータに基づいて、ワークの
三次元モデルを作成する（ステップＳ３）。続いて、テ
ィーチング・ポイントを設定すると共に、動作プログラ
ムを作成する（ステップＳ４）。そして、操作者の指令
によりシミュレーションを実行する（ステップＳ５）。
と、入力された大きさ等のデータに基づいて、ワークの
三次元モデルを作成する（ステップＳ３）。続いて、テ
ィーチング・ポイントを設定すると共に、動作プログラ
ムを作成する（ステップＳ４）。そして、操作者の指令
によりシミュレーションを実行する（ステップＳ５）。
【００１１】前記シミュレーションの結果、動作プログ
ラムに追加、修正を行う必要があるか否かを判別し（ス
テップＳ６）、必要があると判断された場合には追加、
修正を行う（ステップＳ７）。
ラムに追加、修正を行う必要があるか否かを判別し（ス
テップＳ６）、必要があると判断された場合には追加、
修正を行う（ステップＳ７）。
【００１２】このとき、マニピュレータを構成するロボ
ットアームの先端の自由度が縮退する、すなわち、特異
点を通過するような場合には、ロボットモデルの動作速
度が極端に速くなるため、それによって特異点を判別
し、例えば、ロボットの姿勢を予め変えるように、動作
プログラムを修正する入力を行う。さらに、ロボットア
ーム各軸の関節角度が動作範囲外になる場合は、例え
ば、ロボットの姿勢を整えるように、動作プログラムを
修正する入力を行う。
ットアームの先端の自由度が縮退する、すなわち、特異
点を通過するような場合には、ロボットモデルの動作速
度が極端に速くなるため、それによって特異点を判別
し、例えば、ロボットの姿勢を予め変えるように、動作
プログラムを修正する入力を行う。さらに、ロボットア
ーム各軸の関節角度が動作範囲外になる場合は、例え
ば、ロボットの姿勢を整えるように、動作プログラムを
修正する入力を行う。
【００１３】そして、ステップＳ４に戻り、ティーチン
グポイントや動作プログラムを完成させた後、実機（ロ
ボット）を用いて動作確認を行う（ステップＳ８）。ロ
ボット・コントローラ（図示せず）にて、各軸の動作範
囲、速度を確認することにより、最終的に、特異点、動
作範囲外等のエラーの発生を判定する（ステップＳ
９）。
グポイントや動作プログラムを完成させた後、実機（ロ
ボット）を用いて動作確認を行う（ステップＳ８）。ロ
ボット・コントローラ（図示せず）にて、各軸の動作範
囲、速度を確認することにより、最終的に、特異点、動
作範囲外等のエラーの発生を判定する（ステップＳ
９）。
【００１４】ロボット動作確認においてエラーが発生し
た場合には、実機を用いてダイレクト・ティーチングを
行い、ステップＳ４に戻り、ティーチングポイントの再
設定、動作プログラムの再作成を行う（ステップＳ
４）。一方、エラーが発生しない場合には、動作プログ
ラムが完成する（ステップＳ１０）。
た場合には、実機を用いてダイレクト・ティーチングを
行い、ステップＳ４に戻り、ティーチングポイントの再
設定、動作プログラムの再作成を行う（ステップＳ
４）。一方、エラーが発生しない場合には、動作プログ
ラムが完成する（ステップＳ１０）。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のコンピュータ・シミュレーション方式による軌道生成
手法においては、操作者が形状選択（ステップＳ１）、
寸法情報のデータを入力し（ステップＳ２）、ワークの
三次元モデルを作成し（ステップＳ３）、ティーチング
ポイント設定、動作プログラム作成を行い（ステップＳ
４）、シミュレーションを実行し（ステップＳ５）、動
作プログラムの追加、修正の必要性を判断し（ステップ
Ｓ６）、必要な場合、動作プログラムの追加、修正を行
い（ステップＳ７）、必要ない場合には実機（ロボッ
ト）を駆動してロボット動作確認を実施し（ステップＳ
８）、動作中に特異点、動作範囲外のエラーが発生した
場合（ステップＳ９）、ダイレクト・ティーチングによ
りティーチングポイント、動作プログラムの修正を行い
（ステップＳ１１）、再度、シミュレーションを実行す
ることになる。
のコンピュータ・シミュレーション方式による軌道生成
手法においては、操作者が形状選択（ステップＳ１）、
寸法情報のデータを入力し（ステップＳ２）、ワークの
三次元モデルを作成し（ステップＳ３）、ティーチング
ポイント設定、動作プログラム作成を行い（ステップＳ
４）、シミュレーションを実行し（ステップＳ５）、動
作プログラムの追加、修正の必要性を判断し（ステップ
Ｓ６）、必要な場合、動作プログラムの追加、修正を行
い（ステップＳ７）、必要ない場合には実機（ロボッ
ト）を駆動してロボット動作確認を実施し（ステップＳ
８）、動作中に特異点、動作範囲外のエラーが発生した
場合（ステップＳ９）、ダイレクト・ティーチングによ
りティーチングポイント、動作プログラムの修正を行い
（ステップＳ１１）、再度、シミュレーションを実行す
ることになる。
【００１６】ところが、一般に、実機動作とシミュレー
ションとではロボットのダイナミックな動作を完全に一
致させることは困難で、シミュレーションによる動作の
確認後、最終的に、実機（ロボット）を用いたロボット
動作確認により特異点、動作範囲外のエラーの確認が必
要になる。
ションとではロボットのダイナミックな動作を完全に一
致させることは困難で、シミュレーションによる動作の
確認後、最終的に、実機（ロボット）を用いたロボット
動作確認により特異点、動作範囲外のエラーの確認が必
要になる。
【００１７】したがって、シミュレーション、ロボット
動作確認後、特異点、動作範囲外のエラーが発生した場
合、ダイレクトティーチング等により、ティーチングポ
イント、動作プログラムの修正を行う必要があった。
動作確認後、特異点、動作範囲外のエラーが発生した場
合、ダイレクトティーチング等により、ティーチングポ
イント、動作プログラムの修正を行う必要があった。
【００１８】このような事情から、特異点、動作範囲外
を予め考慮してマニピュレータの軌道を生成し得る軌道
生成装置が求められていた。
を予め考慮してマニピュレータの軌道を生成し得る軌道
生成装置が求められていた。
【００１９】そこで、本発明の目的は、実機（ロボッ
ト）による動作確認において特異点、動作範囲外による
エラーが発生しないようにティーチングポイントを設定
し、動作プログラムを生成することができるマニピュレ
ータ軌道生成装置及びマニピュレータ軌道生成プログラ
ムを記録した記録媒体を提供することにある。
ト）による動作確認において特異点、動作範囲外による
エラーが発生しないようにティーチングポイントを設定
し、動作プログラムを生成することができるマニピュレ
ータ軌道生成装置及びマニピュレータ軌道生成プログラ
ムを記録した記録媒体を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明によるマニピュレ
ータ軌道生成装置は、ワークの形体に関する入力データ
に基づいてワークの三次元モデルを作成するためのワー
クモデル作成手段と、ワークの処理に使用されるマニピ
ュレータの動作環境を認識するための環境認識手段と、
マニピュレータのティーチングポイントを設定するため
のティーチングポイント設定手段と、前記ティーチング
ポイント設定手段で設定されたティーチングポイントの
データに基づいてマニピュレータの動作プログラムを作
成するための動作プログラム作成手段と、前記ティーチ
ングポイント設定手段で設定されたティーチングポイン
トのデータに基づいてマニピュレータの各軸の関節角度
を算出するための逆運動学演算手段と、前記逆運動学演
算手段によって算出されたマニピュレータの各軸の関節
角度が特異点又は動作範囲外に該当するか否かを判定す
るための特異点・動作範囲外判定手段と、前記特異点・
動作範囲外判定手段によって特異点又は動作範囲外に該
当すると判定された関節角度の値を変更するための関節
角度変更手段と、を備えたことを特徴とする。
ータ軌道生成装置は、ワークの形体に関する入力データ
に基づいてワークの三次元モデルを作成するためのワー
クモデル作成手段と、ワークの処理に使用されるマニピ
ュレータの動作環境を認識するための環境認識手段と、
マニピュレータのティーチングポイントを設定するため
のティーチングポイント設定手段と、前記ティーチング
ポイント設定手段で設定されたティーチングポイントの
データに基づいてマニピュレータの動作プログラムを作
成するための動作プログラム作成手段と、前記ティーチ
ングポイント設定手段で設定されたティーチングポイン
トのデータに基づいてマニピュレータの各軸の関節角度
を算出するための逆運動学演算手段と、前記逆運動学演
算手段によって算出されたマニピュレータの各軸の関節
角度が特異点又は動作範囲外に該当するか否かを判定す
るための特異点・動作範囲外判定手段と、前記特異点・
動作範囲外判定手段によって特異点又は動作範囲外に該
当すると判定された関節角度の値を変更するための関節
角度変更手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】また、好ましくは、前記関節角度変更手段
によって変更された後の関節角度に基づいてマニピュレ
ータの先端位置及び姿勢を算出するための順運動学演算
手段と、前記順運動学演算手段によって算出されたマニ
ピュレータの先端位置がティーチングポイントに該当す
る場合に、既に設定されているティーチングポイントの
データを前記順運動学演算手段によって算出されたマニ
ピュレータの先端位置及び姿勢に変更するためのティー
チングポイント変更手段と、をさらに備える。
によって変更された後の関節角度に基づいてマニピュレ
ータの先端位置及び姿勢を算出するための順運動学演算
手段と、前記順運動学演算手段によって算出されたマニ
ピュレータの先端位置がティーチングポイントに該当す
る場合に、既に設定されているティーチングポイントの
データを前記順運動学演算手段によって算出されたマニ
ピュレータの先端位置及び姿勢に変更するためのティー
チングポイント変更手段と、をさらに備える。
【００２２】また、好ましくは、前記順運動学演算手段
によって生成されたマニピュレータの先端位置がティー
チングポイントに該当しない場合に、前記順運動学演算
手段によって算出されたマニピュレータの先端位置をテ
ィーチングポイントとして動作プログラムに追加するた
めの動作プログラム変更手段をさらに備える。
によって生成されたマニピュレータの先端位置がティー
チングポイントに該当しない場合に、前記順運動学演算
手段によって算出されたマニピュレータの先端位置をテ
ィーチングポイントとして動作プログラムに追加するた
めの動作プログラム変更手段をさらに備える。
【００２３】本発明によるマニピュレータ軌道生成プロ
グラムを記録した記録媒体は、マニピュレータの軌道生
成をコンピュータに行わせるためのプログラムを記録し
た記録媒体であって、前記プログラムはコンピュータ
に、ワークの形体に関する入力データに基づいてワーク
の三次元モデルを作成するワークモデル作成機能と、ワ
ークの処理に使用されるマニピュレータの動作環境を認
識する環境認識機能と、マニピュレータのティーチング
ポイントを設定するティーチングポイント設定機能と、
前記ティーチングポイント設定機能で設定されたティー
チングポイントのデータに基づいてマニピュレータの動
作プログラムを作成する動作プログラム作成機能と、前
記ティーチングポイント設定機能で設定されたティーチ
ングポイントのデータに基づいてマニピュレータの各軸
の関節角度を算出する逆運動学演算機能と、前記逆運動
学演算機能によって算出されたマニピュレータの各軸の
関節角度が特異点又は動作範囲外に該当するか否かを判
定する特異点・動作範囲外判定機能と、前記特異点・動
作範囲外判定機能によって特異点又は動作範囲外に該当
すると判定された関節角度の値を変更する関節角度変更
機能と、を実現させることを特徴とする。
グラムを記録した記録媒体は、マニピュレータの軌道生
成をコンピュータに行わせるためのプログラムを記録し
た記録媒体であって、前記プログラムはコンピュータ
に、ワークの形体に関する入力データに基づいてワーク
の三次元モデルを作成するワークモデル作成機能と、ワ
ークの処理に使用されるマニピュレータの動作環境を認
識する環境認識機能と、マニピュレータのティーチング
ポイントを設定するティーチングポイント設定機能と、
前記ティーチングポイント設定機能で設定されたティー
チングポイントのデータに基づいてマニピュレータの動
作プログラムを作成する動作プログラム作成機能と、前
記ティーチングポイント設定機能で設定されたティーチ
ングポイントのデータに基づいてマニピュレータの各軸
の関節角度を算出する逆運動学演算機能と、前記逆運動
学演算機能によって算出されたマニピュレータの各軸の
関節角度が特異点又は動作範囲外に該当するか否かを判
定する特異点・動作範囲外判定機能と、前記特異点・動
作範囲外判定機能によって特異点又は動作範囲外に該当
すると判定された関節角度の値を変更する関節角度変更
機能と、を実現させることを特徴とする。
【００２４】また、好ましくは、前記プログラムは、さ
らに、前記関節角度変更機能によって変更された後の関
節角度に基づいてマニピュレータの先端位置及び姿勢を
算出する順運動学演算機能と、前記順運動学演算機能に
よって算出されたマニピュレータの先端位置がティーチ
ングポイントに該当する場合に、既に設定されているテ
ィーチングポイントのデータを前記順運動学演算機能に
よって算出されたマニピュレータの先端位置及び姿勢に
変更するティーチングポイント変更機能と、をコンピュ
ータに実現させる。
らに、前記関節角度変更機能によって変更された後の関
節角度に基づいてマニピュレータの先端位置及び姿勢を
算出する順運動学演算機能と、前記順運動学演算機能に
よって算出されたマニピュレータの先端位置がティーチ
ングポイントに該当する場合に、既に設定されているテ
ィーチングポイントのデータを前記順運動学演算機能に
よって算出されたマニピュレータの先端位置及び姿勢に
変更するティーチングポイント変更機能と、をコンピュ
ータに実現させる。
【００２５】また、好ましくは、前記プログラムは、さ
らに、前記順運動学演算機能によって生成されたマニピ
ュレータの先端位置がティーチングポイントに該当しな
い場合に、前記順運動学演算機能によって算出されたマ
ニピュレータの先端位置をティーチングポイントとして
動作プログラムに追加する動作プログラム変更機能をコ
ンピュータに実現させる。
らに、前記順運動学演算機能によって生成されたマニピ
ュレータの先端位置がティーチングポイントに該当しな
い場合に、前記順運動学演算機能によって算出されたマ
ニピュレータの先端位置をティーチングポイントとして
動作プログラムに追加する動作プログラム変更機能をコ
ンピュータに実現させる。
【００２６】
【発明の実施の形態】第１実施形態 以下、本発明の第１実施形態によるマニピュレータ軌道
生成装置について図１乃至図４を参照して説明する。
生成装置について図１乃至図４を参照して説明する。
【００２７】まず初めに、本実施形態によるマニピュレ
ータ軌道生成装置によって作成した動作プログラムによ
って操作される産業用ロボットであるマニピュレータの
アームについて説明する。図４は、マニピュレータを構
成するロボットアームの自由度構成を説明するための図
であり、図４から分かるように、このロボットアーム
は、ベース部１１のロール軸θ1（第１軸）、下腕１２
のピッチ軸θ2（第２軸）、上腕１３のピッチ軸θ3（第
３軸）、手首１４のロール軸θ4（第４軸）及びピッチ
軸θ5（第５軸）、先端部１６のロール軸θ6（第６軸）
で構成され、手首３軸は一点で交差するものとする。
ータ軌道生成装置によって作成した動作プログラムによ
って操作される産業用ロボットであるマニピュレータの
アームについて説明する。図４は、マニピュレータを構
成するロボットアームの自由度構成を説明するための図
であり、図４から分かるように、このロボットアーム
は、ベース部１１のロール軸θ1（第１軸）、下腕１２
のピッチ軸θ2（第２軸）、上腕１３のピッチ軸θ3（第
３軸）、手首１４のロール軸θ4（第４軸）及びピッチ
軸θ5（第５軸）、先端部１６のロール軸θ6（第６軸）
で構成され、手首３軸は一点で交差するものとする。
【００２８】そして、本実施形態によるマニピュレータ
軌道生成装置は、図４に示したような自由度を有するロ
ボットアームを用いて、例えば塗装作業、溶接作業、バ
リ取り作業等を行わせる場合のティーチングプログラム
を作成する装置である。
軌道生成装置は、図４に示したような自由度を有するロ
ボットアームを用いて、例えば塗装作業、溶接作業、バ
リ取り作業等を行わせる場合のティーチングプログラム
を作成する装置である。
【００２９】図１は、本実施形態によるマニピュレータ
軌道生成装置の概略構成を示したブロック図である。図
１に示したようにこの軌道生成装置は、ワークの処理に
使用される産業用ロボットであるマニピュレータの動作
環境の認識を行うための環境認識手段１を備えている。
この環境認識手段１は、例えば、産業用ロボットとワー
クとの位置関係に関する情報を取り扱う手段である。
軌道生成装置の概略構成を示したブロック図である。図
１に示したようにこの軌道生成装置は、ワークの処理に
使用される産業用ロボットであるマニピュレータの動作
環境の認識を行うための環境認識手段１を備えている。
この環境認識手段１は、例えば、産業用ロボットとワー
クとの位置関係に関する情報を取り扱う手段である。
【００３０】環境認識手段１からの信号は、ワークモデ
ル作成手段２に送られる。このワークモデル作成手段２
は、ワークの形状の選択、寸法情報の入力によりワーク
の三次元モデルの作成を行う。
ル作成手段２に送られる。このワークモデル作成手段２
は、ワークの形状の選択、寸法情報の入力によりワーク
の三次元モデルの作成を行う。
【００３１】ワークモデル作成手段２からの信号は、テ
ィーチングポイント設定手段３及び動作プログラム作成
手段４に送られる。ティーチングポイント設定手段３
は、ワークモデル作成手段２からの信号に基づいて、ロ
ボットアームの動作点であるティーチングポイントを記
述する。
ィーチングポイント設定手段３及び動作プログラム作成
手段４に送られる。ティーチングポイント設定手段３
は、ワークモデル作成手段２からの信号に基づいて、ロ
ボットアームの動作点であるティーチングポイントを記
述する。
【００３２】動作プログラム作成手段４は、ワークモデ
ル作成手段２からの信号、及びティーチングポイント設
定手段３で設定されたティーチングポイントの信号に基
づいて、ロボットアームの動作プログラムを作成する。
ル作成手段２からの信号、及びティーチングポイント設
定手段３で設定されたティーチングポイントの信号に基
づいて、ロボットアームの動作プログラムを作成する。
【００３３】ティーチングポイント設定手段３及び動作
プログラム作成手段４からの信号は逆運動学演算手段５
に送られる。逆運動学演算手段５は、ティーチングポイ
ント設定手段３で設定されたティーチングポイントのデ
ータに基づいてロボットアームの各軸の関節角度を算出
する。
プログラム作成手段４からの信号は逆運動学演算手段５
に送られる。逆運動学演算手段５は、ティーチングポイ
ント設定手段３で設定されたティーチングポイントのデ
ータに基づいてロボットアームの各軸の関節角度を算出
する。
【００３４】逆運動学演算手段５からの信号は特異点・
動作範囲外判定手段６に送られ、この特異点・動作範囲
外判定手段６は、逆運動学演算手段５によって算出され
たロボットアームの各軸の関節角度が特異点又は動作範
囲外に該当するか否かを判定する。
動作範囲外判定手段６に送られ、この特異点・動作範囲
外判定手段６は、逆運動学演算手段５によって算出され
たロボットアームの各軸の関節角度が特異点又は動作範
囲外に該当するか否かを判定する。
【００３５】特異点・動作範囲外判定手段６からの信号
は関節角度変更手段７に送られ、この関節角度変更手段
７は、特異点・動作範囲外判定手段６によって特異点又
は動作範囲外に該当すると判定された関節角度の値を変
更する。
は関節角度変更手段７に送られ、この関節角度変更手段
７は、特異点・動作範囲外判定手段６によって特異点又
は動作範囲外に該当すると判定された関節角度の値を変
更する。
【００３６】本実施形態によるマニピュレータ軌道生成
装置は、さらに、関節角度変更手段７によって変更され
た後の関節角度に基づいてロボットアームの先端位置及
び姿勢を算出するための順運動学演算手段８を備えてい
る。
装置は、さらに、関節角度変更手段７によって変更され
た後の関節角度に基づいてロボットアームの先端位置及
び姿勢を算出するための順運動学演算手段８を備えてい
る。
【００３７】順運動学演算手段８からの信号はティーチ
ングポイント変更手段９及び動作プログラム変更手段１
０に送られる。そして、ティーチングポイント変更手段
９は、順運動学演算手段８によって算出されたロボット
アームの先端位置がティーチングポイントに該当する場
合に、ティーチングポイント設定手段３によって既に設
定されているティーチングポイントのデータを順運動学
演算手段８によって算出されたロボットアームの先端位
置及び姿勢に変更する。
ングポイント変更手段９及び動作プログラム変更手段１
０に送られる。そして、ティーチングポイント変更手段
９は、順運動学演算手段８によって算出されたロボット
アームの先端位置がティーチングポイントに該当する場
合に、ティーチングポイント設定手段３によって既に設
定されているティーチングポイントのデータを順運動学
演算手段８によって算出されたロボットアームの先端位
置及び姿勢に変更する。
【００３８】動作プログラム変更手段１０は、順運動学
演算手段８によって生成されたロボットアームの先端位
置がティーチングポイントに該当しない場合に、順運動
学演算手段８によって算出されたロボットアームの先端
位置をティーチングポイントとして動作プログラムに新
たに追加する。
演算手段８によって生成されたロボットアームの先端位
置がティーチングポイントに該当しない場合に、順運動
学演算手段８によって算出されたロボットアームの先端
位置をティーチングポイントとして動作プログラムに新
たに追加する。
【００３９】次に、本実施形態によるマニピュレータ軌
道生成装置における処理手順について説明する。なお、
以下では、図７に示した従来の手法と同一の工程には同
一の符号を付して説明する。
道生成装置における処理手順について説明する。なお、
以下では、図７に示した従来の手法と同一の工程には同
一の符号を付して説明する。
【００４０】図２は、本実施形態によるマニピュレータ
軌道生成装置のメインプログラムのフローチャートであ
る。
軌道生成装置のメインプログラムのフローチャートであ
る。
【００４１】図３は、本実施形態によるマニピュレータ
軌道生成装置の特異点・動作範囲外処理のプログラムの
フローチャートである。
軌道生成装置の特異点・動作範囲外処理のプログラムの
フローチャートである。
【００４２】まず初めに、図１に示した環境認識手段１
によって作業空間における産業ロボット及びワークの位
置を認識し、産業用ロボットの作業環境の設定を行う。
によって作業空間における産業ロボット及びワークの位
置を認識し、産業用ロボットの作業環境の設定を行う。
【００４３】次に、操作者が、ワークモデル作成手段２
に対して、対象となるワークを選択し（ステップＳ
１）、操作者がワークの大きさ等に対する具体的な情
報、例えば高さや幅、奥行き等の具体的な寸法データ等
を入力する（ステップＳ２）。
に対して、対象となるワークを選択し（ステップＳ
１）、操作者がワークの大きさ等に対する具体的な情
報、例えば高さや幅、奥行き等の具体的な寸法データ等
を入力する（ステップＳ２）。
【００４４】次に、選択された基本形状に関するデータ
と、入力された大きさ等のデータに基づいて、ワークモ
デル作成手段２が、ワークの三次元モデルを作成する
（ステップＳ３）。
と、入力された大きさ等のデータに基づいて、ワークモ
デル作成手段２が、ワークの三次元モデルを作成する
（ステップＳ３）。
【００４５】そして、塗装作業、溶接作業、バリ取り作
業等の作業の種類に応じて、ティーチングポイント設定
手段３でティーチングポイントを設定すると共に、動作
プログラム作成手段４で動作プログラムを作成する（ス
テップＳ４）。
業等の作業の種類に応じて、ティーチングポイント設定
手段３でティーチングポイントを設定すると共に、動作
プログラム作成手段４で動作プログラムを作成する（ス
テップＳ４）。
【００４６】今、ある一つのティーチングポイントＰｉ
が、図４に示した産業用ロボットのベース１１でのロボ
ット座標系におけるアーム先端点（Ｘi，Ｙi，Ｚi，
αi，βi，γi）で、次のティーチングポイントＰ
i+1が、同様にして、（Ｘi+1，Ｙi+1，Ｚi+1，αi+1，
βi+1，γi+1）で与えられる。ここで、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）
はロボット座標系におけるＸ、Ｙ、Ｚ軸の座標値、
（α，β，γ）はＺ−Ｙ−Ｚのオイラー角度である。
が、図４に示した産業用ロボットのベース１１でのロボ
ット座標系におけるアーム先端点（Ｘi，Ｙi，Ｚi，
αi，βi，γi）で、次のティーチングポイントＰ
i+1が、同様にして、（Ｘi+1，Ｙi+1，Ｚi+1，αi+1，
βi+1，γi+1）で与えられる。ここで、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）
はロボット座標系におけるＸ、Ｙ、Ｚ軸の座標値、
（α，β，γ）はＺ−Ｙ−Ｚのオイラー角度である。
【００４７】そして、ＰiからＰi+1までコンティニュア
ス・パス（ＣＰ）動作にて産業用ロボットのアームが駆
動される。
ス・パス（ＣＰ）動作にて産業用ロボットのアームが駆
動される。
【００４８】このとき、両点を含む、点Ｐiと点Ｐi+1上
の点をＰ（Ｘ，Ｙ，Ｚ，α，β，γ）で表し、アーム先
端点について、以下の手順によって特異点、動作範囲外
の判定を行う（ステップＳ１２）。
の点をＰ（Ｘ，Ｙ，Ｚ，α，β，γ）で表し、アーム先
端点について、以下の手順によって特異点、動作範囲外
の判定を行う（ステップＳ１２）。
【００４９】図３に示したように、まず、逆運動学演算
手段５で、アーム先端点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ，α，β，γ）
から各軸の関節角度θi（ｉ＝１〜６）を逆運動学演算
にて算出する（ステップＴ１）。
手段５で、アーム先端点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ，α，β，γ）
から各軸の関節角度θi（ｉ＝１〜６）を逆運動学演算
にて算出する（ステップＴ１）。
【００５０】次に、特異点・動作範囲外判定手段６で、
予め設定した角度Δθを用いて、第５軸の関節角度θ５
に対して、 ｜θ５｜ ＜ Δθ （１） により、特異点の判定を行う（ステップＴ２）。
予め設定した角度Δθを用いて、第５軸の関節角度θ５
に対して、 ｜θ５｜ ＜ Δθ （１） により、特異点の判定を行う（ステップＴ２）。
【００５１】特異点・動作範囲外判定手段６は、上式
（１）を満足する場合、特異点と判断し、 θ５’ ＝ Δθ 又は −Δθ （２） により、変更された第５軸の関節角度θ５’を定めて、
これを新たな第５軸の関節角度θ５とする（ステップＴ
３）。
（１）を満足する場合、特異点と判断し、 θ５’ ＝ Δθ 又は −Δθ （２） により、変更された第５軸の関節角度θ５’を定めて、
これを新たな第５軸の関節角度θ５とする（ステップＴ
３）。
【００５２】続いて、逆運動学演算手段５での逆運動学
演算にて算出したロボットアームの各軸の関節角度θi
（ｉ＝１〜６）より、 θi ＜ θi,min （３） θi ＞ θi,max （４） により、特異点・動作範囲外判定手段６で動作範囲外の
判定を行う（ステップＴ４）。ここで、θi,minは第ｉ
軸の最小角度、θi,maxは第ｉ軸の最大角度である。
演算にて算出したロボットアームの各軸の関節角度θi
（ｉ＝１〜６）より、 θi ＜ θi,min （３） θi ＞ θi,max （４） により、特異点・動作範囲外判定手段６で動作範囲外の
判定を行う（ステップＴ４）。ここで、θi,minは第ｉ
軸の最小角度、θi,maxは第ｉ軸の最大角度である。
【００５３】特異点・動作範囲外判定手段６は、上式
（３）を満足する場合、逆回転側の動作範囲外であると
判断し、 θi' ＝ θi,min ＋ Δθ （５） により、変更された第ｉ軸の関節角度θi'を定めて、こ
れを新たな第ｉ軸の関節角度とする（ステップＴ５）。
（３）を満足する場合、逆回転側の動作範囲外であると
判断し、 θi' ＝ θi,min ＋ Δθ （５） により、変更された第ｉ軸の関節角度θi'を定めて、こ
れを新たな第ｉ軸の関節角度とする（ステップＴ５）。
【００５４】一方、特異点・動作範囲外判定手段６は、
上式（４）を満足する場合、順回転側の動作範囲外であ
ると判断し、 θi' ＝ θi,max − Δθ （６） により、変更された第ｉ軸の関節角度θi'を定めて、こ
れを新たな第ｉ軸の関節角度とする（ステップＴ５）。
上式（４）を満足する場合、順回転側の動作範囲外であ
ると判断し、 θi' ＝ θi,max − Δθ （６） により、変更された第ｉ軸の関節角度θi'を定めて、こ
れを新たな第ｉ軸の関節角度とする（ステップＴ５）。
【００５５】次に、アーム先端点（Ｘ，Ｙ，Ｚ，α，
β，γ）が、特異点、動作範囲外に該当するか否かを判
断する（ステップＴ６）。つまり、このステップＴ６で
は、ステップＴ３、Ｔ５によって関節角度が変更された
軸があるか否かを判断し、いずれの軸もその関節角度が
変更されていない場合には、次述するステップＴ７、Ｔ
８、Ｔ９、Ｔ１０を飛ばして元へ戻る。
β，γ）が、特異点、動作範囲外に該当するか否かを判
断する（ステップＴ６）。つまり、このステップＴ６で
は、ステップＴ３、Ｔ５によって関節角度が変更された
軸があるか否かを判断し、いずれの軸もその関節角度が
変更されていない場合には、次述するステップＴ７、Ｔ
８、Ｔ９、Ｔ１０を飛ばして元へ戻る。
【００５６】一方、ステップＴ６において特異点、動作
範囲外に該当すると判断された場合、つまり、ステップ
Ｔ３、Ｔ５による関節角度の変更が行われている場合、
順運動学演算手段８により、θiを用いて変更されたア
ーム先端点（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’，α’，β’，γ’）を
算出する（ステップＴ７）。
範囲外に該当すると判断された場合、つまり、ステップ
Ｔ３、Ｔ５による関節角度の変更が行われている場合、
順運動学演算手段８により、θiを用いて変更されたア
ーム先端点（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’，α’，β’，γ’）を
算出する（ステップＴ７）。
【００５７】次に、順運動学演算手段８により変更され
たアーム先端点（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’，α’，β’，
γ’）がティーチングポイントであるか否かを判定し
（ステップＴ８）、ティーチングポイントの場合には、
ティーチングポイントの位置、姿勢を順運動学演算手段
８による算出値に変更する（ステップＴ９）。
たアーム先端点（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’，α’，β’，
γ’）がティーチングポイントであるか否かを判定し
（ステップＴ８）、ティーチングポイントの場合には、
ティーチングポイントの位置、姿勢を順運動学演算手段
８による算出値に変更する（ステップＴ９）。
【００５８】一方、順運動学演算手段８により変更され
たアーム先端点（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’，α’，β’，
γ’）がティーチングポイントではなく、ティーチング
ポイント同士の間の点である場合、ティーチングポイン
トを新たに追加すると共に動作プログラムの変更を行う
（ステップＴ１０）。
たアーム先端点（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’，α’，β’，
γ’）がティーチングポイントではなく、ティーチング
ポイント同士の間の点である場合、ティーチングポイン
トを新たに追加すると共に動作プログラムの変更を行う
（ステップＴ１０）。
【００５９】さらに、図２に示したように、操作者の指
令によりコンピュータ上でシミュレーションを実行し
（ステップＳ５）、実機（ロボット）の動作を確認して
（ステップＳ８）、動作プログラムを完成する（ステッ
プＳ１０）。
令によりコンピュータ上でシミュレーションを実行し
（ステップＳ５）、実機（ロボット）の動作を確認して
（ステップＳ８）、動作プログラムを完成する（ステッ
プＳ１０）。
【００６０】なお、本実施形態においては、図４に示し
た自由度構成の産業用ロボットのアームを例として説明
したが、本発明によるマニピュレータ軌道生成装置は、
その他の構成のマニピュレータについても広く適用する
ことができる。
た自由度構成の産業用ロボットのアームを例として説明
したが、本発明によるマニピュレータ軌道生成装置は、
その他の構成のマニピュレータについても広く適用する
ことができる。
【００６１】以上述べたように本実施形態によるマニピ
ュレータ軌道生成装置によれば、逆運動学演算手段５に
よって算出されたマニピュレータの各軸の関節角度が特
異点又は動作範囲外に該当するか否かを特異点・動作範
囲外判定手段６によって判定し、特異点又は動作範囲外
に該当すると判定された関節角度の値を関節角度変更手
段７によって変更するようにしたので、特異点、動作範
囲外を判定しながら動作プログラム、ティーチングポイ
ントの変更を行うことが可能であり、実機（ロボット）
動作において、特異点、動作範囲外等のエラーによる停
止を防止することができる。
ュレータ軌道生成装置によれば、逆運動学演算手段５に
よって算出されたマニピュレータの各軸の関節角度が特
異点又は動作範囲外に該当するか否かを特異点・動作範
囲外判定手段６によって判定し、特異点又は動作範囲外
に該当すると判定された関節角度の値を関節角度変更手
段７によって変更するようにしたので、特異点、動作範
囲外を判定しながら動作プログラム、ティーチングポイ
ントの変更を行うことが可能であり、実機（ロボット）
動作において、特異点、動作範囲外等のエラーによる停
止を防止することができる。
【００６２】第２実施形態 次に、本発明の第２実施形態によるマニピュレータ軌道
生成プログラムを記録した記録媒体について図５及び図
６を参照して説明する。
生成プログラムを記録した記録媒体について図５及び図
６を参照して説明する。
【００６３】本実施形態によるマニピュレータ軌道生成
プログラムを記録した記録媒体は、上述した第１実施形
態における環境認識手段１、ワークモデル作成手段２、
ティーチングポイント設定手段３、動作プログラム作成
手段４、逆運動学演算手段５、特異点・動作範囲外判定
手段６、関節角度変更手段７、順運動学演算手段８、テ
ィーチングポイント変更手段９、及び動作プログラム変
更手段１０のそれぞれの機能をコンピュータに実現させ
るためのマニピュレータ軌道生成プログラムを記録し
た、機械読み取り可能な又はコンピュータ読み取り可能
な記録媒体（記憶媒体）である。
プログラムを記録した記録媒体は、上述した第１実施形
態における環境認識手段１、ワークモデル作成手段２、
ティーチングポイント設定手段３、動作プログラム作成
手段４、逆運動学演算手段５、特異点・動作範囲外判定
手段６、関節角度変更手段７、順運動学演算手段８、テ
ィーチングポイント変更手段９、及び動作プログラム変
更手段１０のそれぞれの機能をコンピュータに実現させ
るためのマニピュレータ軌道生成プログラムを記録し
た、機械読み取り可能な又はコンピュータ読み取り可能
な記録媒体（記憶媒体）である。
【００６４】なお、本実施形態におけるマニピュレータ
軌道生成プログラムによる処理手順は、図２及び図３を
参照して説明した上記第１実施形態の処理手順と同様で
あるので、ここでは説明を省略する。
軌道生成プログラムによる処理手順は、図２及び図３を
参照して説明した上記第１実施形態の処理手順と同様で
あるので、ここでは説明を省略する。
【００６５】図５は、本実施形態によるマニピュレータ
軌道生成プログラムを記録した記録媒体からプログラム
を読み出すためのコンピュータシステムを示した斜視図
であり、記録媒体に記録されているプログラムは、コン
ピュータシステム５０に搭載された記録媒体駆動装置に
より読み出されてマニピュレータの軌道生成に用いられ
る。
軌道生成プログラムを記録した記録媒体からプログラム
を読み出すためのコンピュータシステムを示した斜視図
であり、記録媒体に記録されているプログラムは、コン
ピュータシステム５０に搭載された記録媒体駆動装置に
より読み出されてマニピュレータの軌道生成に用いられ
る。
【００６６】コンピュータシステム５０は、図５に示し
たように、ミニータワー等の筐体に収納されたコンピュ
ータ本体５１と、ＣＲＴ（陰極線管）、プラズマディス
プレイ、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の表示装置５２と、
記録出力装置としてのプリンタ５３と、入力装置として
のキーボード５４ａ及びマウス５４ｂと、フレキシブル
ディスクドライブ装置５６と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装
置５７と、を備えている。
たように、ミニータワー等の筐体に収納されたコンピュ
ータ本体５１と、ＣＲＴ（陰極線管）、プラズマディス
プレイ、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の表示装置５２と、
記録出力装置としてのプリンタ５３と、入力装置として
のキーボード５４ａ及びマウス５４ｂと、フレキシブル
ディスクドライブ装置５６と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装
置５７と、を備えている。
【００６７】図６は、本実施形態によるマニピュレータ
軌道生成プログラムを記録した記録媒体からプログラム
を読み出すためのコンピュータシステムを示したブロッ
ク図である。図６に示したように、コンピュータ本体５
１が収納された筐体内には、ＲＡＭ等よりなる内部メモ
リー５５と、ハードディスクドライブユニット５８等の
外部メモリがさらに設けられている。
軌道生成プログラムを記録した記録媒体からプログラム
を読み出すためのコンピュータシステムを示したブロッ
ク図である。図６に示したように、コンピュータ本体５
１が収納された筐体内には、ＲＡＭ等よりなる内部メモ
リー５５と、ハードディスクドライブユニット５８等の
外部メモリがさらに設けられている。
【００６８】図５に示したように、マニピュレータ軌道
生成プログラムが記録されたフレキシブルディスク６１
は、フレキシブルディスクドライブ装置５６のスロット
に挿入されて所定のアプリケーションプログラムに基づ
いて読み出し可能である。なお、プログラムを記録した
記録媒体は、フレキシブルディスク６１のみに限られ
ず、ＣＤ−ＲＯＭ６２であっても良い。また、記録媒体
は、図示しないＭＯ(Magneto Optical)ディスク、光デ
ィスク、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)、カードメモ
リ、磁気テープ等であっても良い。
生成プログラムが記録されたフレキシブルディスク６１
は、フレキシブルディスクドライブ装置５６のスロット
に挿入されて所定のアプリケーションプログラムに基づ
いて読み出し可能である。なお、プログラムを記録した
記録媒体は、フレキシブルディスク６１のみに限られ
ず、ＣＤ−ＲＯＭ６２であっても良い。また、記録媒体
は、図示しないＭＯ(Magneto Optical)ディスク、光デ
ィスク、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)、カードメモ
リ、磁気テープ等であっても良い。
【００６９】
【発明の効果】以上述べたように本発明によるマニピュ
レータ軌道生成装置及びマニピュレータ軌道生成プログ
ラムを記録した記録媒体によれば、逆運動学演算手段に
よって算出されたマニピュレータの各軸の関節角度が特
異点又は動作範囲外に該当するか否かを特異点・動作範
囲外判定手段によって判定し、特異点又は動作範囲外に
該当すると判定された関節角度の値を関節角度変更手段
によって変更するようにしたので、特異点、動作範囲外
を判定しながら動作プログラム、ティーチングポイント
の変更を行うことが可能であり、実機（ロボット）動作
において、特異点、動作範囲外等のエラーによる停止を
防止することができる。
レータ軌道生成装置及びマニピュレータ軌道生成プログ
ラムを記録した記録媒体によれば、逆運動学演算手段に
よって算出されたマニピュレータの各軸の関節角度が特
異点又は動作範囲外に該当するか否かを特異点・動作範
囲外判定手段によって判定し、特異点又は動作範囲外に
該当すると判定された関節角度の値を関節角度変更手段
によって変更するようにしたので、特異点、動作範囲外
を判定しながら動作プログラム、ティーチングポイント
の変更を行うことが可能であり、実機（ロボット）動作
において、特異点、動作範囲外等のエラーによる停止を
防止することができる。
【図１】本発明の第１実施形態によるマニピュレータ軌
道生成装置の概略構成を示したブロック図。
道生成装置の概略構成を示したブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態によるマニピュレータ軌
道生成装置のメインプログラムのフローチャート。
道生成装置のメインプログラムのフローチャート。
【図３】本発明の第１実施形態によるマニピュレータ軌
道生成装置の特異点・動作範囲外処理のプログラムのフ
ローチャート。
道生成装置の特異点・動作範囲外処理のプログラムのフ
ローチャート。
【図４】マニピュレータを構成するロボットアームの自
由度構成を説明するための図。
由度構成を説明するための図。
【図５】本発明の第２実施形態によるマニピュレータ軌
道生成プログラムを記録した記録媒体からプログラムを
読み出すためのコンピュータシステムを示した斜視図。
道生成プログラムを記録した記録媒体からプログラムを
読み出すためのコンピュータシステムを示した斜視図。
【図６】本発明の第２実施形態によるマニピュレータ軌
道生成プログラムを記録した記録媒体からプログラムを
読み出すためのコンピュータシステムを示したブロック
図。
道生成プログラムを記録した記録媒体からプログラムを
読み出すためのコンピュータシステムを示したブロック
図。
【図７】従来のコンピュータ・シミュレーション方式に
よる軌道生成手法の一例を示したフローチャート。
よる軌道生成手法の一例を示したフローチャート。
１ 環境認識手段 ２ ワークモデル作成手段 ３ ティーチングポイント設定手段 ４ 動作プログラム作成手段 ５ 逆運動学演算手段 ６ 特異点・動作範囲外判定手段 ７ 関節角度変更手段 ８ 順運動学演算手段 ９ ティーチングポイント変更手段 １０ 動作プログラム変更手段 ６１ フレキシブルディスク ６２ ＣＤ−ＲＯＭ
Claims (6)
- 【請求項１】ワークの形体に関する入力データに基づい
てワークの三次元モデルを作成するためのワークモデル
作成手段と、ワークの処理に使用されるマニピュレータ
の動作環境を認識するための環境認識手段と、マニピュ
レータのティーチングポイントを設定するためのティー
チングポイント設定手段と、前記ティーチングポイント
設定手段で設定されたティーチングポイントのデータに
基づいてマニピュレータの動作プログラムを作成するた
めの動作プログラム作成手段と、前記ティーチングポイ
ント設定手段で設定されたティーチングポイントのデー
タに基づいてマニピュレータの各軸の関節角度を算出す
るための逆運動学演算手段と、前記逆運動学演算手段に
よって算出されたマニピュレータの各軸の関節角度が特
異点又は動作範囲外に該当するか否かを判定するための
特異点・動作範囲外判定手段と、前記特異点・動作範囲
外判定手段によって特異点又は動作範囲外に該当すると
判定された関節角度の値を変更するための関節角度変更
手段と、を備えたことを特徴とするマニピュレータ軌道
生成装置。 - 【請求項２】前記関節角度変更手段によって変更された
後の関節角度に基づいてマニピュレータの先端位置及び
姿勢を算出するための順運動学演算手段と、前記順運動
学演算手段によって算出されたマニピュレータの先端位
置がティーチングポイントに該当する場合に、既に設定
されているティーチングポイントのデータを前記順運動
学演算手段によって算出されたマニピュレータの先端位
置及び姿勢に変更するためのティーチングポイント変更
手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載
のマニピュレータ軌道生成装置。 - 【請求項３】前記順運動学演算手段によって生成された
マニピュレータの先端位置がティーチングポイントに該
当しない場合に、前記順運動学演算手段によって算出さ
れたマニピュレータの先端位置をティーチングポイント
として動作プログラムに追加するための動作プログラム
変更手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２記載
のマニピュレータ軌道生成装置。 - 【請求項４】マニピュレータの軌道生成をコンピュータ
に行わせるためのプログラムを記録した記録媒体であっ
て、前記プログラムはコンピュータに、 ワークの形体に関する入力データに基づいてワークの三
次元モデルを作成するワークモデル作成機能と、ワーク
の処理に使用されるマニピュレータの動作環境を認識す
る環境認識機能と、マニピュレータのティーチングポイ
ントを設定するティーチングポイント設定機能と、前記
ティーチングポイント設定機能で設定されたティーチン
グポイントのデータに基づいてマニピュレータの動作プ
ログラムを作成する動作プログラム作成機能と、前記テ
ィーチングポイント設定機能で設定されたティーチング
ポイントのデータに基づいてマニピュレータの各軸の関
節角度を算出する逆運動学演算機能と、前記逆運動学演
算機能によって算出されたマニピュレータの各軸の関節
角度が特異点又は動作範囲外に該当するか否かを判定す
る特異点・動作範囲外判定機能と、前記特異点・動作範
囲外判定機能によって特異点又は動作範囲外に該当する
と判定された関節角度の値を変更する関節角度変更機能
と、を実現させることを特徴とするマニピュレータ軌道
生成プログラムを記録した記録媒体。 - 【請求項５】前記プログラムは、さらに、 前記関節角度変更機能によって変更された後の関節角度
に基づいてマニピュレータの先端位置及び姿勢を算出す
る順運動学演算機能と、前記順運動学演算機能によって
算出されたマニピュレータの先端位置がティーチングポ
イントに該当する場合に、既に設定されているティーチ
ングポイントのデータを前記順運動学演算機能によって
算出されたマニピュレータの先端位置及び姿勢に変更す
るティーチングポイント変更機能と、をコンピュータに
実現させることを特徴とする請求項４記載のマニピュレ
ータ軌道生成プログラムを記録した記録媒体。 - 【請求項６】前記プログラムは、さらに、 前記順運動学演算機能によって生成されたマニピュレー
タの先端位置がティーチングポイントに該当しない場合
に、前記順運動学演算機能によって算出されたマニピュ
レータの先端位置をティーチングポイントとして動作プ
ログラムに追加する動作プログラム変更機能をコンピュ
ータに実現させることを特徴とする請求項５記載のマニ
ピュレータ軌道生成プログラムを記録した記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10184243A JP2000015593A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | マニピュレータ軌道生成装置及びマニピュレータ軌道生成プログラムを記録した記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10184243A JP2000015593A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | マニピュレータ軌道生成装置及びマニピュレータ軌道生成プログラムを記録した記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000015593A true JP2000015593A (ja) | 2000-01-18 |
Family
ID=16149898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10184243A Pending JP2000015593A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | マニピュレータ軌道生成装置及びマニピュレータ軌道生成プログラムを記録した記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000015593A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019039654A1 (ko) * | 2017-08-21 | 2019-02-28 | 한화테크윈주식회사 | 로봇의 교시 장치, 방법 및 시스템 |
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