JP2013151066A - 動作軌道生成装置、動作軌道生成方法、ロボット制御装置及びロボット制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1対象ワーク12の位置姿勢を基準としたワーク座標系において、組立の拘束条件に基づいた第2対象ワーク14の動作軌道を生成する動作軌道生成部32と、ロボット座標系における第1対象ワークの動作軌道を用いて、ワーク座標系での第2対象ワークの動作軌道をロボット座標系での第2対象ワークの動作軌道へ変換する第3座標変換部39と、位置姿勢計測装置5を用いてワーク保持部4が保持している第2対象ワーク14とワーク保持部4との相対位置関係を計測し、その計測結果を用いて、ロボット座標系での第2対象ワーク14の動作軌道をロボット座標系でのワーク保持部の動作軌道へ変換する第2座標変換部36とを備えている。
【選択図】図1
Description
図1は参考例を示すブロック図であって、図中、1は組立ロボットである。この組立ロボット1は、基部2に複数の関節3を介して先端にワーク保持部としてのロボットハンド4を備えた垂直多関節ロボットの構成とされている。ここで、組立ロボット1としては垂直多関節ロボットの構成とする場合に限らず、水平多関節ロボットや、XYステージのようなロボット装置等も適用することができる。
るowxwywzwの三次元座標系で表し、ロボットハンド4を基準としたハンド座標系を、ロボットハンド4の中心点を原点ohとするohxhyhzhの三次元座標系で表す。
この動作軌道は、ワーク座標系owxwywzwの拘束条件Cを考慮した第1対象ワーク12から見た第2対象ワーク14の位置と姿勢の時系列方程式である。その軌道を下記(2)式のように表す。
zrにおけるワーク座標系owxwywzwの位置姿勢行列で表現する。その位置姿勢行列を
また、第2対象ワーク位置姿勢計測部34は、位置姿勢計測装置5で計測されたロボットハンド4と第2対象ワーク14との相対位置と姿勢を、ハンド座標系ohxhyhzhにおける第2対象ワークの位置姿勢行列で表現する。その位置姿勢行列を
第1座標変換部35では、第1対象ワーク位置姿勢計測部33で表現されたワーク座標系owxwywzwの位置姿勢行列に基づいて第2の対象ワーク動作軌道生成部32で生成した第2対象ワーク14の動作軌道をロボット座標系orxryrzrへ変換する。この場合の座標変換結果は、下記式(5)で表される。
関節位置制御部38は、関節角度座標変換部37で演算した組立ロボット1の各関節の軌道に基づいて各関節位置を制御する。
先ず、組立拘束条件設定部31で、第1対象ワーク12の取付孔11に対して第2対象ワーク14のフック部13を挿通するための、両者の組立直前姿勢、中間姿勢及び組立完了後姿勢の各拘束条件である第1対象ワーク12のY軸姿勢と第2対象ワーク14のY軸姿勢とを平行関係とする拘束条件Cを設定する。
この第1の実施形態では、移動している第1対象ワーク12に対して第2対象ワーク14を組立てるようにしたものである。
そして、第1対象ワーク軌道データ入力部40で入力された第1対象ワーク12の動作軌道が第3座標変換部39に供給され、この第3座標変換部39へは前述した参考例と同様に第2対象ワーク動作軌道生成部32から拘束条件Cに基づいて生成された前述した(2)式で表される第2対象ワーク14の動作軌道が入力されている。
xryrzrでの第2対象ワーク14の動作軌道をロボット座標系orxryrzrでのロボッ
トハンド4の動作軌道へ変換する。
Claims (8)
- ワーク保持部を有するロボットを用いて、ロボット座標系において、所定の動作軌道で移動している第1対象ワークと、前記ワーク保持部が保持している第2対象ワークとの組立作業を行う際に用いられる動作軌道生成装置であって、
前記第1対象ワークの位置姿勢を基準としたワーク座標系において、組立の拘束条件に基づいた前記第2対象ワークの動作軌道を生成する動作軌道生成部と、
前記ロボット座標系における前記第1対象ワークの動作軌道を用いて、前記ワーク座標系での前記第2対象ワークの動作軌道を前記ロボット座標系での前記第2対象ワークの動作軌道へ変換する第3座標変換部と、
前記ワーク保持部が保持している前記第2対象ワークと当該ワーク保持部との相対位置関係および相対姿勢関係を用いて、前記ロボット座標系での前記第2対象ワークの動作軌道を前記ロボット座標系での前記ワーク保持部の動作軌道へ変換する第2座標変換部と
を備え、前記ワーク座標系での拘束条件に基づいたロボット座標系におけるワーク保持部の動作軌道の生成を行うことを特徴とする動作軌道生成装置。 - 前記ワーク保持部が保持している前記第2対象ワークと当該ワーク保持部との相対位置関係および相対姿勢関係を計測する第2対象ワーク位置姿勢計測部を備え、
前記第2座標変換部は、前記第2対象ワークと当該ワーク保持部との相対位置関係および相対姿勢関係として、前記第2対象ワーク位置姿勢計測部で計測した前記第2対象ワークと当該ワーク保持部との相対位置関係および相対姿勢関係を用いることを特徴とする請求項1に記載の動作軌道生成装置。 - 前記ロボット座標系における前記第1対象ワークの位置姿勢を計測する第1対象ワーク位置姿勢計測部を備え、
前記第3座標変換部は、前記ロボット座標系における前記第1対象ワークの動作軌道として、前記第1対象ワーク位置姿勢計測部で計測した前記ロボット座標系における前記第1対象ワークの移動中の位置姿勢を用いることを特徴とする請求項1または2に記載の動作軌道生成装置。 - ワーク保持部を有するロボットを用いて、ロボット座標系において、所定の動作軌道で移動している第1対象ワークと、前記ワーク保持部が保持している第2対象ワークとの組立作業を行う際に用いられる動作軌道生成方法であって、
前記第1対象ワークの位置姿勢を基準としたワーク座標系において、組立の拘束条件に基づいた前記第2対象ワークの動作軌道を生成する動作軌道生成ステップと、
前記ロボット座標系における前記第1対象ワークの動作軌道を用いて、前記ワーク座標系での前記第2対象ワークの動作軌道を前記ロボット座標系での前記第2対象ワークの動作軌道へ変換する第3座標変換ステップと、
前記ワーク保持部が保持している前記第2対象ワークと当該ワーク保持部との相対位置関係および相対姿勢関係を用いて、前記ロボット座標系での前記第2対象ワークの動作軌道を前記ロボット座標系での前記ワーク保持部の動作軌道へ変換する第2座標変換ステップと、
を備え、前記ワーク座標系での拘束条件に基づいたロボット座標系におけるワーク保持部の動作軌道の生成を行うことを特徴とする動作軌道生成方法。 - 前記ワーク保持部が保持している前記第2対象ワークと当該ワーク保持部との相対位置関係および相対姿勢関係を計測する第2対象ワーク位置姿勢計測ステップを有し、
前記第2座標変換ステップは、前記第2対象ワークと当該ワーク保持部との相対位置関係および相対姿勢関係として、前記第2対象ワーク位置姿勢計測ステップで計測した前記第2対象ワークと当該ワーク保持部との相対位置関係および相対姿勢関係を用いることを特徴とする請求項4に記載の動作軌道生成方法。 - 前記ロボット座標系における前記第1対象ワークの位置姿勢を計測する第1対象ワーク位置姿勢計測ステップを有し、
前記第3座標変換ステップは、前記ロボット座標系における前記第1対象ワークの動作軌道として、前記第1対象ワーク位置姿勢計測ステップで計測した前記ロボット座標系における前記第1対象ワークの移動中の位置姿勢を用いることを特徴とする請求項4または5に記載の動作軌道生成方法。 - 前記請求項1乃至3の何れか1項に記載の動作軌道生成装置と、
該動作軌道生成装置で生成した前記ロボット座標系での前記ワーク保持部の動作軌道に基づいて前記組立ロボットを駆動制御するロボット制御部と
を備えたことを特徴とするロボット制御装置。 - 前記請求項4乃至6の何れか1項に記載の動作軌道生成方法で生成した前記ロボット座標系での前記ワーク保持部の動作軌道に基づいて前記組立ロボットを駆動制御するロボット制御ステップ
を備えたことを特徴とするロボット制御方法。
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