JP2597979B2 - ロボツト制御データの干渉チェック方法 - Google Patents
ロボツト制御データの干渉チェック方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、たとえば鋼材のガラス切断などのように、
内容が毎回異なる作業を、多関節ロボツトを用いて行う
場合のロボツト制御データの干渉チエツクをする方法に
関する。
内容が毎回異なる作業を、多関節ロボツトを用いて行う
場合のロボツト制御データの干渉チエツクをする方法に
関する。
背景技術 従来では、ロボツトに対する位置および姿勢に関する
制御データは、操作員が教示ボツクスを用いて、ロボツ
トのアームを作業に必要な各点へ直接誘導して教示して
いる。この教示は、実際の作業環境の下で行われ、教示
されたデータに従つてロボツトを動作させながら、ロボ
ツトがその周囲に存在する物体と干渉しないで動作可能
であることを、目視によつて確認している。
制御データは、操作員が教示ボツクスを用いて、ロボツ
トのアームを作業に必要な各点へ直接誘導して教示して
いる。この教示は、実際の作業環境の下で行われ、教示
されたデータに従つてロボツトを動作させながら、ロボ
ツトがその周囲に存在する物体と干渉しないで動作可能
であることを、目視によつて確認している。
発明が解決しようとする問題点 上述のような従来の方法においては、前述したように
ロボツトの制御データの正当性を確認するために、実際
の作業環境の下でそのデータに従つてロボツトを動作さ
せている。したがつてロボツトの作業が毎回異なると
き、そのたびに確認のために多大の時間を要している。
また制御データの確認中は、ロボツトを稼動させて実際
の作業を行わせることができないので、このロボツトを
含む生産ラインの稼動率を低下させている。
ロボツトの制御データの正当性を確認するために、実際
の作業環境の下でそのデータに従つてロボツトを動作さ
せている。したがつてロボツトの作業が毎回異なると
き、そのたびに確認のために多大の時間を要している。
また制御データの確認中は、ロボツトを稼動させて実際
の作業を行わせることができないので、このロボツトを
含む生産ラインの稼動率を低下させている。
このような問題点を解決するために、たとえば「ロボ
ツトへの動作指令とその実現」（「数理科学」No.249,1
984年３月発行，第17頁〜第24頁）に示されているよう
に、いわゆるオフラインテイーチングの概念が発表され
ているけれども、その技術的な内容が十分に示されてい
るとは認められず、上述の問題を解決することができな
い。
ツトへの動作指令とその実現」（「数理科学」No.249,1
984年３月発行，第17頁〜第24頁）に示されているよう
に、いわゆるオフラインテイーチングの概念が発表され
ているけれども、その技術的な内容が十分に示されてい
るとは認められず、上述の問題を解決することができな
い。
したがつて本発明は、上述の問題点を解決し、多関節
ロボツトを直接動作させることなく、ロボツト制御デー
タの干渉チエツクをすることができる方法を提供するこ
とを目的とする。
ロボツトを直接動作させることなく、ロボツト制御デー
タの干渉チエツクをすることができる方法を提供するこ
とを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は、道具２の軸まわりに回転対称な、そのよう
な道具２を用いて、その教示点間を移動させながら加工
を行う作業に対するロボツト制御データの干渉チエツク
方法において、 ひとつの教示点に対応するワーク座標系Σｗにおける
道具の先端位置およびオイラ角で表される姿勢（xw,yw,
zw,αw,βw,γｗ）を入力する第１ステツプと、 該入力された（xw,yw,xw,αw,βw,γｗ）で決められ
る道具の位置・姿勢ベクトル を、ロボツト座標系Σｒにおける位置・姿勢ベクトル へ変換して６自由度ロボツトの各関節の回転量θｉ（ｉ
＝１〜６）を求める第２ステツプと、 各関節の回転量θｉが各関節の構造上の動作範囲に納
まるか否かをチエツクする第３ステツプと、 ６自由度ロボツト本体14のハンド部15の外形上の複数
の点P1〜P8を定め、これらの点P1〜P8のロボツト座標系
Σｒにおける座標（xrj,yrj,zrj）（ただしｊ＝１〜
８）を求める第４ステツプと、 ロボツト座標系Σｒにおける１つの軸Ｙとワーク座標
系Σｗにおける１つの軸Ｘとが平行であるときにおける
ロボツト座標系Σｒにおけるロボツト周辺の物体13が空
間的に占める凸干渉領域19を、境界の複数の線分17,18
で近似し、前期線分17,18のロボツト座標系Σｒでの方
程式 ｚ＝ｇ（ｘ） （ここで、ｇ（ｘ）はｘの関数であつて、しかもｙの
値には依存しない関数である） に、ハンド部15の外形上の複数の各点P1〜P8のロボツト
座標系Σｒの座標値を前記方程式の左辺と右辺とにそれ
ぞれ代入して、左右両辺の値の大小を比較し、ハンド部
15が前記物体13の前記凸干渉領域19に存在するか否かを
チエツクし、干渉の有無を判定する第５ステツプと、 前記第１〜第５ステツプを道具２の位置・姿勢が定め
られた次の教示点に対して実行する第６ステツプと、 道具２の位置・姿勢が定められた前記２つの教示点間
の途中の位置・姿勢を補間演算によつて求めて、前記第
１〜第５ステツプを実行する第７ステツプとを含むこと
を特徴とするロボツト制御データの干渉チエツク方法で
ある。
な道具２を用いて、その教示点間を移動させながら加工
を行う作業に対するロボツト制御データの干渉チエツク
方法において、 ひとつの教示点に対応するワーク座標系Σｗにおける
道具の先端位置およびオイラ角で表される姿勢（xw,yw,
zw,αw,βw,γｗ）を入力する第１ステツプと、 該入力された（xw,yw,xw,αw,βw,γｗ）で決められ
る道具の位置・姿勢ベクトル を、ロボツト座標系Σｒにおける位置・姿勢ベクトル へ変換して６自由度ロボツトの各関節の回転量θｉ（ｉ
＝１〜６）を求める第２ステツプと、 各関節の回転量θｉが各関節の構造上の動作範囲に納
まるか否かをチエツクする第３ステツプと、 ６自由度ロボツト本体14のハンド部15の外形上の複数
の点P1〜P8を定め、これらの点P1〜P8のロボツト座標系
Σｒにおける座標（xrj,yrj,zrj）（ただしｊ＝１〜
８）を求める第４ステツプと、 ロボツト座標系Σｒにおける１つの軸Ｙとワーク座標
系Σｗにおける１つの軸Ｘとが平行であるときにおける
ロボツト座標系Σｒにおけるロボツト周辺の物体13が空
間的に占める凸干渉領域19を、境界の複数の線分17,18
で近似し、前期線分17,18のロボツト座標系Σｒでの方
程式 ｚ＝ｇ（ｘ） （ここで、ｇ（ｘ）はｘの関数であつて、しかもｙの
値には依存しない関数である） に、ハンド部15の外形上の複数の各点P1〜P8のロボツト
座標系Σｒの座標値を前記方程式の左辺と右辺とにそれ
ぞれ代入して、左右両辺の値の大小を比較し、ハンド部
15が前記物体13の前記凸干渉領域19に存在するか否かを
チエツクし、干渉の有無を判定する第５ステツプと、 前記第１〜第５ステツプを道具２の位置・姿勢が定め
られた次の教示点に対して実行する第６ステツプと、 道具２の位置・姿勢が定められた前記２つの教示点間
の途中の位置・姿勢を補間演算によつて求めて、前記第
１〜第５ステツプを実行する第７ステツプとを含むこと
を特徴とするロボツト制御データの干渉チエツク方法で
ある。
作用 本発明に従えば、ひとつの教示点における６自由度ロ
ボツト本体14のハンド部15の外形上の複数の点P1〜P8を
定めて、ロボツト座標系Σｒにおける座標を求め、ロボ
ツト座標系Σｒにおけるロボツト周辺の物体13が空間的
に占める凸干渉領域19を、境界の複数の線分17,18で近
似して方程式による各表現を求め、このときロボツト座
標系Σｒにおける１つの軸Ｙとワーク座標系Σｗにおけ
る１つの軸Ｘとが平行であつて、これによつて前記物体
13を平面で近似しており、干渉チエツクの演算を容易に
行うことができるようになる。このような方程式による
各表現に、前記各点P1〜P8の座標をそれぞれ代入して左
右両辺の大小を比較する。
ボツト本体14のハンド部15の外形上の複数の点P1〜P8を
定めて、ロボツト座標系Σｒにおける座標を求め、ロボ
ツト座標系Σｒにおけるロボツト周辺の物体13が空間的
に占める凸干渉領域19を、境界の複数の線分17,18で近
似して方程式による各表現を求め、このときロボツト座
標系Σｒにおける１つの軸Ｙとワーク座標系Σｗにおけ
る１つの軸Ｘとが平行であつて、これによつて前記物体
13を平面で近似しており、干渉チエツクの演算を容易に
行うことができるようになる。このような方程式による
各表現に、前記各点P1〜P8の座標をそれぞれ代入して左
右両辺の大小を比較する。
さらに本発明に従えば、道具２の位置および姿勢が定
められた次の教示点に対して、第１〜第５ステツプを実
行して干渉をチエツクし、さらにその教示点間の途中の
位置および姿勢を補間演算して２点間の動作中における
干渉のチエツクを行う。
められた次の教示点に対して、第１〜第５ステツプを実
行して干渉をチエツクし、さらにその教示点間の途中の
位置および姿勢を補間演算して２点間の動作中における
干渉のチエツクを行う。
実施例 第１図は、本発明の一実施例の多関節ロボツトの制御
データ確認装置の構成を示すブロツク図である。確認装
置４には、後述されるような道具の位置および姿勢に関
する情報を、後述されるワーク座標系Σｗで記述した制
御データ（xw,yw,zw,αw,βw,γｗ）が入力装置３から
入力される。
データ確認装置の構成を示すブロツク図である。確認装
置４には、後述されるような道具の位置および姿勢に関
する情報を、後述されるワーク座標系Σｗで記述した制
御データ（xw,yw,zw,αw,βw,γｗ）が入力装置３から
入力される。
座標交換装置５では、ワーク座標系Σｗで記述された
制御データを、後述されるロボツト座標系Σｒで記述さ
れた制御データ（xr,yr,zr,αr,βr,γｒ）に変換す
る。座標変換装置５からの出力は、軸値である関節の角
変位量を算出する関節角変位算出装置６に与えられる。
関節角変位算出装置６からの出力は、チエツク装置７に
与えられる。チエツク装置７は、動作範囲チエツク装置
８と、干渉チエツク装置９とを含み、この順序に各チエ
ツク装置8,9によつて、チエツクが行われる。
制御データを、後述されるロボツト座標系Σｒで記述さ
れた制御データ（xr,yr,zr,αr,βr,γｒ）に変換す
る。座標変換装置５からの出力は、軸値である関節の角
変位量を算出する関節角変位算出装置６に与えられる。
関節角変位算出装置６からの出力は、チエツク装置７に
与えられる。チエツク装置７は、動作範囲チエツク装置
８と、干渉チエツク装置９とを含み、この順序に各チエ
ツク装置8,9によつて、チエツクが行われる。
チエツク装置７の出力が入力される表示装置11は、入
力装置３から入力されたロボツト制御データが適切であ
るか否かの表示を行う。
力装置３から入力されたロボツト制御データが適切であ
るか否かの表示を行う。
チエツク装置７によつて、入力されたロボツト制御デ
ータが適切であると判定されたとき、入力装置３からの
信号を、ロボツト駆動装置12に入力してロボツトを駆動
する。
ータが適切であると判定されたとき、入力装置３からの
信号を、ロボツト駆動装置12に入力してロボツトを駆動
する。
第２図は作業対象物体13におけるワーク座標系Σｗを
示す斜視図であり、第３図はワーク座標系Σｗにおける
道具２の位置および姿勢の表現を説明する図である。第
２図に示すように、作業対象物体13には、相互に直交す
る３本の座標軸Xw,Yw,Zwから成るワーク座標系Σｗが設
定される。第３図のように、ワーク座標系Σｗにおいて
道具２の位置および姿勢に関するデータが設定される。
すなわち、位置は道具２の先端位置の座標（x,y,z）に
よつて表現され、姿勢はオイラ角（α，β，γ）によつ
て表現される。このとき道具２の位置および姿勢を表す
位置・姿勢ベクトル は、位置を表す３成分ベクトルおよび姿勢を表すオイラ
角の３成分ベクトルから成る６成分ベクトルである。位
置ベクトルは原点移動、オイラ角で表現された姿勢を回
転行列で表現すれば、位置・姿勢ベクトル は下記の４×４位置・姿勢行列Ｔへ変換することができ
る。ベクトル から行列Ｔへの変換およびその逆変換をそれぞれf,f-1
で表現する。
示す斜視図であり、第３図はワーク座標系Σｗにおける
道具２の位置および姿勢の表現を説明する図である。第
２図に示すように、作業対象物体13には、相互に直交す
る３本の座標軸Xw,Yw,Zwから成るワーク座標系Σｗが設
定される。第３図のように、ワーク座標系Σｗにおいて
道具２の位置および姿勢に関するデータが設定される。
すなわち、位置は道具２の先端位置の座標（x,y,z）に
よつて表現され、姿勢はオイラ角（α，β，γ）によつ
て表現される。このとき道具２の位置および姿勢を表す
位置・姿勢ベクトル は、位置を表す３成分ベクトルおよび姿勢を表すオイラ
角の３成分ベクトルから成る６成分ベクトルである。位
置ベクトルは原点移動、オイラ角で表現された姿勢を回
転行列で表現すれば、位置・姿勢ベクトル は下記の４×４位置・姿勢行列Ｔへ変換することができ
る。ベクトル から行列Ｔへの変換およびその逆変換をそれぞれf,f-1
で表現する。
ここでＳは、第３図示のワーク座標系Σｗから道具２
に設定された相互に直交する３本の座標軸Xt,Yt,Ztで構
成されるツール座標系Σｔへの３行３列の座標回転行列
であり、その各要素はα，β，γの関数でそれぞれ表さ
れる。
に設定された相互に直交する３本の座標軸Xt,Yt,Ztで構
成されるツール座標系Σｔへの３行３列の座標回転行列
であり、その各要素はα，β，γの関数でそれぞれ表さ
れる。
ワーク座標系Σｗにおいて表現された道具２の位置・
姿勢ベクトル 後述される相互に直交する３本の座標軸Xr、Yr、Zrで構
成されるロボツト座標系Σｒにおける位置・姿勢ベクト
ル へ第３式により変換される。
姿勢ベクトル 後述される相互に直交する３本の座標軸Xr、Yr、Zrで構
成されるロボツト座標系Σｒにおける位置・姿勢ベクト
ル へ第３式により変換される。
ロボツト座標系Σｒでの位置・姿勢ベクトル は絶対座標系では となり、ワーク座標系Σｗでの位置・姿勢ベクトル は絶対座標系では となる。これは一致するので、 したがつて、 ここでTw,Trは、それぞれ後述されるようなワーク座標
系Σｗおよびロボツト座標系Σｒから絶対座標系Σｏへ
の座標変換行列である。
系Σｗおよびロボツト座標系Σｒから絶対座標系Σｏへ
の座標変換行列である。
第４図はワーク座標系Σｗ、ロボツト座標系Σｒおよ
び絶対座標系Σｏの関係を示す斜視図である。相互に直
交する３本の座標軸X,Y,Zから成る絶対座標系Σｏに関
して、作業対象物体13に関するワーク座標系Σｗとロボ
ツト座標系Σｒとが設定される。
び絶対座標系Σｏの関係を示す斜視図である。相互に直
交する３本の座標軸X,Y,Zから成る絶対座標系Σｏに関
して、作業対象物体13に関するワーク座標系Σｗとロボ
ツト座標系Σｒとが設定される。
第５図は、本発明の一実施例のロボツトの機構をモデ
ル化して示した斜視図である。本実施例においては、複
数のリンクL1〜L5が用いられる。これらの各リンクL1〜
L5には相互に直交する３本の座標軸Xi,Yi,Ziから成る座
標系Σｉ（ｉ＝１〜６）がそれぞれ設定される。各リン
クの端部はそれぞれ関節であり、各関節の回転量がθｉ
（ｉ＝１〜６）である。上記ロボツトの機構と道具の形
状およびその取付け方にもとづいて、前記位置・姿勢ベ
クトル を実現する各関節の角変位量θｉ（ｉ＝１〜６）を要素
とする関節角変位ベクトルΘ＝（θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,
θ６）を求めることができる。したがつて、角変位量θ
ｉが各関節の構造上の動作範囲に納まるか否かをチエツ
クすることにより、入力装置３から入力された道具の位
置・姿勢ベクトル の実現可能性をチエツクすることができ、こうして第１
のチエツク機能が行われる。上述の各関節の構造上の動
作範囲というのは、ロボツト本体の各関節ごとに各軸値
としてとり得る機械的なストロークの範囲を意味し、前
記位置・姿勢ベクトル を実現する各関節の各角変位量θｉが、動作範囲ai＜θ
ｉ＜bi（ｉ＝１〜６）を満足するか否かをチエツクす
る。一般的にいえば、ロボツトでは、アーム同士が衝突
しないように構成され、したがつて動作範囲に納まるか
否かをチエツクすることは、アーム同士の衝突等の回避
からくる動作範囲の制限を含むものではない。
ル化して示した斜視図である。本実施例においては、複
数のリンクL1〜L5が用いられる。これらの各リンクL1〜
L5には相互に直交する３本の座標軸Xi,Yi,Ziから成る座
標系Σｉ（ｉ＝１〜６）がそれぞれ設定される。各リン
クの端部はそれぞれ関節であり、各関節の回転量がθｉ
（ｉ＝１〜６）である。上記ロボツトの機構と道具の形
状およびその取付け方にもとづいて、前記位置・姿勢ベ
クトル を実現する各関節の角変位量θｉ（ｉ＝１〜６）を要素
とする関節角変位ベクトルΘ＝（θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,
θ６）を求めることができる。したがつて、角変位量θ
ｉが各関節の構造上の動作範囲に納まるか否かをチエツ
クすることにより、入力装置３から入力された道具の位
置・姿勢ベクトル の実現可能性をチエツクすることができ、こうして第１
のチエツク機能が行われる。上述の各関節の構造上の動
作範囲というのは、ロボツト本体の各関節ごとに各軸値
としてとり得る機械的なストロークの範囲を意味し、前
記位置・姿勢ベクトル を実現する各関節の各角変位量θｉが、動作範囲ai＜θ
ｉ＜bi（ｉ＝１〜６）を満足するか否かをチエツクす
る。一般的にいえば、ロボツトでは、アーム同士が衝突
しないように構成され、したがつて動作範囲に納まるか
否かをチエツクすることは、アーム同士の衝突等の回避
からくる動作範囲の制限を含むものではない。
また本発明において実現される第２のチエツク機能で
ある干渉チエツク機能とは、ロボツトが前記角変位ベク
トルΘで定められる姿勢をとつているとき、ロボツト本
体が空間的に占める部分を算出し、この空間的部分と、
周辺のたとえば障害物などの空間的に占める部分とが干
渉するか否かを検証する機能である。この機能について
以下に説明する。
ある干渉チエツク機能とは、ロボツトが前記角変位ベク
トルΘで定められる姿勢をとつているとき、ロボツト本
体が空間的に占める部分を算出し、この空間的部分と、
周辺のたとえば障害物などの空間的に占める部分とが干
渉するか否かを検証する機能である。この機能について
以下に説明する。
第６図は多関節ロボツト１のロボツト本体14とその周
辺の物体の形状を示す図であり、第７図はロボツトと作
業対象物体13との干渉チエツク方法を説明するための図
である。第６図を参照して、ロボツト本体14のハンド部
15は、たとえば円柱状であり、作業対象部分13はたとえ
ば角柱状である。したがつて第７図に示すように、円柱
状のハンド部15は、その底面16の円周上の複数個（本実
施例においては８個）の点P1〜P8で近似する。
辺の物体の形状を示す図であり、第７図はロボツトと作
業対象物体13との干渉チエツク方法を説明するための図
である。第６図を参照して、ロボツト本体14のハンド部
15は、たとえば円柱状であり、作業対象部分13はたとえ
ば角柱状である。したがつて第７図に示すように、円柱
状のハンド部15は、その底面16の円周上の複数個（本実
施例においては８個）の点P1〜P8で近似する。
またロボツト座標系ΣｒのＹ軸と、ワーク座標系Σｗ
のＸ軸とが平行であると想定すると、作業対象物体13
は、第７図に示すように２つの線分17,18で近似でき
る。この２つの線分17,18に関して、ハンド部15と反対
側に形成される斜線を付した領域19が凸干渉領域であ
り、ロボツトに対応する点が、干渉領域19内に入らない
ことを検証する。この検証は、下記のようにして行われ
る。
のＸ軸とが平行であると想定すると、作業対象物体13
は、第７図に示すように２つの線分17,18で近似でき
る。この２つの線分17,18に関して、ハンド部15と反対
側に形成される斜線を付した領域19が凸干渉領域であ
り、ロボツトに対応する点が、干渉領域19内に入らない
ことを検証する。この検証は、下記のようにして行われ
る。
多関節ロボツト１のハンド部15には、Σ６座標系（第
５図参照）が設定されており、第６図においてハンド部
15として近似した各近似点Pj（xj,yj,zj）（ｊ＝１〜
８）は、このΣ６座標系で定義される。この近似点Pj
（xj,yj,zj）のロボツト座標系Σｒにおける座標（x1j,
y1j,z1j）は、下式によつて求められる。
５図参照）が設定されており、第６図においてハンド部
15として近似した各近似点Pj（xj,yj,zj）（ｊ＝１〜
８）は、このΣ６座標系で定義される。この近似点Pj
（xj,yj,zj）のロボツト座標系Σｒにおける座標（x1j,
y1j,z1j）は、下式によつて求められる。
ここで行列Ti（ｉ＝１〜６）は、Σｉ座標系からΣ
i-1座標系への座標交換行列であり、ここでΣ０は、ロ
ボツト座標系Σｒを意味する。行列Tiは、ベクトル（点
座標）の成分に対する変換行列である。
i-1座標系への座標交換行列であり、ここでΣ０は、ロ
ボツト座標系Σｒを意味する。行列Tiは、ベクトル（点
座標）の成分に対する変換行列である。
一方、第７図に示すように、作業対象物体13の境界に
対応する線分17のロボツト座標系Σｒでの表現が、ｚ＝
ａ・ｘ＋ｂであり、ｙの値に依存しない関数であるとす
ると、下式で示される条件が成立する限り干渉が発生し
ないと判断できる。
対応する線分17のロボツト座標系Σｒでの表現が、ｚ＝
ａ・ｘ＋ｂであり、ｙの値に依存しない関数であるとす
ると、下式で示される条件が成立する限り干渉が発生し
ないと判断できる。
ａ・x1j＋ｂ＞z1j …（５） 同様に、作業対象物体13の境界に対応する線分18につ
いても干渉のチエツクを行うことができる。
いても干渉のチエツクを行うことができる。
以上のようにして入力された道具２の位置・姿勢ベク
トル に対して、それを実現するロボツトとその周辺の障害物
との干渉を検証することができる。また道具２の位置お
よび姿勢が定められた２つの教示点の途中において、補
間演算によつて、その途中の位置姿勢を求めることによ
つて、２点間の動作中における上述したような確認作業
もまた同様に行うことができる。
トル に対して、それを実現するロボツトとその周辺の障害物
との干渉を検証することができる。また道具２の位置お
よび姿勢が定められた２つの教示点の途中において、補
間演算によつて、その途中の位置姿勢を求めることによ
つて、２点間の動作中における上述したような確認作業
もまた同様に行うことができる。
効果 以上のように本発明によれば、道具２の軸まわりに回
転対称な、そのような道具２を用いる６自由度ロボツト
本体14のハンド部15の各教示点における外形上の複数の
点P1〜P8を定めて、ロボツト座標系Σｒにおける座標を
求め、またロボツト周辺の物体13が空間的に占める凸干
渉領域19を、境界の複数の線分17,18で近似して方程式
を作り、この方程式の表現に、前記各点P1〜P8の座標を
代入して左右両辺の大小を比較するようにしたので、干
渉チエツクの演算が容易であり、簡単にしかも厳密に干
渉をチエツクすることができるようになる。
転対称な、そのような道具２を用いる６自由度ロボツト
本体14のハンド部15の各教示点における外形上の複数の
点P1〜P8を定めて、ロボツト座標系Σｒにおける座標を
求め、またロボツト周辺の物体13が空間的に占める凸干
渉領域19を、境界の複数の線分17,18で近似して方程式
を作り、この方程式の表現に、前記各点P1〜P8の座標を
代入して左右両辺の大小を比較するようにしたので、干
渉チエツクの演算が容易であり、簡単にしかも厳密に干
渉をチエツクすることができるようになる。
特に本発明によれば、ロボツト座標系Σｒにおける１
つの軸Ｙと、ワーク座標系Σｗにおける１つの軸Ｘとが
平行であることによつて、凸干渉領域19を、境界の複数
の平面ではなく、線分17,18で近似することができ、し
たがつて前記方程式による左右両辺の大小の比較演算が
きわめて容易になるという優れた効果が達成される。
つの軸Ｙと、ワーク座標系Σｗにおける１つの軸Ｘとが
平行であることによつて、凸干渉領域19を、境界の複数
の平面ではなく、線分17,18で近似することができ、し
たがつて前記方程式による左右両辺の大小の比較演算が
きわめて容易になるという優れた効果が達成される。
さらに本発明によれば、ハンド部15の移動に伴う道具
２の位置・姿勢が定められた各教示点毎に実行して干渉
のチエツクを行い、さらに道具２の位置・姿勢が定めら
れた前記２つの前記各教示点の途中の位置・姿勢を補間
演算によつて求めて、第１〜第５ステツプを実行するよ
うにしたので、道具２の移動に伴う干渉チエツクをさら
に一層確実に行うことができるという優れた効果も、ま
た達成される。
２の位置・姿勢が定められた各教示点毎に実行して干渉
のチエツクを行い、さらに道具２の位置・姿勢が定めら
れた前記２つの前記各教示点の途中の位置・姿勢を補間
演算によつて求めて、第１〜第５ステツプを実行するよ
うにしたので、道具２の移動に伴う干渉チエツクをさら
に一層確実に行うことができるという優れた効果も、ま
た達成される。
第１図は本発明の一実施例の多関節ロボツトの制御デー
タ確認装置４の構成を示すブロツク図、第２図は作業対
象物体13におけるワーク座標系Σｗを示す斜視図、第３
図はワーク座標系Σｗによる道具２の位置および姿勢の
表現を説明する斜視図、第４図はワーク座標系Σｗとロ
ボツト座標系Σｒとの関係を示す図、第５図は多関節ロ
ボツト１の軸の構成を模式的に示した図、第６図は多関
節ロボツト１および作業対象物体13の関係を示す図、第
７図はハンド部15と作業対象物体13との干渉チエツク方
法を説明する図である。 １……多関節ロボツト、２……道具、４……確認装置、
５……座標交換装置、６……関節角変位算出装置、７…
…チエツク装置、８……動作範囲チエツク装置、９……
干渉チエツク装置、13……作業対象物体、14……ロボツ
ト本体、15……ハンド部
タ確認装置４の構成を示すブロツク図、第２図は作業対
象物体13におけるワーク座標系Σｗを示す斜視図、第３
図はワーク座標系Σｗによる道具２の位置および姿勢の
表現を説明する斜視図、第４図はワーク座標系Σｗとロ
ボツト座標系Σｒとの関係を示す図、第５図は多関節ロ
ボツト１の軸の構成を模式的に示した図、第６図は多関
節ロボツト１および作業対象物体13の関係を示す図、第
７図はハンド部15と作業対象物体13との干渉チエツク方
法を説明する図である。 １……多関節ロボツト、２……道具、４……確認装置、
５……座標交換装置、６……関節角変位算出装置、７…
…チエツク装置、８……動作範囲チエツク装置、９……
干渉チエツク装置、13……作業対象物体、14……ロボツ
ト本体、15……ハンド部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石見 勝弘 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式 会社明石工場内 (56)参考文献 特開 昭60−16385（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−183408（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−110581（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−73289（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−77490（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−205284（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】道具２の軸まわりに回転対称な、そのよう
な道具２を用いて、その教示点間を移動させながら加工
を行う作業に対するロボツト制御データの干渉チエツク
方法において、 ひとつの教示点に対応するワーク座標系Σｗにおける道
具の先端位置およびオイラ角で表される姿勢（xw,yw,z
w,αw,βw,γｗ）を入力する第１ステツプと、 該入力された（xw,yw,xw,αw,βw,γｗ）で決められる
道具の位置・姿勢ベクトル を、ロボツト座標系Σｒにおける位置・姿勢ベクトル へ変換して６自由度ロボツトの各関節の回転量θｉ（ｉ
＝１〜６）を求める第２ステツプと、 各関節の回転量θｉが各関節の構造上の動作範囲に納ま
るか否かをチエツクする第３ステツプと、 ６自由度ロボツト本体14のハンド部15の外形上の複数の
点P1〜P8を定め、これらの点P1〜P8のロボツト座標系Σ
ｒにおける座標（xrj,yrj,zrj）（ただしｊ＝１〜８）
を求める第４ステツプと、 ロボツト座標系Σｒにおける１つの軸Ｙとワーク座標系
Σｗにおける１つの軸Ｘとが平行であるときにおけるロ
ボツト座標系Σｒにおけるロボツト周辺の物体13が空間
的に占める凸干渉領域19を、境界の複数の線分17,18で
近似し、前記線分17,18のロボツト座標系Σｒでの方程
式 ｚ＝ｇ（ｘ） （ここで、ｇ（ｘ）はｘの関数であつて、しかもｙの値
には依存しない関数である） に、ハンド部15の外形上の複数の各点P1〜P8のロボツト
座標系Σｒの座標値を前記方程式の左辺と右辺とにそれ
ぞれ代入して、左右両辺の値の大小を比較し、ハンド部
15が前記物体13の前記凸干渉領域19に存在するか否かを
チエツクし、干渉の有無を判定する第５ステツプと、 前記第１〜第５ステツプを道具２の位置・姿勢が定めら
れた次の教示点に対して実行する第６ステツプと、 道具２の位置・姿勢が定められた前記２つの教示点間の
途中の位置・姿勢を補間演算によつて求めて、前記第１
〜第５ステツプを実行する第７ステツプとを含むことを
特徴とするロボツト制御データの干渉チエツク方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094651A JP2597979B2 (ja) | 1985-05-01 | 1985-05-01 | ロボツト制御データの干渉チェック方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094651A JP2597979B2 (ja) | 1985-05-01 | 1985-05-01 | ロボツト制御データの干渉チェック方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61253510A JPS61253510A (ja) | 1986-11-11 |
| JP2597979B2 true JP2597979B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=14116157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60094651A Expired - Fee Related JP2597979B2 (ja) | 1985-05-01 | 1985-05-01 | ロボツト制御データの干渉チェック方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2597979B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0194405A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-13 | Fanuc Ltd | オフライン教示方式 |
| JPH01300305A (ja) * | 1988-05-30 | 1989-12-04 | Kobe Steel Ltd | オフラインロボット教示装置 |
| JPH02100704A (ja) * | 1988-10-08 | 1990-04-12 | Fanuc Ltd | ロボットプログラミングチェック方式 |
| JP2658492B2 (ja) * | 1990-04-24 | 1997-09-30 | 松下電工株式会社 | ロボットの作業教示方法 |
| CN102960123B (zh) * | 2012-12-17 | 2015-08-19 | 东北农业大学 | 一种基于植物工厂化生产的立体式大范围作业机器人 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5973289A (ja) * | 1982-10-15 | 1984-04-25 | 松下電器産業株式会社 | 多関節ロボツトの制御方法 |
| JPS59110581A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-26 | 松下電器産業株式会社 | 多関節ロボツトの制御方法 |
| JPS59183408A (ja) * | 1983-04-01 | 1984-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | ロボツト制御方式 |
| JPS6016385A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-28 | 株式会社日立製作所 | ロボツトの制御方法 |
-
1985
- 1985-05-01 JP JP60094651A patent/JP2597979B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61253510A (ja) | 1986-11-11 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |