JP2763613B2 - 産業用ロボットの干渉チェック方法 - Google Patents
産業用ロボット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、産業用ロボットに係り、特に、そのマニピ
ュレータの動作制御に用いて好適な、産業用ロボットの
干渉チェック方法に関する。
ュレータの動作制御に用いて好適な、産業用ロボットの
干渉チェック方法に関する。
「従来の技術」 従来の産業用ロボットでは、マニピュレータに干渉が
生じるものがある。たとえば、ロボットの機構によって
は、マニピュレータのリスト(手首)を回転すると、リ
ストとこれを支えるアームとの間で干渉を生じ、それ以
上リストを回転できないようなことが起きる。
生じるものがある。たとえば、ロボットの機構によって
は、マニピュレータのリスト(手首)を回転すると、リ
ストとこれを支えるアームとの間で干渉を生じ、それ以
上リストを回転できないようなことが起きる。
このような干渉を防ぐには、マニピュレータの動作範
囲を制限したり、あるいは、マニピュレータの動作範囲
中のある空間に干渉領域があっても、制御上特別な制限
は行わず、教示時にロボットオペレータが判断して、干
渉が起こらないようにしたりしている。
囲を制限したり、あるいは、マニピュレータの動作範囲
中のある空間に干渉領域があっても、制御上特別な制限
は行わず、教示時にロボットオペレータが判断して、干
渉が起こらないようにしたりしている。
「発明が解決しようとする課題」 上記従来技術には、次のような問題点があった。
(1) 非干渉領域のみを動作領域とするような機構を
した場合には、動作範囲が不当にせまくなってしまう。
した場合には、動作範囲が不当にせまくなってしまう。
(2) 動作範囲内に干渉領域がある場合、教示時にオ
ペレータが誤ってマニピュレータを干渉させてしまうこ
とがある。
ペレータが誤ってマニピュレータを干渉させてしまうこ
とがある。
(3) 正しく作られた教示プログラムでも、データ変
換機能(シフト変換、ミラーイメージ変換等)を用いて
変換した際に、干渉する教示プログラムに変換してしま
う場合がある。
換機能(シフト変換、ミラーイメージ変換等)を用いて
変換した際に、干渉する教示プログラムに変換してしま
う場合がある。
(4) 干渉するぎりぎりの所でも教示できるため、教
示時に干渉領域への余裕をあまりとっておかないと、再
生動作時に干渉することがある。
示時に干渉領域への余裕をあまりとっておかないと、再
生動作時に干渉することがある。
「課題を解決するための手段」 上記問題点を解決するために、この発明は、多関節型
のマニピュレータ本体と、該マニピュレータ本体の姿勢
を表す座標を検知しつつ、あらかじめ入力された教示点
にしたがって、該マニピュレータ本体を制御するロボッ
トコントローラとを有し、前記マニピュレータ本体が、
その動作範囲内のある空間において干渉を生じうる機構
を有する産業用ロボットにおいて、 前記マニピュレータ本体の機構からあらかじめ求めた
前記干渉領域を表す関数と前記マニピュレータ本体の姿
勢を表す座標とから、あるいは前記関数と前記教示点と
から、該マニピュレータ本体が前記干渉領域に入るか否
かを調べる過程と、 前記マニピュレータ本体が干渉領域に入る場合には、
その動作を制限する過程と を有し、 前記干渉領域を表す関数は、前記マニピュレータ本体
の少なくとも二軸の角度が変数とされた関数を含むこと
を特徴としている。
のマニピュレータ本体と、該マニピュレータ本体の姿勢
を表す座標を検知しつつ、あらかじめ入力された教示点
にしたがって、該マニピュレータ本体を制御するロボッ
トコントローラとを有し、前記マニピュレータ本体が、
その動作範囲内のある空間において干渉を生じうる機構
を有する産業用ロボットにおいて、 前記マニピュレータ本体の機構からあらかじめ求めた
前記干渉領域を表す関数と前記マニピュレータ本体の姿
勢を表す座標とから、あるいは前記関数と前記教示点と
から、該マニピュレータ本体が前記干渉領域に入るか否
かを調べる過程と、 前記マニピュレータ本体が干渉領域に入る場合には、
その動作を制限する過程と を有し、 前記干渉領域を表す関数は、前記マニピュレータ本体
の少なくとも二軸の角度が変数とされた関数を含むこと
を特徴としている。
「作用」 この方法によれば、まずマニピュレータの機構から干
渉領域が明らかにされ、干渉領域を表わす関数が求めら
れる。この関数と検知された座標、あるいは該関数と教
示点とを用いて、ロボットマニピュレータの干渉の有無
をチェックし、ロボットマニピュレータの干渉領域への
動作を制限するものである。
渉領域が明らかにされ、干渉領域を表わす関数が求めら
れる。この関数と検知された座標、あるいは該関数と教
示点とを用いて、ロボットマニピュレータの干渉の有無
をチェックし、ロボットマニピュレータの干渉領域への
動作を制限するものである。
「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
実施例1 第1図は、この実施例に係る6軸垂直多関節形産業用
ロボットマニピュレータの構成を示す斜視図である。図
において、ボックス1の上には、ベース2、第1アーム
3が配設され、第1アーム3には第2アーム4が、第2
アーム4には3軸直交オフセット(レンマ)構造のリス
ト5が、それぞれ回動可能に連結されている。
ロボットマニピュレータの構成を示す斜視図である。図
において、ボックス1の上には、ベース2、第1アーム
3が配設され、第1アーム3には第2アーム4が、第2
アーム4には3軸直交オフセット(レンマ)構造のリス
ト5が、それぞれ回動可能に連結されている。
このリスト5の動作範囲は、第1図の姿勢を基準とし
て、θ4=±250゜、θ5=±270゜、θ6=±250゜で
ある。ここで、リスト5の角度θ4とθ5を同時に、マ
イナス(−)方向へ動かす(回転させる)と、リスト5
と第2のアーム4が干渉する。本機構においては、θ4
とθ5の関係から干渉領域が明らかになり、これを図示
すると、第2図のようになる。
て、θ4=±250゜、θ5=±270゜、θ6=±250゜で
ある。ここで、リスト5の角度θ4とθ5を同時に、マ
イナス(−)方向へ動かす(回転させる)と、リスト5
と第2のアーム4が干渉する。本機構においては、θ4
とθ5の関係から干渉領域が明らかになり、これを図示
すると、第2図のようになる。
第2図は、横軸にθ4、縦軸にθ5の角度(動作範
囲)をとり、動作領域と、干渉領域を示したものであ
る。干渉領域の境界線a,b,c,d,e,fの関数はそれぞれ a:θ5=0゜ b:θ5=−θ4−110゜ c:θ4=0゜ d:θ5=−180゜ e:θ5=−θ4−250゜ f:θ4=−180゜ と表される。ここで、上記のように、境界線b,eは、
共に、θ4およびθ5の二軸の角度が変数とされ関数で
表される。上記の境界線を用いて、マニピュレータが干
渉領域へ入ったか否かをチェックする。
囲)をとり、動作領域と、干渉領域を示したものであ
る。干渉領域の境界線a,b,c,d,e,fの関数はそれぞれ a:θ5=0゜ b:θ5=−θ4−110゜ c:θ4=0゜ d:θ5=−180゜ e:θ5=−θ4−250゜ f:θ4=−180゜ と表される。ここで、上記のように、境界線b,eは、
共に、θ4およびθ5の二軸の角度が変数とされ関数で
表される。上記の境界線を用いて、マニピュレータが干
渉領域へ入ったか否かをチェックする。
第3図は、実施例1による干渉領域チェックアルゴリ
ズムを示すものであり、マニピュレータの姿勢に対応し
て検知される座標θ4,θ5、または教示点座標θ4,θ5
につき、以下のような演算を実行する。
ズムを示すものであり、マニピュレータの姿勢に対応し
て検知される座標θ4,θ5、または教示点座標θ4,θ5
につき、以下のような演算を実行する。
第3図において、θ4,θ5は、ともに360゜回転する
と同じ姿勢に戻るので、干渉チェックは360゜の範囲で
行えば良い。そこで、θ4,θ5ともに−270゜〜+90゜
の範囲でチェックすることとする。
と同じ姿勢に戻るので、干渉チェックは360゜の範囲で
行えば良い。そこで、θ4,θ5ともに−270゜〜+90゜
の範囲でチェックすることとする。
まず、ステップP1において、θ4が−270゜〜+90゜
の範囲内にあるか否かを判断する。範囲外の場合には、
ステップP2へ進み、θ4から360゜を減ずることにより
−270゜〜+90゜の範囲へ変更する。同様に、ステップP
3、およびステップP4において、θ5の範囲を調整す
る。
の範囲内にあるか否かを判断する。範囲外の場合には、
ステップP2へ進み、θ4から360゜を減ずることにより
−270゜〜+90゜の範囲へ変更する。同様に、ステップP
3、およびステップP4において、θ5の範囲を調整す
る。
次にステップP5へ進み、θ4が線c,線fの外側にある
か否かを判断し、外側にあれば干渉なしとする。一方、
内側ならば次のステップP6へ進み、θ5が線a,線dの外
側にあるか否かを判断する。外側にあれば干渉なしとす
る。一方、内側ならば次のステップP7へ進み、θ4,θ5
が線b,線eの外側にあるか否かを判断する。外側にあれ
ば干渉なしとし、内側ならば干渉領域に入ったことを表
わす干渉フラグを、θ4,θ5に対応させてセットする。
このフラグに基づいて、ロボット制御ソフトウェアは、
ロボットの動作を制限する。
か否かを判断し、外側にあれば干渉なしとする。一方、
内側ならば次のステップP6へ進み、θ5が線a,線dの外
側にあるか否かを判断する。外側にあれば干渉なしとす
る。一方、内側ならば次のステップP7へ進み、θ4,θ5
が線b,線eの外側にあるか否かを判断する。外側にあれ
ば干渉なしとし、内側ならば干渉領域に入ったことを表
わす干渉フラグを、θ4,θ5に対応させてセットする。
このフラグに基づいて、ロボット制御ソフトウェアは、
ロボットの動作を制限する。
実施例2 上述した実施例1は、ロボットマニピュレータの干渉
領域への動作を制限できる。しかしながら、リスト先端
径より大きいワークや塗装ガン等の把持物をリスト5の
先端に把持した場合、干渉領域が広がるので、これに合
わせて干渉チェックを行わなけならない。実施例2は、
このような干渉領域の変更に応じて、干渉チェックアル
ゴリズムの境界線を変更する機能を設けたものである。
領域への動作を制限できる。しかしながら、リスト先端
径より大きいワークや塗装ガン等の把持物をリスト5の
先端に把持した場合、干渉領域が広がるので、これに合
わせて干渉チェックを行わなけならない。実施例2は、
このような干渉領域の変更に応じて、干渉チェックアル
ゴリズムの境界線を変更する機能を設けたものである。
本実施例の場合、第4図に示すように境界線a,f,c,d
を、リスト5の先端に把持するワーク、塗装ガン等の把
持物の大きさによって変更すれば良く、その変更量をg
とすれば、境界線の式は、次のようになる。
を、リスト5の先端に把持するワーク、塗装ガン等の把
持物の大きさによって変更すれば良く、その変更量をg
とすれば、境界線の式は、次のようになる。
a:θ5=0゜+g b:θ5=−θ4−110゜ c:θ4=0゜+g d:θ5=−180゜−g e:θ5=−θ4−250゜ f:θ4=−180゜−g 干渉領域変更量gは、第5図に示すように、リスト5
先端に把持する把持物の大きさで決まる。各gに対応す
る各直線は、gをその値としたときの把持物の大きさの
許容限界を示している。この図に基づいて、把持物の種
別番号に対応させて、あらかじめgの値を登録してお
く。
先端に把持する把持物の大きさで決まる。各gに対応す
る各直線は、gをその値としたときの把持物の大きさの
許容限界を示している。この図に基づいて、把持物の種
別番号に対応させて、あらかじめgの値を登録してお
く。
第6図は、実施例2による干渉領域チェックアルゴリ
ズムを示すものであり、マニピュレータの姿勢に対応し
て検知される座標θ4,θ5、または教示点座標θ4,θ5
につき、以下のような演算を実行する。
ズムを示すものであり、マニピュレータの姿勢に対応し
て検知される座標θ4,θ5、または教示点座標θ4,θ5
につき、以下のような演算を実行する。
まず、ステップP10において、ワークや塗装ガン等の
把持物の種別番号を用いて、干渉領域変更量gをあらか
じめ登録してあるテーブルを検索し、gの値を求める。
次に、第3図と同様にして、ステップP11〜ステップP14
でθ4,θ5のデータを−270゜+90゜の範囲へ変更す
る。そして、ステップP15でθ4,θ5の値が、g分だけ
変更された境界線c,fの外側にあるか否かを判断する。
外側ならば干渉ないとする。一方、内側ならばステップ
P16へ進み、θ4,θ5の値が変更された境界線a,dの外側
にあるか否かを判断する。外側ならば干渉なしとする。
一方、内側ならばステップP17へ進み。θ4,θ5の値が
境界線b,eの外側にあるか否かを判断する。外側ならば
干渉なしとする。一方、内側ならばステップP18へ進
み、干渉フラグをθ4,θ5に対応させてセットする。
把持物の種別番号を用いて、干渉領域変更量gをあらか
じめ登録してあるテーブルを検索し、gの値を求める。
次に、第3図と同様にして、ステップP11〜ステップP14
でθ4,θ5のデータを−270゜+90゜の範囲へ変更す
る。そして、ステップP15でθ4,θ5の値が、g分だけ
変更された境界線c,fの外側にあるか否かを判断する。
外側ならば干渉ないとする。一方、内側ならばステップ
P16へ進み、θ4,θ5の値が変更された境界線a,dの外側
にあるか否かを判断する。外側ならば干渉なしとする。
一方、内側ならばステップP17へ進み。θ4,θ5の値が
境界線b,eの外側にあるか否かを判断する。外側ならば
干渉なしとする。一方、内側ならばステップP18へ進
み、干渉フラグをθ4,θ5に対応させてセットする。
「発明の効果」 以上説明したようにこの発明によれば、ロボットマニ
ピュレータが干渉するか否かをチェックするアルゴリズ
ムが組み込まれているので、次のような効果を得ること
ができる。
ピュレータが干渉するか否かをチェックするアルゴリズ
ムが組み込まれているので、次のような効果を得ること
ができる。
(1) 教示時にオペレータが進めようとする姿勢を逐
次調べ、干渉がある場合には、ロボットをそれ以上進め
られないように制御する。これによって、オペレータが
誤操作してもロボットは干渉を起こさない。
次調べ、干渉がある場合には、ロボットをそれ以上進め
られないように制御する。これによって、オペレータが
誤操作してもロボットは干渉を起こさない。
(2) 教示されたプログラムを、データ変換機能(シ
フト変換、ミラーイメージ変換、軸シフト変換等)を用
いて変更した際に、ロボットを実際に動かしてみなくて
も、干渉を起こさずに正常に動作するか否かを確認でき
る。
フト変換、ミラーイメージ変換、軸シフト変換等)を用
いて変更した際に、ロボットを実際に動かしてみなくて
も、干渉を起こさずに正常に動作するか否かを確認でき
る。
(3) 干渉を起こすようなプログラムを誤って再生し
た場合でも、干渉する前にロボットを停止できる。
た場合でも、干渉する前にロボットを停止できる。
(4) 干渉領域を変更する機能をもたせることによっ
て、例えば、Aというワークを運ぶ教示プログラムでB
というワークを運ぶと、ワークBとアームが干渉してし
まうといったような場合でも、干渉の有無をあらかじめ
チェックすることができるので、干渉を未然に防止する
ことができる。
て、例えば、Aというワークを運ぶ教示プログラムでB
というワークを運ぶと、ワークBとアームが干渉してし
まうといったような場合でも、干渉の有無をあらかじめ
チェックすることができるので、干渉を未然に防止する
ことができる。
しかも、干渉領域を表す関数は、マニピュレータ本体
の少なくとも二軸の角度が変数とされた関数を含んでい
るため、より精密に干渉領域を求めることができ、実際
には干渉を生じないのに干渉領域とされてしまう領域を
最小限にすることができる。
の少なくとも二軸の角度が変数とされた関数を含んでい
るため、より精密に干渉領域を求めることができ、実際
には干渉を生じないのに干渉領域とされてしまう領域を
最小限にすることができる。
第1図はこの発明の実施例に係る産業用ロボットのマニ
ピュレータの構成を示す斜視図、第2図は第4軸
(θ4)と第5軸(θ5)の関係によって実施例1の動
作領域と干渉領域を表わしたグラフ、第3図は実施例1
の干渉チェックアルゴリズムを示す図、第4図は第4軸
(θ4)と第5軸(θ5)の関係によって実施例2の動
作領域と干渉領域を表わしたグラフ、第5図は干渉領域
変更量(g)と先端に把持できるものの大きさとの関係
を表わした図、第6図は実施例2の干渉チェックアルゴ
リズムを示す図である。 1……ボックス、2……ベース、3……第1アーム、4
……第2アーム、5……リスト、θ4……第4軸の回転
角、θ5……第5軸の回転角、θ6……第6軸の回転
角、a,b,c,d,e,f……干渉領域境界線、g……干渉領域
変更量(角度)。
ピュレータの構成を示す斜視図、第2図は第4軸
(θ4)と第5軸(θ5)の関係によって実施例1の動
作領域と干渉領域を表わしたグラフ、第3図は実施例1
の干渉チェックアルゴリズムを示す図、第4図は第4軸
(θ4)と第5軸(θ5)の関係によって実施例2の動
作領域と干渉領域を表わしたグラフ、第5図は干渉領域
変更量(g)と先端に把持できるものの大きさとの関係
を表わした図、第6図は実施例2の干渉チェックアルゴ
リズムを示す図である。 1……ボックス、2……ベース、3……第1アーム、4
……第2アーム、5……リスト、θ4……第4軸の回転
角、θ5……第5軸の回転角、θ6……第6軸の回転
角、a,b,c,d,e,f……干渉領域境界線、g……干渉領域
変更量(角度)。
Claims (2)
- 【請求項1】多関節型のマニピュレータ本体と、該マニ
ピュレータ本体の姿勢を表す座標を検知しつつ、あらか
じめ入力された教示点にしたがって、該マニピュレータ
本体を制御するロボットコントローラとを有し、前記マ
ニピュレータ本体が、その動作範囲内のある空間におい
て干渉を生じうる機構を有する産業用ロボットにおい
て、 前記マニピュレータ本体の機構からあらかじめ求めた前
記干渉領域を表す関数と前記マニピュレータ本体の姿勢
を表す座標とから、あるいは前記関数と前記教示点とか
ら、該マニピュレータ本体が前記干渉領域に入るか否か
を調べる過程と、 前記マニピュレータ本体が干渉領域に入る場合には、そ
の動作を制限する過程と を有し、 前記干渉領域を表す関数は、前記マニピュレータ本体の
少なくとも二軸の角度が変数とされた関数を含むことを
特徴とする産業用ロボットの干渉チェック方法。 - 【請求項2】請求項1記載の産業用ロボットの干渉チェ
ック方法において、マニピュレータ先端部に把持するワ
ーク、塗装ガン等の把持物の大きさに応じて前記関数を
変更し、変更後の関数によって前記干渉の有無をチェッ
クすることを特徴とする産業用ロボットの干渉チェック
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1235099A JP2763613B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | 産業用ロボットの干渉チェック方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1235099A JP2763613B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | 産業用ロボットの干渉チェック方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0398786A JPH0398786A (ja) | 1991-04-24 |
JP2763613B2 true JP2763613B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=16981043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1235099A Expired - Fee Related JP2763613B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | 産業用ロボットの干渉チェック方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2763613B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5941679A (en) * | 1997-10-27 | 1999-08-24 | Fanuc Robotics North America, Inc. | Automotive door opening robot assembly |
JP3811027B2 (ja) * | 2001-07-18 | 2006-08-16 | オークマ株式会社 | パラレルメカニズム機械の制御装置 |
JP6572439B2 (ja) * | 2015-12-17 | 2019-09-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 作業装置および作業装置における作業方法 |
JP7119556B2 (ja) * | 2018-05-15 | 2022-08-17 | オムロン株式会社 | 多関節ロボットの干渉判定装置、多関節ロボットの干渉判定方法、多関節ロボットの干渉判定プログラム、及び経路計画生成装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62120995A (ja) * | 1985-11-18 | 1987-06-02 | 豊田工機株式会社 | ロボツトにおける干渉防止方法 |
-
1989
- 1989-09-11 JP JP1235099A patent/JP2763613B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0398786A (ja) | 1991-04-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |