JP7081284B2 - Arithmetic logic unit, operational method, and arithmetic program - Google Patents
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Description
本件は、演算装置、演算方法、および演算プログラムに関する。 This case relates to an arithmetic unit, an arithmetic method, and an arithmetic program.
複数のロボットに協調動作を教示する技術が求められている。例えば、複数のロボットの協調動作によって柔軟物を組み付ける技術が開示されている(例えば、特許文献1,2参照)。
There is a demand for a technique for teaching cooperative movements to a plurality of robots. For example, a technique for assembling a flexible object by a cooperative operation of a plurality of robots is disclosed (see, for example,
協調動作の動作シナリオのパラメータとして、各ロボットの教示点を格納することが考えられる。しかしながら、教示点だけを格納しておいても、次の動作の実行可否や次の動作の生成ができない場合などがある。すなわち、次の動作生成に必要な情報が不足する場合がある。 It is conceivable to store the teaching points of each robot as a parameter of the operation scenario of the cooperative operation. However, even if only the teaching points are stored, there are cases where the next operation cannot be executed or the next operation cannot be generated. That is, the information necessary for generating the next operation may be insufficient.
本件は上記課題に鑑みなされたものであり、次の動作生成に必要な情報を用いることができる演算装置、演算方法、および演算プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an arithmetic unit, an arithmetic method, and an arithmetic program that can use information necessary for generating the next operation.
1つの態様では、演算装置は、複数のロボットの協調動作によって柔軟物に対してフォーミングを行うために要素作業の組み合わせを順序付けて選択された動作シナリオから1以上の前記要素作業を抽出し、抽出した前記要素作業に含まれる1以上の各動作について前記複数のロボットの教示点を生成する動作生成部と、前記教示点が生成された前記動作終了時の前記複数のロボットのフォーミング状態を保存する保存部と、を備え、前記フォーミング状態は、前記柔軟物の固定位置情報と、前記複数のロボットによる前記柔軟物の把持情報とから求まる、前記柔軟物の制御可能長を含む。 In one embodiment, the arithmetic unit extracts and extracts one or more of the elemental tasks from an motion scenario selected by ordering a combination of elemental tasks to form a flexible object by the coordinated motion of a plurality of robots. The motion generation unit that generates the teaching points of the plurality of robots for each of the one or more motions included in the element work, and the forming state of the plurality of robots at the end of the motion in which the teaching points are generated are stored. The forming state includes a storage unit, and the forming state includes a controllable length of the flexible object, which is obtained from fixed position information of the flexible object and gripping information of the flexible object by the plurality of robots.
次の動作生成に必要な情報を用いることができる。 The information required to generate the next action can be used.
以下、図面を参照しつつ、実施例について説明する。 Hereinafter, examples will be described with reference to the drawings.
図1は、実施例1に係る演算装置30を備えるロボットシステム100の概略図である。ロボットシステム100は、双腕協調動作を行う装置である。図1で例示するように、ロボットシステム100は、複数のロボット(第1ロボット10および第2ロボット20)、演算装置30、表示装置30a、制御装置40などを備える。第1ロボット10および第2ロボット20は、例えば垂直多関節アームロボットであり、双腕協調動作により製品の組立などを行う。例えば、第1ロボット10および第2ロボット20は、ケーブル等の柔軟物を把持し、ワークの所定点に固定することで組み付ける。
FIG. 1 is a schematic diagram of a
ここで、双腕協調動作について説明する。双腕協調動作は、各々のアームロボットが互いの位置および姿勢に応じて作業を行う形態である。双腕協調動作には、完全拘束協調動作および部分拘束協調動作が含まれる。完全拘束協調動作は、動作中に各アームロボットの手先位置および手先姿勢の相対変化が無い動作であり、閉リンクを構成する動作である。例えば、両手による長尺物や重量物の運搬などが含まれる。部分拘束協調動作は、手先位置および手先姿勢の相対変化が幾何学的関係で部分的に拘束される動作である。例えば、柔軟物の組み付けなどが含まれる。本実施例に係るロボットシステムは、主として部分拘束協調動作を行うが、完全拘束協調動作などの、部分拘束協調動作以外の動作を行ってもよい。また、各々のアームロボットが互いに独立して行う動作を行ってもよい。 Here, the two-arm cooperative operation will be described. The dual-arm cooperative operation is a form in which each arm robot performs work according to each other's position and posture. The two-arm coordinated motion includes a fully constrained coordinated motion and a partially constrained coordinated motion. The complete restraint cooperative operation is an operation in which there is no relative change in the hand position and the hand posture of each arm robot during the operation, and is an operation constituting a closed link. For example, the transportation of long objects and heavy objects by both hands is included. The partial constraint cooperative operation is an operation in which the relative changes in the hand position and the hand posture are partially constrained by a geometric relationship. For example, assembling flexible objects is included. The robot system according to the present embodiment mainly performs a partial constraint cooperative operation, but may perform an operation other than the partial constraint coordinated motion such as a complete constraint coordinated motion. Further, each arm robot may perform an operation independently of each other.
第1ロボット10は、複数のアームが1以上の関節を介して接続された構成を有し、先端に、柔軟物の把持、固定等を行うためのツール11を備える。当該1以上の関節は、水平旋回、上下旋回などを行う。第1ロボット10は、1以上の関節の旋回によって、ツール11の位置および姿勢を調整する。位置は、XYZ軸の3軸で表すことができる。姿勢は、XYZ軸における回転角度で表すことができる。したがって、第1ロボット10は、6自由度の動きを実現することができる。
The
第2ロボット20は、複数のアームが1以上の関節を介して接続された構成を有し、先端に、柔軟物を把持、固定等を行うためのツール21を備える。当該1以上の関節は、水平旋回、上下旋回などを行う。ツール21は、例えば、ツール11と協働してフォーミングを行う。フォーミングとは、柔軟物を所望の形状に固定する処理のことである。第2ロボット20は、1以上の関節の旋回によって、ツール21の位置および姿勢を調整する。すなわち、第2ロボット20も、6自由度の動きを実現することができる。
The
演算装置30は、第1ロボット10および第2ロボット20の動作を自動生成する。表示装置30aは、演算装置30の演算結果を表示する装置であり、ディスプレイなどである。制御装置40は、演算装置30が自動生成した動作が実現されるように、第1ロボット10および第2ロボット20の動作を制御する。具体的には、制御装置40は、第1ロボット10の関節の角度を調整することによってツール11の位置および姿勢を制御し、ツール11の動作を制御する。また、制御装置40は、第2ロボット20の関節の角度を調整することによってツール21の位置および姿勢を制御し、ツール21の動作を制御する。
The
第1ロボット10および第2ロボット20は、部分拘束協調動作を開始する際、ツール11とツール21との間で互いの位置および姿勢が相対的に固定される。その後、各動作において、ツール11とツール21との間の位置および姿勢は変化する。
When the
図2は、演算装置30のブロック図である。図2で例示するように、演算装置30は、製品情報格納部31、フォーミングルート作成部32、フォーミングルート格納部33、動作生成部34、教示点格納部35、フォーミング状態保存部36、判定部37などとして機能する。
FIG. 2 is a block diagram of the
図3(a)~図3(f)は、第1ロボット10および第2ロボット20の双腕協調動作を例示する図である。まず、図3(a)で例示するように、経由点0において、柔軟物が固定されているものとする。次に、図3(b)で例示するように、ツール11は、柔軟物を手繰るために、経由点0近傍まで移動する。次に、図3(c)で例示するように、ツール11は、柔軟物を経由点1よりも経由点2側まで手繰る。この場合、柔軟物に撓みが無いようにする。次に、図3(d)で例示するように、ツール21は、経由点1の上方まで移動する。次に、図3(e)で例示するように、ツール11は、経由点1側に移動することで、柔軟物を弛緩させる。次に、図3(f)で例示するように、ツール21は、下方に移動し、柔軟物を経由点1に抑えながら固定する。
3 (a) to 3 (f) are diagrams illustrating the dual-arm cooperative operation of the
以下、双腕協調動作の自動生成の概略について、説明する。動作生成部34は、製品情報格納部31に格納されている柔軟物情報を参照する。柔軟物情報は、例えば、柔軟物の長さ、太さなどである。次に、フォーミングルート作成部32は、ユーザによって入力されるフォーミングルートを受け取る。フォーミングルートとは、ワークに固定された柔軟物の完成型の情報である。図4は、フォーミングルートを例示する図である。図4で例示するように、フォーミングルートには、柔軟物の経由点、柔軟物の形状などが含まれている。なお、隣接する2つの経由点で確定される区間をセグメントと称する。
The outline of the automatic generation of the two-arm cooperative motion will be described below. The
次に、フォーミングルート作成部32は、入力されたフォーミングルートを実現するためのフォーミングルート情報を作成する。図5(a)は、フォーミングルート情報を例示する図である。図5(a)で例示するように、フォーミングルート作成部32は、フォーミングルートが実現されるように、経由点(番号1,2,…)に関連付けて、経由点1:P1,経由点2:P2,…の3次元位置情報(X位置、Y位置、Z位置)を作成する。また、フォーミングルート作成部32は、各経由点で柔軟物がどのような姿勢をとるかを表す3次元姿勢情報(X軸回転、Y軸回転、Z軸回転)を作成する。図5(b)で例示するように、フォーミングルート作成部32は、経由点1から経由点n(終点)までのフォーミングルート情報を作成する。なお、各経由点における3次元姿勢情報は、図5(c)で例示するような回転座標系を用いる。回転座標系において、Z軸は次の経由点に向かう方向であり、X軸は柔軟物の上向きであり、Y軸はZ軸とX軸とに直交する軸である。作成されたフォーミングルート情報は、フォーミングルート格納部33に格納される。
Next, the forming
次に、動作生成部34は、各経由点について、協調動作を生成する。動作生成部34は、着目している経由点に関してユーザが設定した動作シナリオを受け取る。動作シナリオとは、協調動作によって柔軟物に対してフォーミングを行うための情報のことである。例えば、ユーザは、動作シナリオとして、予め列挙されている要素作業の組み合わせを順序付けて選択する。図6(a)は、要素作業一覧を例示する図である。各要素作業には、1以上の動作を含む動作フローが設定されている。動作フローとは、各要素作業を行うために必要な動作を順序付けた組み合わせのことである。図6(b)は、各動作の内容を例示する図である。ユーザは、要素作業一覧に列挙されている要素作業を順序付けて組み合わせることで、動作シナリオを作成し、当該動作シナリオを動作生成部34に入力する。例えば、柔軟物を経由点に固定するためには、図3(a)~図3(f)で例示したように、「ピック」、「手繰り」、「弛緩」、および「抑え」の要素作業がこの順に選択される。次に、動作生成部34は、入力された動作シナリオを参照する。なお、弱把持とは、柔軟物を弱い力で把持する動作のことである。強把持とは、柔軟物を強い力で把持する動作のことである。中把持とは、柔軟物を中間の力で把持する動作のことである。非把持とは、柔軟物を把持していない状態を表している。
Next, the
次に、動作生成部34は、ユーザから、各要素作業の動作パラメータを受け取る。例えば、「手繰り」に関しては、柔軟物を手繰るためのツール11の移動距離、組み付け面からの高さなどのパラメータがユーザから入力される。動作パラメータは、柔軟物が、着目している経由点と隣接する次の経由点とを結ぶために必要なパラメータである。
Next, the
次に、動作生成部34は、動作シナリオから1以上の要素作業を作業順に抽出する。動作生成部34は、各要素作業について、入力された動作パラメータを用いて、教示点を計算する。教示点とは、各ロボットの3次元位置情報および3次元姿勢情報であり、動作シナリオにおいて各ロボットが停止する位置および姿勢を表す情報である。動作生成部34は、着目している経由点のフォーミングルート情報と、当該経由点に隣接する次の経由点のフォーミングルート情報とが実現されるように教示点を計算する。動作生成部34は、教示点格納部35に動作順に教示点を格納する。動作生成部34は、以上の処理を各経由点について行う。それにより、全ての経由点について、教示点が教示点格納部35に格納される。図7は、教示点格納部35に格納される教示点のテーブルを例示する図である。図7で例示するように、作業順序に、ロボットの識別情報と、3次元位置情報と、3次元姿勢情報とが格納されることになる。これにより、各動作が生成されることになる。
Next, the
図8は、動作シナリオの各要素作業と、要素作業ごとの教示点を例示する図である。図8で例示するように、「手繰り」に関して、第1ロボット10の教示点P1が算出されている。第1ロボット10の教示点P1は、柔軟物を手繰った後の第1ロボット10の3次元位置および3次元姿勢である。次に、「弛緩」に関して、第1ロボット10の教示点P2が算出されている。第1ロボット10の教示点P2は、柔軟物を弛緩させた後の第1ロボット10の3次元位置および3次元姿勢である。
FIG. 8 is a diagram illustrating each element work of the operation scenario and teaching points for each element work. As illustrated in FIG. 8, the teaching point P1 of the first
次に、「抑え」に関して、第2ロボット20の教示点P1が算出されている。第2ロボット20の教示点P1は、柔軟物を組み付け面に対して下降させた後の第2ロボット20の3次元位置および3次元姿勢である。さらに、第2ロボット20の教示点P2が算出されている。第2ロボット20の教示点P2は、柔軟物を経由点に対して固定させた後の第2ロボット20の3次元位置および3次元姿勢である。
Next, regarding "suppression", the teaching point P1 of the second
図9は、第1ロボット10および第2ロボット20が行う一連の動作シナリオの各要素作業と、要素作業ごとの教示点を例示する図である。図9で例示するように、セグメントごとに、動作シナリオの各要素作業と、要素作業ごとの教示点とが算出される。
FIG. 9 is a diagram illustrating each element work of a series of operation scenarios performed by the
演算装置30は、ロボットシミュレータ50に、教示点格納部35に格納されている教示点情報を出力する。また、ロボットシミュレータ50は、製品情報格納部31から3Dモデルデータを受け取る。3Dモデルデータは、第1ロボット10および第2ロボット20を仮想的に実現するために必要なデータである。ロボットシミュレータ50は、教示点情報および3Dモデルデータを用いて、第1ロボット10および第2ロボット20の協調動作を仮想的に実現する。ロボットシミュレータ50のシミュレーションを確認することで、第1ロボット10および第2ロボット20の動作を確認することができる。または、ロボットシミュレータ50を用いずに、制御装置40が教示点情報を受け取り、第1ロボット10および第2ロボット20に実際に動作を行わせてもよい。この場合においても、第1ロボット10および第2ロボット20の動作を確認することができる。
The
ここで、動作生成として動作シナリオから教示点のみを計算する場合には、次の動作の実行可否や次の動作の生成ができない場合などがある。すなわち、次の動作生成に必要な情報が不足する場合がある。 Here, when only the teaching points are calculated from the operation scenario as the operation generation, there are cases where the next operation can be executed or the next operation cannot be generated. That is, the information necessary for generating the next operation may be insufficient.
図10(a)は、動作シナリオの各動作を例示する図である。図10(a)の例では、柔軟物をピックしてから手繰りを行う。この場合、ピックの最後の動作(強把持)によって柔軟物が把持されているため、次の手繰り作業は実行可能である。これに対して、図10(b)の動作シナリオでは、初期移動の後に手繰りが行われることになる。この場合、初期移動の腕移動の終了時点で柔軟物が把持されていない。したがって、次の手繰り作業は実行できないことになる。 FIG. 10A is a diagram illustrating each operation of the operation scenario. In the example of FIG. 10 (a), the flexible object is picked and then the procedure is performed. In this case, since the flexible object is gripped by the final movement of the pick (strong grip), the next manual pulling operation can be performed. On the other hand, in the operation scenario of FIG. 10B, the procedure is performed after the initial movement. In this case, the flexible object is not grasped at the end of the arm movement of the initial movement. Therefore, the next manual operation cannot be performed.
図11(a)は、動作シナリオの動作が重複しない場合を例示する図である。図11(a)の例では、ピック「強」によって柔軟物を強把持してから手繰りを行う。この場合、強把持の後に中把持が行われるため、動作が重複しない。これに対して、図11(b)の例では、ピック「中」によって柔軟物を中把持してから手繰りを行うことになる。この場合、柔軟物の中把持を行った後に、手繰りのための中把持を再度行うことになる。したがって、連続する2つの動作が重複することになる。 FIG. 11A is a diagram illustrating a case where the operations of the operation scenarios do not overlap. In the example of FIG. 11A, the flexible object is strongly gripped by the pick “strong”, and then the hand is carried out. In this case, since the medium grip is performed after the strong grip, the operations do not overlap. On the other hand, in the example of FIG. 11B, the flexible object is gripped in the middle by the pick “middle”, and then the hand is carried out. In this case, after the middle grip of the flexible object is performed, the middle grip for hand-carrying is performed again. Therefore, two consecutive operations overlap.
図12(a)は、倣い作業を例示する図である。倣いにおいては、図12(a)で例示するように柔軟物を固定位置で固定させるか一方のハンドで把持したうえで、壁などに沿って柔軟物を這わせることになる。図12(a)の例は、経由点Nで柔軟物が曲げられるため、固定点から経由点Nまで柔軟物を這わせる前の制御可能柔軟物長より、固定点から経由点Nまで柔軟物を這わせた後の制御可能柔軟物長が短くなる。制御可能柔軟物長とは、柔軟物の一方を把持などで固定した場合に、他方を移動等させる場合の制御可能長のことである。図12(a)の例では、動作の途中で制御可能柔軟物長が変化しても、柔軟物を目的点まで這わせることができる。これに対して、図12(b)は、制御可能柔軟物長が目的点までの距離よりも短いために、倣いを実行できない場合を例示している。図12(c)は、動作の途中で制御可能柔軟物長が変化することで、倣いを実行できなくなる場合があることを例示している。したがって、次の動作を生成するために、制御可能柔軟物長を計算しておくことが好ましい。 FIG. 12A is a diagram illustrating a copying operation. In the imitation, as illustrated in FIG. 12A, the flexible object is fixed at a fixed position or gripped by one hand, and then the flexible object is crawled along a wall or the like. In the example of FIG. 12 (a), since the flexible object is bent at the transit point N, the flexible object is flexible from the fixed point to the transit point N from the controllable flexible object length before the flexible object is crawled from the fixed point to the transit point N. The controllable flexible object length after crawling is shortened. The controllable flexible object length is a controllable length when one of the flexible objects is fixed by gripping or the like and the other is moved or the like. In the example of FIG. 12A, even if the controllable flexible object length changes during the operation, the flexible object can be made to crawl to the target point. On the other hand, FIG. 12B illustrates a case where the copy cannot be executed because the controllable flexible object length is shorter than the distance to the target point. FIG. 12 (c) illustrates that copying may not be possible due to a change in the controllable flexible object length during the operation. Therefore, it is preferable to calculate the controllable flexible object length in order to generate the next motion.
そこで、本実施例においては、動作生成部34は、教示点を計算した各動作終了時の第1ロボット10および第2ロボット20による柔軟物のフォーミング状態をフォーミング状態保存部36に保存しておく。図13で例示するように、動作生成部34は、教示点だけではなく、1つ前の動作終了時点のフォーミング状態を参照し、次の動作の入力情報として活用する。図13の例では、動作生成部34は、腕移動動作終了時のフォーミング状態を保存する。次に、動作生成部34は、当該フォーミング状態を参照して強把持動作に入力情報として活用する。以下同様に、動作終了時のフォーミング状態を保存しておき、次の動作の入力情報として活用する。表1は、保存されるフォーミング状態を例示する図である。表1で例示するように、フォーミング状態は、例えば、柔軟物の把持情報、柔軟物の最終固定位置情報、制御可能柔軟物長などを含む。
柔軟物の把持情報には、柔軟物の把持状態(強把持、中把持、弱把持、非把持)、柔軟物原点からの柔軟物把持長さ、柔軟物原点からの3次元空間把持位置・姿勢などが含まれる。図14(a)の例では、経由点0が原点であるため、柔軟物把持長さは、L0+L1である。なお、柔軟物把持情報は、先行ハンドおよび後続ハンドのそれぞれについて計算して保存される。先行ハンドとは、柔軟物に対して先に作業を行っているハンドのことである。後続ハンドとは、先行ハンドの後に作業を行うハンドのことである。図14(a)の例では、柔軟物を把持しているハンドが先行ハンドであり、柔軟物に対して押さえを行うハンドが後続ハンドである。
The grip information of the flexible object includes the gripping state of the flexible object (strong grip, medium grip, weak grip, non-grip), the grip length of the flexible object from the origin of the flexible object, and the three-dimensional space grip position / posture from the origin of the flexible object. Etc. are included. In the example of FIG. 14A, since the
柔軟物の最終固定位置情報には、柔軟物原点からの柔軟物の固定位置までの長さ(柔軟物組付長さ)、柔軟物原点からの3次元空間固定位置・姿勢などが含まれる。図14(b)の例では、経由点0から最終固定位置までの距離(L0+L2)が柔軟物組付長さとして計算され保存される。
The final fixed position information of the flexible object includes the length from the origin of the flexible object to the fixed position of the flexible object (flexible object assembly length), the three-dimensional space fixed position / posture from the origin of the flexible object, and the like. In the example of FIG. 14B, the distance (L0 + L2) from the
制御可能柔軟物長は、柔軟物把持情報および最終固定位置情報から算出することができる。制御可能柔軟物長は、いずれかのロボットが柔軟物を把持している状態において計算することができる。制御可能柔軟物長は、先行ハンド情報(先行ハンドか否か)と、第1ロボット10および第2ロボット20の柔軟物把持情報内にある柔軟物把持長さと、柔軟物組付情報にある柔軟物組付長さとから計算することができる。図14(c)の例では、第1ロボット10の把持位置から第2ロボット20の把持位置までの長さが制御可能柔軟物長となる。図14(d)の例では、最終固定位置である経由点2から第2ロボット20の把持位置までの長さが制御可能柔軟物長となる。
The controllable flexible object length can be calculated from the flexible object grip information and the final fixed position information. The controllable flexible object length can be calculated while any robot is holding the flexible object. The controllable flexible object length is the flexible object gripping length in the preceding hand information (whether or not it is the preceding hand), the flexible object gripping information in the
判定部37は、フォーミング状態保存部36に保存されたフォーミング状態を用いて、次の動作が実行可能であるか否かを判定する。図15(a)は、図10(b)と同様の図であり、実行できない動作を例示する図である。本実施例においては、図15(b)で例示するように、判定部37は、初期移動の要素作業に含まれる腕移動動作終了時のフォーミング状態を参照する。判定部37は、フォーミング状態の柔軟物把持情報から、柔軟物の把持状態が取得可能である。この場合、手繰りの直前の動作終了時の把持状態が非把持であるため、判定部37は、手繰りの最初の動作が実行不可であると判定する。表示装置30aは、手繰りの最初の動作が実行不可である旨の情報を表示する。それにより、設計者は、どの要素作業が実行不可であるかを把握することができる。
The
図16(a)は、図11(b)と同様の図であり、連続する2つの動作が重複する場合を例示する図である。本実施例においては、図16(b)で例示するように、動作生成部34は、ピックの要素作業に含まれる中把持動作終了時のフォーミング状態を参照する。動作生成部34は、柔軟物把持情報から、柔軟物把持状態を取得する。この場合、ピックの最後の動作終了時の把持状態と手繰りの最初の動作とが重複するため、動作生成部34は、中把持動作が重複していると判定する。動作生成部34は、手繰りの中把持動作を省略することで、動作シナリオの動作を変更する。
FIG. 16A is a diagram similar to FIG. 11B, and is a diagram illustrating a case where two consecutive operations overlap. In this embodiment, as illustrated in FIG. 16B, the
動作生成部34は、フォーミング状態に含まれる柔軟物把持情報と、最終固定位置情報とから、制御可能柔軟物長を算出する。それにより、動作生成部34は、次の動作を生成することができる、すなわち、次の動作の教示点を適切に計算することができる。
The
以下、ユーザが入力する動作シナリオに基づく、動作生成処理の一例について説明する。図17は、動作シナリオに基づく動作生成処理のフローチャートを例示する図である。図17のフローチャートの実行前に、ユーザによってフォーミングルートが入力され、各経由点について動作シナリオが入力されている。動作生成部34は、1以上の経由点から、未処理の経由点を抽出する(ステップS1)。次に、動作生成部34は、経由点が存在するか否かを判定する(ステップS2)。ステップS2で「No」と判定された場合、全ての経由点についての処理が終了したことになるため、フローチャートの実行が終了する。
Hereinafter, an example of the operation generation process based on the operation scenario input by the user will be described. FIG. 17 is a diagram illustrating a flowchart of an operation generation process based on an operation scenario. Before the execution of the flowchart of FIG. 17, the forming route is input by the user, and the operation scenario is input for each waypoint. The
ステップS2で「Yes」と判定された場合、動作生成部34は、抽出した経由点の動作シナリオを抽出する(ステップS3)。次に、動作生成部34は、抽出した動作シナリオから未処理の要素作業を抽出する(ステップS4)。次に、動作生成部34は、要素作業が存在するか否かを判定する(ステップS5)。ステップS5で「No」と判定された場合、ステップS1から再度実行される。
If it is determined as "Yes" in step S2, the
ステップS5で「Yes」と判定された場合、判定部37は、フォーミング状態保存部36に保存されているフォーミング状態を参照し、1つ前の動作終了時のフォーミング状態から、抽出した要素作業の実行が成立するか否かを判定する(ステップS6)。1つ前の動作が無ければ、把持状態は非把持状態である。1つ前の動作終了時のフォーミング状態が保存されていれば、当該フォーミング状態から把持状態を抽出することができる。図18は、各要素作業を実行するために、1つ前の動作終了時に満たしていなければならない柔軟物把持状態を例示する図である。例えば、手繰りを実行するためには、1つ前の動作終了時に非把持状態であれば、実行できないと判定される。ステップS6で「No」と判定された場合、表示装置30aはステップS5で抽出した要素作業が実行不可である旨の表示を行う(ステップS7)。その後、フローチャートの実行が終了する。
When it is determined as "Yes" in step S5, the
ステップS6で「Yes」と判定された場合、動作生成部34は、フォーミング状態に応じて、要素作業の動作フローを変更する(ステップS8)。例えば、図19は、各要素作業の動作フロー構成を例示する図である。フォーミング状態を参照すれば、1つ前の動作終了時の柔軟物の把持状態と、今回の動作フローの最初の動作とが重複しているか否かを判定することができる。1つ前の動作終了時の把持状態と今回の動作フローの最初の動作とが重複している場合には、動作生成部34は、今回の動作フローの最初の動作を省略する。
If it is determined as "Yes" in step S6, the
次に、動作生成部34は、動作フローから未処理の動作を抽出する(ステップS9)。次に、動作生成部34は、抽出した動作において、制御可能柔軟物長の計算が必要か否かを判定する(ステップS10)。図20は、制御可能柔軟物長の計算が必要な要素作業と、制御可能柔軟物長の計算が不要な要素作業とを例示する図である。
Next, the
ステップS10で「Yes」と判定された場合、動作生成部34は、制御可能柔軟物長を計算する(ステップS11)。ステップS10で「No」と判定された場合またはステップS11の実行後、動作生成部34は、各動作パラメータに応じて、ツール11およびツール21の位置を教示点格納部35に教示点を格納する(ステップS12)。例えば、図21(a)で例示するように、経由点Nで制御可能長が変化する場合に、当該変化を考慮して教示点を計算することができる。また、図21(b)で例示するように、経由点Nで把持している場合の制御可能柔軟物長を考慮して教示点を計算することができる。
If it is determined as "Yes" in step S10, the
次に、動作生成部34は、今回の動作終了時点におけるフォーミング状態を計算し、フォーミング状態保存部36に保存する(ステップS13)。次に、動作生成部34は、全ての動作フローについてフォーミング状態を計算したか否かを判定する(ステップS14)。ステップS14で「No」と判定された場合、ステップS9から再度実行される。ステップS14で「Yes」と判定された場合、ステップS3から再度実行される。
Next, the
図22は、演算装置30のハードウェア構成を例示するブロック図である。図22で例示するように、演算装置30は、CPU101、RAM102、記憶装置103、入力機器104などを備える。これらの各機器は、バスなどによって接続されている。CPU(Central Processing Unit)101は、中央演算処理装置である。CPU101は、1以上のコアを含む。RAM(Random Access Memory)102は、CPU101が実行するプログラム、CPU101が処理するデータなどを一時的に記憶する揮発性メモリである。記憶装置103は、不揮発性記憶装置である。記憶装置103として、例えば、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリなどのソリッド・ステート・ドライブ(SSD)、ハードディスクドライブに駆動されるハードディスクなどを用いることができる。入力機器104は、ユーザがデータを入力するための機器などであり、例えば、キーボード、マウスなどである。
FIG. 22 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the
CPU101が記憶装置103に記憶されている演算プログラムを実行することによって、図2で例示するように、演算装置30内に製品情報格納部31、フォーミングルート作成部32、フォーミングルート格納部33、動作生成部34、教示点格納部35、フォーミング状態保存部36および判定部37が実現される。なお、演算装置30は、専用の回路などのハードウェアであってもよい。
By executing the arithmetic program stored in the
(他の例)
図23は、ロボットシステムの他の例を表す図である。図23で例示するように、ロボットシステムは、制御装置40が、インターネットなどの電気通信回線301を通じてクラウド302と接続された構成を有する。クラウド302は、図22のCPU101、RAM102、記憶装置103、入力機器104などを備え、演算装置30としての機能を実現する。
(Other examples)
FIG. 23 is a diagram showing another example of the robot system. As illustrated in FIG. 23, the robot system has a configuration in which the
本実施例によれば、教示点を生成するとともに、教示点が生成された動作の終了時のフォーミング状態が保存される。フォーミング状態を保存しておくことで、当該フォーミング状態を次の動作生成に必要な情報として用いることができる。例えば、フォーミング状態に含まれる柔軟物把持情報を用いれば、次の動作が実行可能であるか否かを判定することができる。また、フォーミング状態に含まれる柔軟物把持情報を用いれば、1つ前の動作終了時の把持状態と次の動作とが重複しているか否かを判定することができる。1つ前の動作と次の動作とが重複していれば、次の動作を省略することができる。それにより、無駄な動作を省略した主に時間効率の高い動作を生成することができる。また、フォーミング状態として制御可能ケーブル長を計算しておくことで、制御可能ケーブル長が必要な動作の教示点を算出することができる。すなわち、動作生成が可能となる。 According to this embodiment, the teaching point is generated, and the forming state at the end of the operation in which the teaching point is generated is saved. By saving the forming state, the forming state can be used as information necessary for generating the next operation. For example, by using the flexible object gripping information included in the forming state, it is possible to determine whether or not the next operation is feasible. Further, by using the flexible object gripping information included in the forming state, it is possible to determine whether or not the gripping state at the end of the previous operation and the next operation overlap. If the previous operation and the next operation overlap, the next operation can be omitted. As a result, it is possible to generate mainly time-efficient operations that omit unnecessary operations. Further, by calculating the controllable cable length as the forming state, it is possible to calculate the teaching point of the operation in which the controllable cable length is required. That is, motion generation becomes possible.
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the examples of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific examples thereof, and various modifications and variations are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
10 第1ロボット
11 ツール
20 第2ロボット
21 ツール
30 演算装置
30a 表示装置
31 製品情報格納部
32 フォーミングルート作成部
33 フォーミングルート格納部
34 動作生成部
35 教示点格納部
36 フォーミング状態保存部
37 判定部
40 制御装置
50 ロボットシミュレータ
100 ロボットシステム
10
Claims (10)
前記教示点が生成された前記動作終了時の前記複数のロボットのフォーミング状態を保存する保存部と、を備え、
前記フォーミング状態は、前記柔軟物の固定位置情報と、前記複数のロボットによる前記柔軟物の把持情報とから求まる、前記柔軟物の制御可能長を含むことを特徴とする演算装置。 One or more of the elemental works are extracted from the motion scenarios selected by ordering the combination of the elemental works in order to form the flexible object by the cooperative operation of a plurality of robots, and one or more included in the extracted elemental works. The motion generation unit that generates the teaching points of the plurality of robots for each motion of
A storage unit for storing the forming state of the plurality of robots at the end of the operation in which the teaching point is generated is provided .
The forming state is an arithmetic unit including the controllable length of the flexible object, which is obtained from the fixed position information of the flexible object and the gripping information of the flexible object by the plurality of robots .
前記判定部は、前記最後の動作終了時の前記把持情報に応じて、前記実行可否を判定することを特徴とする請求項2記載の演算装置。 The forming state includes gripping information of the flexible object by the plurality of robots.
The arithmetic unit according to claim 2, wherein the determination unit determines whether or not the execution is possible according to the gripping information at the end of the last operation.
前記動作生成部は、いずれかの要素作業を抽出した場合に、抽出した当該要素作業の1つ前の要素作業の最後の動作終了時の前記フォーミング状態を参照し、抽出した当該要素作業の最初の動作と前記最後の動作終了時の前記複数のロボットによる前記柔軟物の把持状態とが重複する場合に、前記最初の動作を省略することを特徴とする請求項1記載の演算装置。 The forming state includes gripping information of the flexible object by the plurality of robots.
When any element work is extracted, the motion generation unit refers to the forming state at the end of the last operation of the element work immediately before the extracted element work, and is the first of the extracted element work. The arithmetic unit according to claim 1, wherein the first operation is omitted when the operation of the above and the gripping state of the flexible object by the plurality of robots at the end of the last operation overlap.
前記教示点が生成された前記動作終了時の前記複数のロボットのフォーミング状態を保存する、処理をコンピュータが実行し、
前記フォーミング状態は、前記柔軟物の固定位置情報と、前記複数のロボットによる前記柔軟物の把持情報とから求まる、前記柔軟物の制御可能長を含むことを特徴とする演算方法。 One or more of the elemental works are extracted from the motion scenarios selected by ordering the combination of the elemental works in order to form the flexible object by the cooperative operation of a plurality of robots, and the extracted elemental works are included in one. For each of the above movements, the teaching points of the plurality of robots are generated.
A computer executes a process of saving the forming state of the plurality of robots at the end of the operation in which the teaching point is generated.
The forming state is a calculation method including the controllable length of the flexible object, which is obtained from the fixed position information of the flexible object and the gripping information of the flexible object by the plurality of robots .
複数のロボットの協調動作によって柔軟物に対してフォーミングを行うために要素作業の組み合わせを順序付けて選択された動作シナリオから1以上の前記要素作業を抽出し、抽出した前記要素作業に含まれる1以上の各動作について前記複数のロボットの教示点を生成する処理と、
前記教示点が生成された前記動作終了時の前記複数のロボットのフォーミング状態を保存する処理と、を実行させ、
前記フォーミング状態は、前記柔軟物の固定位置情報と、前記複数のロボットによる前記柔軟物の把持情報とから求まる、前記柔軟物の制御可能長を含むことを特徴とする演算プログラム。 On the computer
One or more of the elemental works are extracted from the motion scenarios selected by ordering the combination of the elemental works in order to form the flexible object by the cooperative operation of a plurality of robots, and one or more included in the extracted elemental works. The process of generating the teaching points of the plurality of robots for each operation of
The process of saving the forming state of the plurality of robots at the end of the operation in which the teaching point is generated is executed .
The forming state is an arithmetic program including the controllable length of the flexible object, which is obtained from the fixed position information of the flexible object and the gripping information of the flexible object by the plurality of robots .
前記教示点が生成された前記動作終了時の前記複数のロボットのフォーミング状態を保存する保存部と、を備え、A storage unit for storing the forming state of the plurality of robots at the end of the operation in which the teaching point is generated is provided.
前記フォーミング状態は、前記複数のロボットによる前記柔軟物の把持情報を含み、The forming state includes gripping information of the flexible object by the plurality of robots.
前記把持情報は、前記柔軟物の把持状態、前記柔軟物原点からの柔軟物把持長さ、ならびに前記柔軟物原点からの3次元空間把持位置及び姿勢、の少なくとも1つを含むことを特徴とする演算装置。The gripping information is characterized by including at least one of the gripping state of the flexible object, the gripping length of the flexible object from the origin of the flexible object, and the three-dimensional space gripping position and posture from the origin of the flexible object. Arithmetic logic unit.
前記教示点が生成された前記動作終了時の前記複数のロボットのフォーミング状態を保存する、処理をコンピュータが実行し、A computer executes a process of saving the forming state of the plurality of robots at the end of the operation in which the teaching point is generated.
前記フォーミング状態は、前記複数のロボットによる前記柔軟物の把持情報を含み、The forming state includes gripping information of the flexible object by the plurality of robots.
前記把持情報は、前記柔軟物の把持状態、前記柔軟物原点からの柔軟物把持長さ、ならびに前記柔軟物原点からの3次元空間把持位置及び姿勢、の少なくとも1つを含むことを特徴とする演算方法。The gripping information is characterized by including at least one of the gripping state of the flexible object, the gripping length of the flexible object from the origin of the flexible object, and the three-dimensional space gripping position and posture from the origin of the flexible object. Calculation method.
複数のロボットの協調動作によって柔軟物に対してフォーミングを行うために要素作業の組み合わせを順序付けて選択された動作シナリオから1以上の前記要素作業を抽出し、抽出した前記要素作業に含まれる1以上の各動作について前記複数のロボットの教示点を生成する処理と、One or more of the elemental works are extracted from the motion scenarios selected by ordering the combination of the elemental works in order to form the flexible object by the cooperative operation of a plurality of robots, and one or more included in the extracted elemental works. The process of generating the teaching points of the plurality of robots for each operation of
前記教示点が生成された前記動作終了時の前記複数のロボットのフォーミング状態を保存する処理と、を実行させ、The process of saving the forming state of the plurality of robots at the end of the operation in which the teaching point is generated is executed.
前記フォーミング状態は、前記複数のロボットによる前記柔軟物の把持情報を含み、The forming state includes gripping information of the flexible object by the plurality of robots.
前記把持情報は、前記柔軟物の把持状態、前記柔軟物原点からの柔軟物把持長さ、ならびに前記柔軟物原点からの3次元空間把持位置及び姿勢、の少なくとも1つを含むことを特徴とする演算プログラム。The gripping information is characterized by including at least one of the gripping state of the flexible object, the gripping length of the flexible object from the origin of the flexible object, and the three-dimensional space gripping position and posture from the origin of the flexible object. Arithmetic program.
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