JPH05134732A - 干渉回避経路生成方法 - Google Patents
干渉回避経路生成方法Info
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- JPH05134732A JPH05134732A JP29557391A JP29557391A JPH05134732A JP H05134732 A JPH05134732 A JP H05134732A JP 29557391 A JP29557391 A JP 29557391A JP 29557391 A JP29557391 A JP 29557391A JP H05134732 A JPH05134732 A JP H05134732A
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- temporary
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- avoidance
- avoidance point
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロボットの動作プログラムにおいて、干渉回
避経路の自動生成を短時間で行うことを目的とする。 【構成】 ロボットの初期位置と最終位置との間でロボ
ットが他の物体と干渉するとき、干渉領域の直前位置及
び直後位置の間に仮の回避点を求める（Ｓ１２）。その
仮の回避点と初期位置との間で干渉があるときは（Ｓ１
４）、直前位置と仮の回避点との間で干渉があるか否か
を判別し（Ｓ１５）、干渉があるときは直前位置を初期
位置とみなし、また仮の回避点を最終位置とみなして仮
の回避点を求め直し、干渉がない場合を探索する（Ｓ１
９）。このようにして初期位置と仮の回避点を結ぶ経路
を確立し、続いて、同様にして仮の回避点と最終位置を
結ぶ経路を確立する（Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ２１）。これ
により、干渉回避経路が初期位置、回避点及び最終位置
を結ぶ経路として生成される（Ｓ１８）。
避経路の自動生成を短時間で行うことを目的とする。 【構成】 ロボットの初期位置と最終位置との間でロボ
ットが他の物体と干渉するとき、干渉領域の直前位置及
び直後位置の間に仮の回避点を求める（Ｓ１２）。その
仮の回避点と初期位置との間で干渉があるときは（Ｓ１
４）、直前位置と仮の回避点との間で干渉があるか否か
を判別し（Ｓ１５）、干渉があるときは直前位置を初期
位置とみなし、また仮の回避点を最終位置とみなして仮
の回避点を求め直し、干渉がない場合を探索する（Ｓ１
９）。このようにして初期位置と仮の回避点を結ぶ経路
を確立し、続いて、同様にして仮の回避点と最終位置を
結ぶ経路を確立する（Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ２１）。これ
により、干渉回避経路が初期位置、回避点及び最終位置
を結ぶ経路として生成される（Ｓ１８）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はロボットが作業中に他の
物体と干渉しないようにロボットの動作経路を生成する
干渉回避経路生成方法に関し、特に干渉回避経路の自動
生成を短時間で行うことができる干渉回避経路生成方法
に関する。
物体と干渉しないようにロボットの動作経路を生成する
干渉回避経路生成方法に関し、特に干渉回避経路の自動
生成を短時間で行うことができる干渉回避経路生成方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ロボットは産業上の様々な分野で
使用されるようになり、それに伴って、より使いやすい
ものが要求されてきている。ところで、オフラインシス
テムにおいてロボットの動作プログラムを作成する際、
ロボットが他の物体と干渉する場合は、その干渉は予め
オペレータに通知されるようになっている。その場合、
オペレータはディスプレー上で干渉の状況を把握し、そ
の干渉を避ける経路を指定することで、ロボットの動作
プログラムが修正され、干渉を回避した動作経路が作成
される。このように、ロボットの動作プログラム作成時
に干渉が生じるとオペレータによる修正作業が必要にな
る。
使用されるようになり、それに伴って、より使いやすい
ものが要求されてきている。ところで、オフラインシス
テムにおいてロボットの動作プログラムを作成する際、
ロボットが他の物体と干渉する場合は、その干渉は予め
オペレータに通知されるようになっている。その場合、
オペレータはディスプレー上で干渉の状況を把握し、そ
の干渉を避ける経路を指定することで、ロボットの動作
プログラムが修正され、干渉を回避した動作経路が作成
される。このように、ロボットの動作プログラム作成時
に干渉が生じるとオペレータによる修正作業が必要にな
る。
【０００３】一方、干渉が生じる場合は、物体との重度
の干渉は稀であり、通常は、ロボットの一部が軽度に干
渉する場合が多い。このような場合、オペレータの修正
作業によらず、自動的に短時間で干渉回避経路の動作プ
ログラムが生成されることが望まれる。そこで、例えば
コンフィギュレーション法やエネルギ法などの干渉回避
経路の自動生成方法が提案されている。
の干渉は稀であり、通常は、ロボットの一部が軽度に干
渉する場合が多い。このような場合、オペレータの修正
作業によらず、自動的に短時間で干渉回避経路の動作プ
ログラムが生成されることが望まれる。そこで、例えば
コンフィギュレーション法やエネルギ法などの干渉回避
経路の自動生成方法が提案されている。
【０００４】コンフィギュレーション法は、通常の３次
元空間をいったんコンフィギュレーション空間に射影
し、そのコンフィギュレーション空間において初期姿勢
から最終姿勢までを干渉領域を避けて結ぶ経路を探索す
る方法である。また、エネルギ法は、各物体にその物体
に近づくと高くなるようなポテンシャルを想定し、その
ポテンシャル値が低くなるような経路をとることで干渉
回避経路を求める方法である。
元空間をいったんコンフィギュレーション空間に射影
し、そのコンフィギュレーション空間において初期姿勢
から最終姿勢までを干渉領域を避けて結ぶ経路を探索す
る方法である。また、エネルギ法は、各物体にその物体
に近づくと高くなるようなポテンシャルを想定し、その
ポテンシャル値が低くなるような経路をとることで干渉
回避経路を求める方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、コンフィギュ
レーション法では、一般にコンフィギュレーション空間
をメッシュとして扱うため、計算速度が遅く計算に非常
に時間が掛かる。また、エネルギ法でも同様に解を求め
るのに多大の時間を要する。このため、ロボットの一部
が軽度に干渉する場合でも、これらの干渉回避経路の自
動生成方法を使用するとかえって長時間を要することと
なり、結局オペレータの修正作業にたよらざるを得なか
った。
レーション法では、一般にコンフィギュレーション空間
をメッシュとして扱うため、計算速度が遅く計算に非常
に時間が掛かる。また、エネルギ法でも同様に解を求め
るのに多大の時間を要する。このため、ロボットの一部
が軽度に干渉する場合でも、これらの干渉回避経路の自
動生成方法を使用するとかえって長時間を要することと
なり、結局オペレータの修正作業にたよらざるを得なか
った。
【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、干渉回避経路の自動生成を短時間で行うこと
ができる干渉回避経路生成方法を提供することを目的と
する。
のであり、干渉回避経路の自動生成を短時間で行うこと
ができる干渉回避経路生成方法を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、ロボットが作業中に他の物体と干渉しな
いようにロボットの動作経路を生成する干渉回避経路生
成方法において、ロボットの初期位置と最終位置との間
で前記ロボットが他の物体と干渉するとき、前記干渉が
生じる干渉領域の直前位置及び直後位置の間に仮の回避
点を求め、前記初期位置と前記仮の回避点との間で前記
干渉があるとき、前記直前位置と前記仮の回避点との間
で前記干渉があるか否かを判別し、前記直前位置と前記
仮の回避点との間で前記干渉があるとき、前記直前位置
を前記初期位置とし前記仮の回避点を前記最終位置とし
て前記仮の回避点を求め直し、前記初期位置と前記仮の
回避点との間または前記直前位置と前記仮の回避点との
間で前記干渉がないとき、前記仮の回避点と前記最終位
置との間で前記干渉があるか否かを判別し、前記仮の回
避点と前記最終位置との間で前記干渉があるとき、前記
仮の回避点と前記直後位置との間で前記干渉があるか否
かを判別し、前記仮の回避点と前記直後位置との間で前
記干渉があるとき、前記仮の回避点を前記初期位置とし
前記直後位置を前記最終位置として前記仮の回避点を求
め直し、前記仮の回避点と前記最終位置との間または前
記仮の回避点と前記直後位置との間で前記干渉がないと
き、前記仮の回避点を回避点として設定し、前記初期位
置，前記回避点及び前記最終位置を結ぶ経路をロボット
の干渉回避経路とすることを特徴とする干渉回避経路生
成方法が、提供される。
決するために、ロボットが作業中に他の物体と干渉しな
いようにロボットの動作経路を生成する干渉回避経路生
成方法において、ロボットの初期位置と最終位置との間
で前記ロボットが他の物体と干渉するとき、前記干渉が
生じる干渉領域の直前位置及び直後位置の間に仮の回避
点を求め、前記初期位置と前記仮の回避点との間で前記
干渉があるとき、前記直前位置と前記仮の回避点との間
で前記干渉があるか否かを判別し、前記直前位置と前記
仮の回避点との間で前記干渉があるとき、前記直前位置
を前記初期位置とし前記仮の回避点を前記最終位置とし
て前記仮の回避点を求め直し、前記初期位置と前記仮の
回避点との間または前記直前位置と前記仮の回避点との
間で前記干渉がないとき、前記仮の回避点と前記最終位
置との間で前記干渉があるか否かを判別し、前記仮の回
避点と前記最終位置との間で前記干渉があるとき、前記
仮の回避点と前記直後位置との間で前記干渉があるか否
かを判別し、前記仮の回避点と前記直後位置との間で前
記干渉があるとき、前記仮の回避点を前記初期位置とし
前記直後位置を前記最終位置として前記仮の回避点を求
め直し、前記仮の回避点と前記最終位置との間または前
記仮の回避点と前記直後位置との間で前記干渉がないと
き、前記仮の回避点を回避点として設定し、前記初期位
置，前記回避点及び前記最終位置を結ぶ経路をロボット
の干渉回避経路とすることを特徴とする干渉回避経路生
成方法が、提供される。
【０００８】
【作用】ロボットの初期位置と最終位置との間でロボッ
トが他の物体と干渉するとき、干渉が生じる干渉領域の
直前位置及び直後位置の間に仮の回避点を求める。その
仮の回避点と初期位置との間で干渉があるときは、直前
位置と仮の回避点との間で干渉があるか否かを判別す
る。その直前位置と仮の回避点との間で干渉があると
き、直前位置を初期位置とみなし、また仮の回避点を最
終位置とみなして仮の回避点を求め直し、干渉がない場
合を探索する。
トが他の物体と干渉するとき、干渉が生じる干渉領域の
直前位置及び直後位置の間に仮の回避点を求める。その
仮の回避点と初期位置との間で干渉があるときは、直前
位置と仮の回避点との間で干渉があるか否かを判別す
る。その直前位置と仮の回避点との間で干渉があると
き、直前位置を初期位置とみなし、また仮の回避点を最
終位置とみなして仮の回避点を求め直し、干渉がない場
合を探索する。
【０００９】一方、初期位置と仮の回避点との間または
直前位置と仮の回避点との間で干渉がないときは、その
初期位置と仮の回避点を結ぶ経路、または初期位置と直
前位置と仮の回避点を結ぶ経路を干渉回避経路として確
立し、続いて、仮の回避点と最終位置との間で干渉があ
るか否かを判別する。仮の回避点と最終位置との間で干
渉があるとき、仮の回避点と直後位置との間で干渉があ
るか否かを判別する。その仮の回避点と直後位置との間
で干渉があるとき、仮の回避点を初期位置とみなし、ま
た直後位置を最終位置とみなして仮の回避点を求め直
し、干渉がない場合を探索する。
直前位置と仮の回避点との間で干渉がないときは、その
初期位置と仮の回避点を結ぶ経路、または初期位置と直
前位置と仮の回避点を結ぶ経路を干渉回避経路として確
立し、続いて、仮の回避点と最終位置との間で干渉があ
るか否かを判別する。仮の回避点と最終位置との間で干
渉があるとき、仮の回避点と直後位置との間で干渉があ
るか否かを判別する。その仮の回避点と直後位置との間
で干渉があるとき、仮の回避点を初期位置とみなし、ま
た直後位置を最終位置とみなして仮の回避点を求め直
し、干渉がない場合を探索する。
【００１０】仮の回避点と最終位置との間または仮の回
避点と直後位置との間で干渉がないときは、その仮の回
避点と最終位置を結ぶ経路、または仮の回避点と直後位
置と最終位置を結ぶ経路を干渉回避経路として確立し、
その仮の回避点を回避点として設定する。これにより、
干渉回避経路が初期位置、回避点及び最終位置を結ぶ経
路として生成される。なお、ロボットの動作経路上に複
数の干渉領域がある場合は、この回避点の設定手順は最
初の干渉領域から順次行われる。
避点と直後位置との間で干渉がないときは、その仮の回
避点と最終位置を結ぶ経路、または仮の回避点と直後位
置と最終位置を結ぶ経路を干渉回避経路として確立し、
その仮の回避点を回避点として設定する。これにより、
干渉回避経路が初期位置、回避点及び最終位置を結ぶ経
路として生成される。なお、ロボットの動作経路上に複
数の干渉領域がある場合は、この回避点の設定手順は最
初の干渉領域から順次行われる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図３は本発明の干渉回避経路生成方法を実施す
るための全体構成を示す図である。図において、オフラ
インプログラム装置１０はマイクロプロセッサを中心に
して構成され、オフラインでロボットの動作プログラム
を作成する。オフラインプログラム装置１０には、例え
ばワークステーションが使用される。このオフラインプ
ログラム装置１０において作成された動作プログラム
は、ロボット制御装置２０に送られる。ロボット制御装
置２０はロボット３０のサーボモータを駆動し、ロボッ
ト３０をその動作プログラムに基づいて動作させる。
明する。図３は本発明の干渉回避経路生成方法を実施す
るための全体構成を示す図である。図において、オフラ
インプログラム装置１０はマイクロプロセッサを中心に
して構成され、オフラインでロボットの動作プログラム
を作成する。オフラインプログラム装置１０には、例え
ばワークステーションが使用される。このオフラインプ
ログラム装置１０において作成された動作プログラム
は、ロボット制御装置２０に送られる。ロボット制御装
置２０はロボット３０のサーボモータを駆動し、ロボッ
ト３０をその動作プログラムに基づいて動作させる。
【００１２】オフラインプログラム装置１０では、予
め、作成された動作プログラムに基づいてロボットの動
作がシミュレートされる。その際にロボットが他の物体
と干渉したりあるいはニアミスになったりすると、その
干渉、ニアミスを回避する経路が自動的に生成される。
以下に、このオフラインプログラム装置１０で実行され
る干渉回避経路自動生成について説明する。
め、作成された動作プログラムに基づいてロボットの動
作がシミュレートされる。その際にロボットが他の物体
と干渉したりあるいはニアミスになったりすると、その
干渉、ニアミスを回避する経路が自動的に生成される。
以下に、このオフラインプログラム装置１０で実行され
る干渉回避経路自動生成について説明する。
【００１３】図４はロボットの動作経路上に干渉領域が
ある場合を示す図である。ロボットは初期位置（初期姿
勢）Ａから最終位置（最終姿勢）Ｂまで移動する間に物
体１と干渉し、干渉領域１１が形成される。この場合の
干渉回避経路の生成方法を説明する。先ず、干渉領域１
１の直前位置ｐ及び直後位置ｑの間に仮の回避点ｍを求
める。この仮の回避点ｍは、直前位置ｐ及び直後位置ｑ
の二分割線上またはその二分割線上の近傍に求められ
る。次に、初期位置Ａと仮の回避点ｍとの間に干渉があ
るか否かを判別し、干渉がなければその初期位置Ａと仮
の回避点ｍとを結ぶ経路５１を一旦確立する。なお、初
期位置Ａと仮の回避点ｍとの間に干渉があれば、さらに
直前位置ｐと仮の回避点ｍとの間に干渉があるか否かを
判別し、干渉がなければ初期位置Ａと直前位置ｐと仮の
回避点ｍとを結ぶ経路を一旦確立する。一方、直前位置
ｐと仮の回避点ｍとの間にも干渉がある場合については
後述する。
ある場合を示す図である。ロボットは初期位置（初期姿
勢）Ａから最終位置（最終姿勢）Ｂまで移動する間に物
体１と干渉し、干渉領域１１が形成される。この場合の
干渉回避経路の生成方法を説明する。先ず、干渉領域１
１の直前位置ｐ及び直後位置ｑの間に仮の回避点ｍを求
める。この仮の回避点ｍは、直前位置ｐ及び直後位置ｑ
の二分割線上またはその二分割線上の近傍に求められ
る。次に、初期位置Ａと仮の回避点ｍとの間に干渉があ
るか否かを判別し、干渉がなければその初期位置Ａと仮
の回避点ｍとを結ぶ経路５１を一旦確立する。なお、初
期位置Ａと仮の回避点ｍとの間に干渉があれば、さらに
直前位置ｐと仮の回避点ｍとの間に干渉があるか否かを
判別し、干渉がなければ初期位置Ａと直前位置ｐと仮の
回避点ｍとを結ぶ経路を一旦確立する。一方、直前位置
ｐと仮の回避点ｍとの間にも干渉がある場合については
後述する。
【００１４】同様にして仮の回避点ｍと最終位置Ｂとの
間に干渉があるか否かを判別し、干渉がなければその仮
の回避点ｍと最終位置Ｂとを結ぶ経路５２を確立し、仮
の回避点ｍを回避点Ｍとして設定する。これにより、初
期位置Ａ、回避点Ｍ及び最終位置Ｂの経路５１，５２が
確立し、干渉回避経路５０が生成される。なお、仮の回
避点ｍと最終位置Ｂとの間に干渉がある場合は、上記の
初期位置Ａと仮の回避点ｍとの間に干渉がある場合と同
様にして経路が求められる。次に、直前位置ｐと仮の回
避点ｍとの間に干渉がある場合を説明する。
間に干渉があるか否かを判別し、干渉がなければその仮
の回避点ｍと最終位置Ｂとを結ぶ経路５２を確立し、仮
の回避点ｍを回避点Ｍとして設定する。これにより、初
期位置Ａ、回避点Ｍ及び最終位置Ｂの経路５１，５２が
確立し、干渉回避経路５０が生成される。なお、仮の回
避点ｍと最終位置Ｂとの間に干渉がある場合は、上記の
初期位置Ａと仮の回避点ｍとの間に干渉がある場合と同
様にして経路が求められる。次に、直前位置ｐと仮の回
避点ｍとの間に干渉がある場合を説明する。
【００１５】図５は直前位置と仮の回避点との間に干渉
がある場合を示す図で、（ａ）はステップ１を、（ｂ）
はステップ２をそれぞれ示す。図５（ａ）に示すように
直前位置ｐと仮の回避点ｍとの間に干渉領域１１０があ
る場合は、直前位置ｐを初期位置Ａ１とみなし、また仮
の回避点ｍを最終位置Ｂ１とみなし、仮の回避点ｍを求
め直す。すなわち、今回の仮の回避点ｍ１は、図５
（ｂ）に示すように、干渉領域１１０の直前位置ｐ１及
び直後位置ｑ１の間に求められ、図４の場合と同様の手
順で経路５１０及び５２０が確立され、これにより干渉
回避経路５００が確立される。
がある場合を示す図で、（ａ）はステップ１を、（ｂ）
はステップ２をそれぞれ示す。図５（ａ）に示すように
直前位置ｐと仮の回避点ｍとの間に干渉領域１１０があ
る場合は、直前位置ｐを初期位置Ａ１とみなし、また仮
の回避点ｍを最終位置Ｂ１とみなし、仮の回避点ｍを求
め直す。すなわち、今回の仮の回避点ｍ１は、図５
（ｂ）に示すように、干渉領域１１０の直前位置ｐ１及
び直後位置ｑ１の間に求められ、図４の場合と同様の手
順で経路５１０及び５２０が確立され、これにより干渉
回避経路５００が確立される。
【００１６】図６はロボットの動作経路上に複数の干渉
領域がある場合を示す図である。初期位置Ａから最終位
置Ｂまでの動作経路上に干渉領域１２，１３及び１４が
存在する。このように複数の干渉領域１２，１３，１４
がある場合の干渉回避経路生成は、先ず最初の干渉領域
１２に対して行われ、続いて、干渉領域１３，１４の順
で行われる。その場合、例えば干渉領域１３に対する初
期位置Ａは、例えば手前の干渉領域１２の直後位置ｑ２
とし、また最終位置Ｂは自分自身の干渉領域１３の直後
位置ｑ３とすればよい。図４及び図５で説明した手順を
各干渉領域１２，１３，１４に対して適用することで、
初期位置Ａから最終位置Ｂまでの干渉回避経路が生成さ
れる。
領域がある場合を示す図である。初期位置Ａから最終位
置Ｂまでの動作経路上に干渉領域１２，１３及び１４が
存在する。このように複数の干渉領域１２，１３，１４
がある場合の干渉回避経路生成は、先ず最初の干渉領域
１２に対して行われ、続いて、干渉領域１３，１４の順
で行われる。その場合、例えば干渉領域１３に対する初
期位置Ａは、例えば手前の干渉領域１２の直後位置ｑ２
とし、また最終位置Ｂは自分自身の干渉領域１３の直後
位置ｑ３とすればよい。図４及び図５で説明した手順を
各干渉領域１２，１３，１４に対して適用することで、
初期位置Ａから最終位置Ｂまでの干渉回避経路が生成さ
れる。
【００１７】図２は本発明の干渉回避経路生成方法を実
行するためのプログラムフローチャートを示す図であ
る。ここでは、複数の干渉領域の存在を前提として説明
する。図中Ｓに続く数字はステップ番号を表す。 〔Ｓ１〕初期位置Ａと最終位置Ｂの間に干渉があるか検
査する。 〔Ｓ２〕干渉があるか否かを判別する。干渉があればス
テップＳ３に進み、そうでなければそのままプログラム
を終了する。 〔Ｓ３〕番号ｉを１に設定する。 〔Ｓ４〕図１に示す干渉回避経路生成ループを実行し、
ｉ番目の干渉領域に対する干渉回避経路を求める。すな
わち、最初の干渉領域から順次実行して干渉回避経路を
生成していく。 〔Ｓ５〕各干渉領域に対する干渉回避経路生成ループの
実行が終了したか否かを判別する。実行されていれば干
渉回避経路が生成されているので、プログラムを終了す
る。そうでなければ、ステップＳ６に進む。 〔Ｓ６〕番号ｉに１を加算し、次の干渉領域に対して干
渉回避経路生成ループが実行されるようにする。
行するためのプログラムフローチャートを示す図であ
る。ここでは、複数の干渉領域の存在を前提として説明
する。図中Ｓに続く数字はステップ番号を表す。 〔Ｓ１〕初期位置Ａと最終位置Ｂの間に干渉があるか検
査する。 〔Ｓ２〕干渉があるか否かを判別する。干渉があればス
テップＳ３に進み、そうでなければそのままプログラム
を終了する。 〔Ｓ３〕番号ｉを１に設定する。 〔Ｓ４〕図１に示す干渉回避経路生成ループを実行し、
ｉ番目の干渉領域に対する干渉回避経路を求める。すな
わち、最初の干渉領域から順次実行して干渉回避経路を
生成していく。 〔Ｓ５〕各干渉領域に対する干渉回避経路生成ループの
実行が終了したか否かを判別する。実行されていれば干
渉回避経路が生成されているので、プログラムを終了す
る。そうでなければ、ステップＳ６に進む。 〔Ｓ６〕番号ｉに１を加算し、次の干渉領域に対して干
渉回避経路生成ループが実行されるようにする。
【００１８】図１は干渉回避経路生成ループのフローチ
ャートである。このフローチャートは、ｉ番目の干渉領
域に対して実行される。図中Ｓに続く数字はステップ番
号を表す。 〔Ｓ１１〕一連の干渉回避経路の確立のための手順、す
なわち、ステップＳ１１〜ステップＳ１７の手順の繰り
返し回数が指定した最大回数以上か否かを判別する。指
定した最大回数以上であればステップＳ２３に、そうで
なければステップＳ１２にそれぞれ進む。 〔Ｓ１２〕初期位置Ａと最終位置Ｂとの間、すなわち、
干渉領域の直前位置ｐと直後位置ｑとの間に仮の回避点
ｍを求める。 〔Ｓ１３〕仮の回避点ｍを求めることに成功したか否か
を判別する。成功すればステップＳ１４に、そうでなけ
ればステップＳ２３にそれぞれ進む。 〔Ｓ１４〕初期位置Ａと仮の回避点ｍの間に干渉がある
か否かを判別する。干渉があればステップＳ１５に進
み、干渉がなければステップＳ１５をスキップしてステ
ップＳ１６に進む。
ャートである。このフローチャートは、ｉ番目の干渉領
域に対して実行される。図中Ｓに続く数字はステップ番
号を表す。 〔Ｓ１１〕一連の干渉回避経路の確立のための手順、す
なわち、ステップＳ１１〜ステップＳ１７の手順の繰り
返し回数が指定した最大回数以上か否かを判別する。指
定した最大回数以上であればステップＳ２３に、そうで
なければステップＳ１２にそれぞれ進む。 〔Ｓ１２〕初期位置Ａと最終位置Ｂとの間、すなわち、
干渉領域の直前位置ｐと直後位置ｑとの間に仮の回避点
ｍを求める。 〔Ｓ１３〕仮の回避点ｍを求めることに成功したか否か
を判別する。成功すればステップＳ１４に、そうでなけ
ればステップＳ２３にそれぞれ進む。 〔Ｓ１４〕初期位置Ａと仮の回避点ｍの間に干渉がある
か否かを判別する。干渉があればステップＳ１５に進
み、干渉がなければステップＳ１５をスキップしてステ
ップＳ１６に進む。
【００１９】〔Ｓ１５〕直前位置ｐと仮の回避点ｍとの
間に干渉があるか否かを判別する。干渉があればステッ
プＳ１９に、干渉がなければステップＳ１６にそれぞれ
進む。 〔Ｓ１６〕最終位置Ｂと仮の回避点ｍとの間に干渉があ
るか否かを判別する。干渉があればステップＳ１７に進
み、干渉がなければステップＳ１７をスキップしてステ
ップＳ１８に進む。 〔Ｓ１７〕直後位置ｑと仮の回避点ｍとの間に干渉があ
るか否かを判別する。干渉があればステップＳ２１に、
干渉がなければステップＳ１８にそれぞれ進む。 〔Ｓ１８〕仮の回避点ｍを回避点Ｍとして設定し、確立
された干渉回避経路のプログラムを書き出す。 〔Ｓ１９〕直前位置ｐを初期位置Ａとみなし、仮の回避
点ｍを最終位置ＢとみなしてステップＳ１１〜ステップ
Ｓ１５を再実行する。 〔Ｓ２０〕ステップＳ１９での再実行が成功であればス
テップＳ１６に、そうでなければステップＳ２３に進
む。 〔Ｓ２１〕仮の回避点ｍを初期位置Ａとみなし、直後位
置ｑを最終位置ＢとみなしてステップＳ１１〜ステップ
Ｓ１７を再実行する。 〔Ｓ２２〕ステップＳ２１での再実行が成功であればス
テップＳ１８に、そうでなければステップＳ２３に進
む。 〔Ｓ２３〕一連の干渉回避経路の確立のための手順の繰
り返し回数が指定した最大回数以上になった場合であ
り、警告を発してオペレータに干渉回避経路の生成が困
難であること、または、かなりの時間を要することを通
知する。この場合は、オペレータが干渉回避経路を指定
してロボットの動作経路を修正する。これにより、無駄
な時間をかけず速やかに干渉回避経路の生成を行うこと
ができる。
間に干渉があるか否かを判別する。干渉があればステッ
プＳ１９に、干渉がなければステップＳ１６にそれぞれ
進む。 〔Ｓ１６〕最終位置Ｂと仮の回避点ｍとの間に干渉があ
るか否かを判別する。干渉があればステップＳ１７に進
み、干渉がなければステップＳ１７をスキップしてステ
ップＳ１８に進む。 〔Ｓ１７〕直後位置ｑと仮の回避点ｍとの間に干渉があ
るか否かを判別する。干渉があればステップＳ２１に、
干渉がなければステップＳ１８にそれぞれ進む。 〔Ｓ１８〕仮の回避点ｍを回避点Ｍとして設定し、確立
された干渉回避経路のプログラムを書き出す。 〔Ｓ１９〕直前位置ｐを初期位置Ａとみなし、仮の回避
点ｍを最終位置ＢとみなしてステップＳ１１〜ステップ
Ｓ１５を再実行する。 〔Ｓ２０〕ステップＳ１９での再実行が成功であればス
テップＳ１６に、そうでなければステップＳ２３に進
む。 〔Ｓ２１〕仮の回避点ｍを初期位置Ａとみなし、直後位
置ｑを最終位置ＢとみなしてステップＳ１１〜ステップ
Ｓ１７を再実行する。 〔Ｓ２２〕ステップＳ２１での再実行が成功であればス
テップＳ１８に、そうでなければステップＳ２３に進
む。 〔Ｓ２３〕一連の干渉回避経路の確立のための手順の繰
り返し回数が指定した最大回数以上になった場合であ
り、警告を発してオペレータに干渉回避経路の生成が困
難であること、または、かなりの時間を要することを通
知する。この場合は、オペレータが干渉回避経路を指定
してロボットの動作経路を修正する。これにより、無駄
な時間をかけず速やかに干渉回避経路の生成を行うこと
ができる。
【００２０】次に、上述した干渉回避経路の自動生成を
ロボットの動作シミュレーションを用いて説明する。図
７はロボットが他の物体と干渉する場合をシミュレート
させた場合を示す図であり、（ａ）は初期姿勢を、
（ｂ）は干渉する場合を、（ｃ）は最終姿勢をそれぞれ
示す。ロボット３０は図７（ａ）の初期姿勢から、図７
（ｃ）の最終姿勢まで移動する間に、アーム３１が柱３
５と干渉する（図７（ｂ））。このときの動作プログラ
ム例を以下に示す。
ロボットの動作シミュレーションを用いて説明する。図
７はロボットが他の物体と干渉する場合をシミュレート
させた場合を示す図であり、（ａ）は初期姿勢を、
（ｂ）は干渉する場合を、（ｃ）は最終姿勢をそれぞれ
示す。ロボット３０は図７（ａ）の初期姿勢から、図７
（ｃ）の最終姿勢まで移動する間に、アーム３１が柱３
５と干渉する（図７（ｂ））。このときの動作プログラ
ム例を以下に示す。
【００２１】＃Ｂ Ｐ Ｆ１００％ Ｔ−３０ Ｗ０
Ｕ０ Ｃ０ Ｂ０ Ａ０ＢＥ ＃Ｂ Ｐ Ｆ１００％ Ｔ３０ Ｗ０ Ｕ０ Ｃ０ Ｂ
０ Ａ０ ＢＥ ＃Ｂ ＰＥ ここで、ロボット３０は６軸ロボットであり、そのθ軸
は初期姿勢で−３０°を示し、最終姿勢で３０°を示
し、その間で柱３５と干渉する。
Ｕ０ Ｃ０ Ｂ０ Ａ０ＢＥ ＃Ｂ Ｐ Ｆ１００％ Ｔ３０ Ｗ０ Ｕ０ Ｃ０ Ｂ
０ Ａ０ ＢＥ ＃Ｂ ＰＥ ここで、ロボット３０は６軸ロボットであり、そのθ軸
は初期姿勢で−３０°を示し、最終姿勢で３０°を示
し、その間で柱３５と干渉する。
【００２２】図８は干渉回避経路を自動生成した場合を
シミュレートさせた場合を示す図であり、（ａ）は初期
姿勢を、（ｂ）は干渉を回避した場合を、（ｃ）は最終
姿勢をそれぞれ示す。ロボット３０は、柱３５との干渉
を回避して初期姿勢から最終姿勢まで移動する。このと
き、本発明の干渉回避経路生成方法により自動生成され
た動作プログラム例を以下に示す。
シミュレートさせた場合を示す図であり、（ａ）は初期
姿勢を、（ｂ）は干渉を回避した場合を、（ｃ）は最終
姿勢をそれぞれ示す。ロボット３０は、柱３５との干渉
を回避して初期姿勢から最終姿勢まで移動する。このと
き、本発明の干渉回避経路生成方法により自動生成され
た動作プログラム例を以下に示す。
【００２３】＃Ｂ Ｐ Ｆ１００％ Ｔ−３０ Ｗ０
Ｕ０ Ｃ０ Ｂ０ Ａ０ＢＥ ＃Ｂ Ｐ Ｆ１００％ Ｔ２．２９ Ｗ−１０．３１
Ｕ１６．０４ Ｃ０．５７ Ｂ−１６．０４ Ａ−０．
５７ ＢＥ ＃Ｂ Ｐ Ｆ１００％ Ｔ３０ Ｗ０ Ｕ０ Ｃ０ Ｂ
０ Ａ０ ＢＥ ＃Ｂ ＰＥ すなわち、ロボット３０が柱３５との干渉を回避する回
避点Ｍは、θ軸２．２９°、Ｗ軸−１０．３１°、Ｕ軸
１６．０４°、γ軸０．５７°、β軸−１６．０４°、
α軸−０．５７°として設定され、この回避点Ｍを通る
ことによりロボット３０は柱３５と干渉することなく、
初期姿勢から最終姿勢まで移動することができる。
Ｕ０ Ｃ０ Ｂ０ Ａ０ＢＥ ＃Ｂ Ｐ Ｆ１００％ Ｔ２．２９ Ｗ−１０．３１
Ｕ１６．０４ Ｃ０．５７ Ｂ−１６．０４ Ａ−０．
５７ ＢＥ ＃Ｂ Ｐ Ｆ１００％ Ｔ３０ Ｗ０ Ｕ０ Ｃ０ Ｂ
０ Ａ０ ＢＥ ＃Ｂ ＰＥ すなわち、ロボット３０が柱３５との干渉を回避する回
避点Ｍは、θ軸２．２９°、Ｗ軸−１０．３１°、Ｕ軸
１６．０４°、γ軸０．５７°、β軸−１６．０４°、
α軸−０．５７°として設定され、この回避点Ｍを通る
ことによりロボット３０は柱３５と干渉することなく、
初期姿勢から最終姿勢まで移動することができる。
【００２４】上記の説明では、本発明をロボットと他の
物体との干渉に対して適用するようにしたが、ロボット
と他の物体との間のニアミスに対しても同様に適用する
ことができる。その場合は、ロボットと他の物体との間
の距離が一定距離以上接近する場合をニアミスとみなす
ように構成すればよい。
物体との干渉に対して適用するようにしたが、ロボット
と他の物体との間のニアミスに対しても同様に適用する
ことができる。その場合は、ロボットと他の物体との間
の距離が一定距離以上接近する場合をニアミスとみなす
ように構成すればよい。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、ロボッ
トが他の物体と干渉するときは、回避点を設けて干渉回
避経路を自動生成するように構成した。このため、干渉
が生じてもオペレータの作業によらず、自動的にかつ短
時間で干渉回避経路を生成することができる。その際、
干渉回避経路の生成が困難な場合や、かなりの時間を要
する場合はオペレータに警告するようにしたので、無駄
な時間をかけずに速やかに干渉回避経路の生成を行うこ
とができる。
トが他の物体と干渉するときは、回避点を設けて干渉回
避経路を自動生成するように構成した。このため、干渉
が生じてもオペレータの作業によらず、自動的にかつ短
時間で干渉回避経路を生成することができる。その際、
干渉回避経路の生成が困難な場合や、かなりの時間を要
する場合はオペレータに警告するようにしたので、無駄
な時間をかけずに速やかに干渉回避経路の生成を行うこ
とができる。
【図１】干渉回避経路生成ループのフローチャートであ
る。
る。
【図２】本発明の干渉回避経路生成方法を実行するため
のプログラムフローチャートを示す図である。
のプログラムフローチャートを示す図である。
【図３】本発明の干渉回避経路生成方法を実施するため
の全体構成を示す図である。
の全体構成を示す図である。
【図４】ロボットの動作経路上に干渉領域がある場合を
示す図である。
示す図である。
【図５】直前位置と仮の回避点との間に干渉がある場合
を示す図で、（ａ）はステップ１を、（ｂ）はステップ
２をそれぞれ示す。
を示す図で、（ａ）はステップ１を、（ｂ）はステップ
２をそれぞれ示す。
【図６】ロボットの動作経路上に複数の干渉領域がある
場合を示す図である。
場合を示す図である。
【図７】ロボットが他の物体と干渉する場合をシミュレ
ートさせた場合を示す図であり、（ａ）は初期姿勢を、
（ｂ）は干渉する場合を、（ｃ）は最終姿勢をそれぞれ
示す。
ートさせた場合を示す図であり、（ａ）は初期姿勢を、
（ｂ）は干渉する場合を、（ｃ）は最終姿勢をそれぞれ
示す。
【図８】干渉回避経路を自動生成した場合をシミュレー
トさせた場合を示す図であり、（ａ）は初期姿勢を、
（ｂ）は干渉を回避した場合を、（ｃ）は最終姿勢をそ
れぞれ示す。
トさせた場合を示す図であり、（ａ）は初期姿勢を、
（ｂ）は干渉を回避した場合を、（ｃ）は最終姿勢をそ
れぞれ示す。
１０ オフラインプログラム装置 １１，１２，１３，１４，１１０ 干渉領域 ３０ ロボット ５０，５００ 干渉回避経路 Ａ，Ａ１ ロボットの初期位置 Ｂ，Ｂ１ ロボットの最終位置 ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４ 直前位置 ｑ１，ｑ２，ｑ３，ｑ４ 直後位置
Claims (6)
- 【請求項１】 ロボットが作業中に他の物体と干渉しな
いようにロボットの動作経路を生成する干渉回避経路生
成方法において、 ロボットの初期位置と最終位置との間で前記ロボットが
他の物体と干渉するとき、前記干渉が生じる干渉領域の
直前位置及び直後位置の間に仮の回避点を求め、 前記初期位置と前記仮の回避点との間で前記干渉がある
とき、前記直前位置と前記仮の回避点との間で前記干渉
があるか否かを判別し、 前記直前位置と前記仮の回避点との間で前記干渉がある
とき、前記直前位置を前記初期位置とし前記仮の回避点
を前記最終位置として前記仮の回避点を求め直し、 前記初期位置と前記仮の回避点との間または前記直前位
置と前記仮の回避点との間で前記干渉がないとき、前記
仮の回避点と前記最終位置との間で前記干渉があるか否
かを判別し、 前記仮の回避点と前記最終位置との間で前記干渉がある
とき、前記仮の回避点と前記直後位置との間で前記干渉
があるか否かを判別し、 前記仮の回避点と前記直後位置との間で前記干渉がある
とき、前記仮の回避点を前記初期位置とし前記直後位置
を前記最終位置として前記仮の回避点を求め直し、 前記仮の回避点と前記最終位置との間または前記仮の回
避点と前記直後位置との間で前記干渉がないとき、前記
仮の回避点を回避点として設定し、 前記初期位置，前記回避点及び前記最終位置を結ぶ経路
をロボットの干渉回避経路とすることを特徴とする干渉
回避経路生成方法。 - 【請求項２】 前記干渉領域が複数ある場合、前記回避
点の設定は最初の前記干渉領域から順次行われることを
特徴とする請求項１記載の干渉回避経路生成方法。 - 【請求項３】 前記仮の回避点は、前記干渉直前位置と
前記干渉直後位置との間の二分割線上または前記二分割
線上の近傍に求められることを特徴とする請求項１記載
の干渉回避経路生成方法。 - 【請求項４】 前記仮の回避点の求め直しは、最大回数
が予め設定されていることを特徴とする請求項１記載の
干渉回避経路生成方法。 - 【請求項５】 前記仮の回避点の求め直しが前記最大回
数を越える場合はオペレータに警告することを特徴とす
る請求項４記載の干渉回避経路生成方法。 - 【請求項６】 前記ロボットと前記他の物体との間のニ
アミスに対しても適用されることを特徴とする請求項１
記載の干渉回避経路生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29557391A JPH05134732A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 干渉回避経路生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29557391A JPH05134732A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 干渉回避経路生成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05134732A true JPH05134732A (ja) | 1993-06-01 |
Family
ID=17822389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29557391A Pending JPH05134732A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 干渉回避経路生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05134732A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008254172A (ja) * | 2008-06-03 | 2008-10-23 | Fanuc Ltd | ロボットプログラム作成装置 |
| JP2012181574A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Bridgestone Corp | 干渉チェック装置及びプログラム |
| JP2013215867A (ja) * | 2012-04-12 | 2013-10-24 | Seiko Epson Corp | ロボット制御装置、ロボット制御方法、ロボット制御プログラム、ロボット |
| US11579587B2 (en) * | 2018-10-31 | 2023-02-14 | Fanuc Corporation | Automatic program-correction device, automatic program-correction method, and automatic path-generation device |
-
1991
- 1991-11-12 JP JP29557391A patent/JPH05134732A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008254172A (ja) * | 2008-06-03 | 2008-10-23 | Fanuc Ltd | ロボットプログラム作成装置 |
| JP4625112B2 (ja) * | 2008-06-03 | 2011-02-02 | ファナック株式会社 | ロボットプログラム作成装置 |
| JP2012181574A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Bridgestone Corp | 干渉チェック装置及びプログラム |
| JP2013215867A (ja) * | 2012-04-12 | 2013-10-24 | Seiko Epson Corp | ロボット制御装置、ロボット制御方法、ロボット制御プログラム、ロボット |
| US11579587B2 (en) * | 2018-10-31 | 2023-02-14 | Fanuc Corporation | Automatic program-correction device, automatic program-correction method, and automatic path-generation device |
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