JPS61127007A - ロボツトとワ−クの干渉チエツク方式 - Google Patents
ロボツトとワ−クの干渉チエツク方式Info
- Publication number
- JPS61127007A JPS61127007A JP59248129A JP24812984A JPS61127007A JP S61127007 A JPS61127007 A JP S61127007A JP 59248129 A JP59248129 A JP 59248129A JP 24812984 A JP24812984 A JP 24812984A JP S61127007 A JPS61127007 A JP S61127007A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- robot
- interference
- plane
- work
- shortest distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 14
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
- B25J9/1676—Avoiding collision or forbidden zones
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ロボット教示における不具合動作のチェック
方式に係り、特に、ロボット動作のシミュレーションに
好適な、ロボットとワークの干渉チェック方式に関する
。
方式に係り、特に、ロボット動作のシミュレーションに
好適な、ロボットとワークの干渉チェック方式に関する
。
ロボットに動作を教示する場合、実機ロボットを使い、
ロボットの動作を人間の目で確認しながら教示するティ
ーチング／プレイバック方式が用いられている。しかし
、この方式ではロボットは教示された動作を反復するの
みで１周回の状況や作業の内容に応じた動作をすること
ができない。
ロボットの動作を人間の目で確認しながら教示するティ
ーチング／プレイバック方式が用いられている。しかし
、この方式ではロボットは教示された動作を反復するの
みで１周回の状況や作業の内容に応じた動作をすること
ができない。
このため、ロボット言語によるプログラミング方式の研
究が進められているが、机上で作成するプログラムにミ
スがある場合には、ロボッ１−とワークが干渉し、ワー
クを破損する恐れがあるにれを防ぐために、実機を動か
す前にロボット動作のシミュレーションをし、ロボット
とワークの干渉をチェックする必要が出てくる。
究が進められているが、机上で作成するプログラムにミ
スがある場合には、ロボッ１−とワークが干渉し、ワー
クを破損する恐れがあるにれを防ぐために、実機を動か
す前にロボット動作のシミュレーションをし、ロボット
とワークの干渉をチェックする必要が出てくる。
従来の干渉チェック方式をその目的により大別すると、
次の２通りになる。
次の２通りになる。
（１）ロボットＪａ構設計用精密チェック方式（２）ロ
ボット動作解析用簡易チェック方式（１）はロボット機
溝設計用として、組合せる部品間の干渉を精密にチェッ
クする目的の下に開発され、主としてＣＡＤシステムの
中に組込まれる。
ボット動作解析用簡易チェック方式（１）はロボット機
溝設計用として、組合せる部品間の干渉を精密にチェッ
クする目的の下に開発され、主としてＣＡＤシステムの
中に組込まれる。
この方式は、ロボットやワークの形状を３次元立体モデ
ルで精密に表現し、それら相互の積集合部分を抽出する
ことにより、干渉の有無を判定するが、計算時間が膨大
になるため１通常、大型計算機を用いる。
ルで精密に表現し、それら相互の積集合部分を抽出する
ことにより、干渉の有無を判定するが、計算時間が膨大
になるため１通常、大型計算機を用いる。
一方（２）は、ロボットの動作解析を目的とし、形状を
簡略化して精密さを犠牲にする代りに計算速度を上げる
手段を用いる。大型計算機の代りに生産現場に設置しで
あるワークステーション等の計算機上で、対話的に干渉
チェックをすることを意図している。（２）に関し１例
えば特開昭５８−２２６９０号公報に示さ九でいる方式
が知ら九でいる。この方式は、ロボットの形状を簡略化
するために、ロボットの実際の腕を完全に収め得るよう
な四角柱を利用している。ただし、干渉判定方式は、（
１）と同様に、３次元立体モデル間相互の積集合部分の
抽出という方法を取っているために計算時間がかかり、
対話的システムに組込むには、さらに工夫が必要であっ
た。
簡略化して精密さを犠牲にする代りに計算速度を上げる
手段を用いる。大型計算機の代りに生産現場に設置しで
あるワークステーション等の計算機上で、対話的に干渉
チェックをすることを意図している。（２）に関し１例
えば特開昭５８−２２６９０号公報に示さ九でいる方式
が知ら九でいる。この方式は、ロボットの形状を簡略化
するために、ロボットの実際の腕を完全に収め得るよう
な四角柱を利用している。ただし、干渉判定方式は、（
１）と同様に、３次元立体モデル間相互の積集合部分の
抽出という方法を取っているために計算時間がかかり、
対話的システムに組込むには、さらに工夫が必要であっ
た。
本発明の目的は、大型計算機の代りに生産現場に設置し
であるワークステーション等の計算機を用いた簡易干渉
チェック方式を提供することにある。
であるワークステーション等の計算機を用いた簡易干渉
チェック方式を提供することにある。
上記目的を達成するため本発明では、次のように、線分
と平面の最短距離を利用する点に特徴がある。
と平面の最短距離を利用する点に特徴がある。
（１）干渉チェックを高速に行うために、ロボットを中
心線分と肉厚で近似し、ワークの表面を平面で近似する
６ （２）干渉の有無を判定するために、ロボットを表現す
る線分と、ワークを表現する平面との最短距離を求める
。最短距離が肉厚を考慮した閾値よりホさいときに、干
渉と判定する。
心線分と肉厚で近似し、ワークの表面を平面で近似する
６ （２）干渉の有無を判定するために、ロボットを表現す
る線分と、ワークを表現する平面との最短距離を求める
。最短距離が肉厚を考慮した閾値よりホさいときに、干
渉と判定する。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第６図により説明す
る。この実施例は次の６要素、すなりち、ロボットの環
境（作業対象や周辺装置等）及びロボットの動作指令を
オペレータが指示するための入力装置１１、指示された
動作を実現するために。
る。この実施例は次の６要素、すなりち、ロボットの環
境（作業対象や周辺装置等）及びロボットの動作指令を
オペレータが指示するための入力装置１１、指示された
動作を実現するために。
ロボットの各関節のとるべき角度を計算する関節角演算
装置１２、計算された関節角度を時系列的に記憶するメ
モリ１３．３次元のロボット姿勢を２次元画面に表示す
るための座標変換演算装置１４と表示装［１５および時
系列データをもとにロボットの干渉検出をする干渉検出
演算装置１６とからなる。
装置１２、計算された関節角度を時系列的に記憶するメ
モリ１３．３次元のロボット姿勢を２次元画面に表示す
るための座標変換演算装置１４と表示装［１５および時
系列データをもとにロボットの干渉検出をする干渉検出
演算装置１６とからなる。
ロボットとワークの干渉が問題となる作業としては、例
えば、第２図に示すように、自由曲面上の溶接作業が考
えられる。同図では、ロボットの手先に取付けたトーチ
（溶接用治具）２１を曲面の法線方向２２に保って溶接
する場合に干渉が起きている。
えば、第２図に示すように、自由曲面上の溶接作業が考
えられる。同図では、ロボットの手先に取付けたトーチ
（溶接用治具）２１を曲面の法線方向２２に保って溶接
する場合に干渉が起きている。
第１図の実施例のうち、装置１１〜装置１５に関しては
公知の技術で実現できるので、以下、ロボットとワーク
に関する干渉検出演算装置１６について、第３図に示し
た手順に従って説明する。
公知の技術で実現できるので、以下、ロボットとワーク
に関する干渉検出演算装置１６について、第３図に示し
た手順に従って説明する。
ステップ３１：第４図に例示したように、ロボットを中
心線分４１と肉厚で近似し、ワークを平面（正確には直
交４辺形の開平面４２）で近似する。ロボットの肉厚の
設定およびワークの開平面近似の指定（ワークを近似す
る開平面の数、各開平面の４端点の座標値、等）は、入
力装置１１を用いてオペレータが行う。
心線分４１と肉厚で近似し、ワークを平面（正確には直
交４辺形の開平面４２）で近似する。ロボットの肉厚の
設定およびワークの開平面近似の指定（ワークを近似す
る開平面の数、各開平面の４端点の座標値、等）は、入
力装置１１を用いてオペレータが行う。
ステップ３２：ロボットを表わす線分と、ワークを表わ
す開平面の総ての組合せについて、最短距離を求める。
す開平面の総ての組合せについて、最短距離を求める。
線分のうちの１つをに、開平面のうちの１つをＰとする
と、線分にと開平面Ｐの最短距離は次のような考え方か
ら求まる。第５図に示すように、開平面Ｐを含む平面Ｑ
に垂直で、かつ線分Ｋを含む補助平面Ｒを導入する。こ
の補助平面を導入することにより、線分にと開平面Ｐの
位置関係は第６図（ａ）、 （ｂ）に示す２つの場合に
分類できる。
と、線分にと開平面Ｐの最短距離は次のような考え方か
ら求まる。第５図に示すように、開平面Ｐを含む平面Ｑ
に垂直で、かつ線分Ｋを含む補助平面Ｒを導入する。こ
の補助平面を導入することにより、線分にと開平面Ｐの
位置関係は第６図（ａ）、 （ｂ）に示す２つの場合に
分類できる。
（、）補助平面Ｒと開平面Ｐが交わらない場合（ｂ）補
助平面Ｒと開平面Ｐが交わる場合上記（ａ）の場合は、
線分にと最短距離をなす開平面Ｐ上の点Ｘが、開平面Ｐ
の辺ＡかＢ上に存在することが明らかである。辺Ａと辺
Ｂは、開平面Ｐの４端点のうち、平面ＲとＱの交線に最
も近い点を含む辺である。点Ｘが、辺ＡとＢのどちらに
存在するかは、線分Ｋが補助平面Ｒのどの位置に存在す
るかによる。従って、（ａ）の場合、線分にと開平面Ｐ
の最短距離ａは次のように記述できる。
助平面Ｒと開平面Ｐが交わる場合上記（ａ）の場合は、
線分にと最短距離をなす開平面Ｐ上の点Ｘが、開平面Ｐ
の辺ＡかＢ上に存在することが明らかである。辺Ａと辺
Ｂは、開平面Ｐの４端点のうち、平面ＲとＱの交線に最
も近い点を含む辺である。点Ｘが、辺ＡとＢのどちらに
存在するかは、線分Ｋが補助平面Ｒのどの位置に存在す
るかによる。従って、（ａ）の場合、線分にと開平面Ｐ
の最短距離ａは次のように記述できる。
Ｑ＝Ｍｉｎ（線分にとＡの最短距離、線分にとＢの最短
距離） 同様にして、上記（ｂ）の場合は、点Ｘが辺Ａ。
距離） 同様にして、上記（ｂ）の場合は、点Ｘが辺Ａ。
Ｂあるいは線分子上に存在する。ここで、線分子は、平
面Ｒと補助平面Ｑの交線のうち、開平面Ｐに含まれる線
分である。従って、（ｂ）の場合、線分にと閑乎面Ｐの
最短距離Ｑは次のように記述できる。
面Ｒと補助平面Ｑの交線のうち、開平面Ｐに含まれる線
分である。従って、（ｂ）の場合、線分にと閑乎面Ｐの
最短距離Ｑは次のように記述できる。
Ｒ＝Ｍｉｎ（線分にとＡの最短距離、線分にとＢの最短
距離、線分にとＴの最短距離）線分と線分の最短距離は
、公知例（昭和５９年電気学会全国大会、Ｉ演番号１３
３６）の方法を用いれば求まるので、結局、線分にと開
平面Ｐの最短距離は上述の方法で求められることがわか
る。
距離、線分にとＴの最短距離）線分と線分の最短距離は
、公知例（昭和５９年電気学会全国大会、Ｉ演番号１３
３６）の方法を用いれば求まるので、結局、線分にと開
平面Ｐの最短距離は上述の方法で求められることがわか
る。
ステップ３３：ロボットを表わす線分にの肉厚をＣとす
る。線分にと開平面Ｐの最短距離をＱとすると、次の場
合に線分にと開平面Ｐとの間で、第２図で例示した干渉
発生２３があったと判定する。
る。線分にと開平面Ｐの最短距離をＱとすると、次の場
合に線分にと開平面Ｐとの間で、第２図で例示した干渉
発生２３があったと判定する。
ぶ≦Ｃ
Ｃの設定値は、ロボットの断面形状から決めることがで
きるが、干渉を早めに検出するという安全サイドに重点
を匝くときは、Ｃを大きめに取ればよい。
きるが、干渉を早めに検出するという安全サイドに重点
を匝くときは、Ｃを大きめに取ればよい。
本発明によれば、ロボットとワークの干渉を高速にチェ
ックできるので、本発明を組込んだロボット教示システ
ムを利用することにより、生産現場で対話型でロボット
動作の確認・修正を行うことができる。この結果、ロボ
ット教示の効率が向上するのみならず、実機ロボットを
動かしてワークとの干渉をチェックする必要がなくなり
、干渉チェックの際に誤ってワークを砿損することを防
ぐ効果もある。
ックできるので、本発明を組込んだロボット教示システ
ムを利用することにより、生産現場で対話型でロボット
動作の確認・修正を行うことができる。この結果、ロボ
ット教示の効率が向上するのみならず、実機ロボットを
動かしてワークとの干渉をチェックする必要がなくなり
、干渉チェックの際に誤ってワークを砿損することを防
ぐ効果もある。
第１図はロボット動作教示システムのブロック構成図、
第２図はロボットとワーク間干渉の説明図、第３図は干
渉チェックの手順を示すフローチャート、第４図はロボ
ットおよびワーク形状簡略化の一実施例を示す図、第５
図は補助平面の説明図、第６図は線分と開平面の相対位
置関係の分類を説明する図である。 第 Ｚ凹 第 左図 第 ５ 図
第２図はロボットとワーク間干渉の説明図、第３図は干
渉チェックの手順を示すフローチャート、第４図はロボ
ットおよびワーク形状簡略化の一実施例を示す図、第５
図は補助平面の説明図、第６図は線分と開平面の相対位
置関係の分類を説明する図である。 第 Ｚ凹 第 左図 第 ５ 図
Claims (1)
- ロボットの作業環境やロボットの動作指令をオペレータ
が入力する装置と、動作指令により指示された動作を実
現するために、ロボットの関節角を計算する装置と、計
算結果を時系列的に記憶するメモリと、３次元のロボッ
ト姿勢を２次元画面に表示するための座標変換装置と、
変換結果を連続的に表示する装置と、ロボット腕の干渉
チェックをする干渉検出装置とからなるロボット動作数
示システムにおいて、多関節ロボットの各リンク部を線
分、ワーク表面を平面でそれぞれ近似し、計算で求めた
線分と平面との最短距離と、予め定めた閾値とを比較し
て干渉の有無をチェックすることを特徴とするロボット
とワークの干渉チェック方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59248129A JPS61127007A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | ロボツトとワ−クの干渉チエツク方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59248129A JPS61127007A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | ロボツトとワ−クの干渉チエツク方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61127007A true JPS61127007A (ja) | 1986-06-14 |
Family
ID=17173658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59248129A Pending JPS61127007A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | ロボツトとワ−クの干渉チエツク方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61127007A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6394307A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ロボツトア−ムの動作シミユレ−タ装置 |
| JPS6484310A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-29 | Yaskawa Denki Seisakusho Kk | Method for preventing interference at the time of off-line teaching of robot |
| EP0601199A1 (en) * | 1992-06-17 | 1994-06-15 | Fanuc Ltd. | Method of manual feeding by robot |
| US5328202A (en) * | 1991-12-19 | 1994-07-12 | Atsugi Unisia Corporation | Apparatus for controlling damping coefficient for vehicular shock absorber |
| JP2005182759A (ja) * | 2003-10-29 | 2005-07-07 | Snecma Moteurs | 多関節物体と環境との間の衝突を回避しながらの仮想環境における仮想多関節物体の動き |
-
1984
- 1984-11-26 JP JP59248129A patent/JPS61127007A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6394307A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ロボツトア−ムの動作シミユレ−タ装置 |
| JPS6484310A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-29 | Yaskawa Denki Seisakusho Kk | Method for preventing interference at the time of off-line teaching of robot |
| US5328202A (en) * | 1991-12-19 | 1994-07-12 | Atsugi Unisia Corporation | Apparatus for controlling damping coefficient for vehicular shock absorber |
| EP0601199A1 (en) * | 1992-06-17 | 1994-06-15 | Fanuc Ltd. | Method of manual feeding by robot |
| EP0601199A4 (en) * | 1992-06-17 | 1994-11-17 | Fanuc Ltd | METHOD FOR MANUAL DATA ENTRY IN ROBOTS. |
| JP2005182759A (ja) * | 2003-10-29 | 2005-07-07 | Snecma Moteurs | 多関節物体と環境との間の衝突を回避しながらの仮想環境における仮想多関節物体の動き |
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