專利名稱:機器人的干涉回避方法以及機器人系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及工業(yè)機器人的干涉回避方法以及能夠采用該干涉回避方 法的機器人系統(tǒng)。
背景技術(shù):
目前以來,機器人的干涉回避技術(shù)經(jīng)過各種研究開發(fā)而成,這些干涉 回避技術(shù)大多用于機器人的移動路徑探索中。
所謂機器人的路徑探索,是一種在初期位置和目標(biāo)位置之間的路徑 中,在機器人和工件等存在干涉的情況下,探索干涉回避位置和姿態(tài)從而 生成不干涉的路徑的方法。
例如,日本特開平5-250023號(專利文獻l)公開了一種方法,該方法 使用構(gòu)形空間法,在機器人的接頭坐標(biāo)空間上求出不與障礙物干涉且能夠 移動的自由空間,然后在該空間上探索移動成本降低的光滑路徑。
另外,日本專利2740277號(專利文獻2)公開了一種方法,該方法在
關(guān)節(jié)角空間上假定直線路徑而不考慮障礙物,對該路徑與障礙物干涉的部 分進行修正路徑,由此自動生成機器人的路徑。進而,公開了如下所述的 方法,該方法在世界空間上設(shè)定將初期位置和目標(biāo)位置連結(jié)的假定路徑而 不考慮障礙物,生成朝向目標(biāo)位置的引力矢量和由來自障礙物的反力矢量 以及接頭角的限制所確定的反力矢量的合成矢量,并沿該合成矢量的方向 依次生成移動路徑。:日本特開平5-250023號公報:日本特許2740277號公報
然而,在專利文獻l、專利文獻2中公開的探索方法中,任意一種都 是在機器人經(jīng)過的路徑上修正存在干涉的區(qū)間而生成不干涉的路徑的方 法。即,在這些方法中使用的干涉回避方法,由于任意一種都是從不干涉 的位置修正不干涉位置的區(qū)間而生成,所以以在初期位置以及目標(biāo)位置上不發(fā)生干涉為前提。
在將機器人離障礙物遠(yuǎn)的位置設(shè)定為初期位置或目標(biāo)位置的情況下, 在各位置上發(fā)生干涉的可能性小。然而,在進行焊接機器人等實際作業(yè)的 機器人中,優(yōu)選不考慮障礙物等的周圍環(huán)境單純地附加動作模式而生成初 期位置以及目標(biāo)位置,在這種情況下,有時在初期位置以及目標(biāo)位置上發(fā) 生干涉,導(dǎo)致無法由上述的路徑探索法生成路徑。
發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明就是鑒于所述問題,其目的在于提供一種即使在對機器 人賦予任意的位置和姿態(tài)且在該位置和姿態(tài)存在干涉的情況下,也能生成 回避該干涉狀態(tài)的位置和姿態(tài)的機器人的干涉回避方法以及能夠采用該 干涉回避方法的機器人系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)上述目的,在本發(fā)明中采用以下的技術(shù)方法。
本發(fā)明的機器人的干涉回避方法是回避位于規(guī)定位置的機器人和障 礙物之間的干涉的干涉回避方法,其特征在于,包括區(qū)域設(shè)定步驟,設(shè) 定作為所述機器人應(yīng)該存在的區(qū)域的存在區(qū)域;矢量設(shè)定步驟,其在所述 機器人上設(shè)定對象點,對于位于所述存在區(qū)域內(nèi)的對象點,設(shè)定朝向離開 存在區(qū)域的邊界的方向且具有越接近存在區(qū)域的邊界越大的標(biāo)量的移動 矢量,對于位于所述存在區(qū)域外的對象點,設(shè)定呈朝向存在區(qū)域內(nèi)的方向 且具有比所述對象點位于存在區(qū)域內(nèi)時更大的標(biāo)量的移動矢量;干涉回避 步驟,以所設(shè)定的移動矢量為基礎(chǔ),回避所述機器人發(fā)生干涉狀態(tài)。
通過執(zhí)行這些步驟,例如在規(guī)定的位置即初期位置或目標(biāo)位置上,即 使機器人和障礙物發(fā)生了干涉,設(shè)定于機器人的各部位(對象點)也能夠進 行按照欲向存在區(qū)域內(nèi)返回的移動矢量的回避姿態(tài)動作,從干涉位置和姿 態(tài)生成非干涉的位置和姿態(tài)。
優(yōu)選的是,在將所述存在區(qū)域設(shè)為配備在機器人的前端的工具應(yīng)該存 在的區(qū)域時,在所述區(qū)域設(shè)定步驟中,將以障礙物的與所述工具的前端點 相對向的面為邊界的空間設(shè)定為所述存在區(qū)域,在所述矢量設(shè)定步驟中, 在所述工具上設(shè)定對象點。
由此,能夠可靠地設(shè)定作為工具本來應(yīng)該位于的空間的存在區(qū)域,從
5200910142596.8 。
優(yōu)選的是,在所述干涉回避步驟中,以所述移動矢量的合成矢量為基 礎(chǔ),回避所述機器人發(fā)生干涉狀態(tài)。
更優(yōu)選的是,依次反復(fù)執(zhí)行所述機器人的干涉回避方法所包括的各個 步驟,從而求出機器人不會發(fā)生干涉的位置和姿態(tài)。
本發(fā)明的機器人系統(tǒng)是具有機器人和控制該機器人的控制裝置的機 器人系統(tǒng),其特征在于,所述控制裝置具有回避位于規(guī)定位置的機器人和 障礙物之間的千涉的干涉回避裝置,所述干涉回避裝置具有區(qū)域設(shè)定部, 其設(shè)定作為所述機器人應(yīng)該存在的區(qū)域的存在區(qū)域;矢量設(shè)定部,其在所 述機器人上設(shè)定對象點,對于位于所述存在區(qū)域內(nèi)的對象點,設(shè)定朝向離 開存在區(qū)域的邊界的方向且具有越接近存在區(qū)域的邊界越大的標(biāo)量的移 動矢量,對于位于所述存在區(qū)域外的對象點,設(shè)定呈朝向存在區(qū)域內(nèi)的方 向且具有比所述對象點位于存在區(qū)域內(nèi)時更大的標(biāo)量的移動矢量;干涉回 避部,其以所設(shè)定的移動矢量為基礎(chǔ),回避所述機器人發(fā)生干涉狀態(tài)。
根據(jù)該機器人系統(tǒng),能夠可靠地回避位于規(guī)定位置的機器人和障礙物 之間的干涉,同時可靠地進行規(guī)定的作業(yè)。
根據(jù)本發(fā)明的機器人的干涉回避方法,即使位于規(guī)定位置的機器人和 障礙物發(fā)生了千涉,在機器人上設(shè)定的各部位(對象點)也能夠按照向存在 區(qū)域內(nèi)返回的移動矢量進行回避姿態(tài)動作,從干涉位置和姿態(tài)生成非干涉 的位置和姿態(tài)。
另外,根據(jù)本發(fā)明的機器人系統(tǒng),能夠可靠地回避位于規(guī)定位置的機 器人和障礙物之間的干涉,同時可靠地進行規(guī)定的作業(yè)。
圖1是本發(fā)明的實施方式的機器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是機器人的骨架圖。
圖3是干涉回避裝置的控制框圖。
圖4是由千涉回避裝置執(zhí)行的處理的流程圖。
圖5是表示處于干涉狀態(tài)的機器人的位置及姿態(tài)的圖。
圖6是關(guān)于由區(qū)域設(shè)定部設(shè)定的存在區(qū)域的圖(其一)。圖7是關(guān)于由區(qū)域設(shè)定部設(shè)定的存在區(qū)域的圖(其二)。 圖8是關(guān)于由區(qū)域設(shè)定部設(shè)定的存在區(qū)域的圖(其三)。 圖9是表示對象點的圖。
圖IO表示由矢量設(shè)定部設(shè)定的移動矢量的圖。
圖11表示回避干涉狀態(tài)的狀況的圖。
符號說明1-機器人系統(tǒng),2-機器人,3-滑軌,212-第1軸,210-第2 軸,208-第3軸,206-第4軸,204-第5軸,202-第6軸,211-第1連桿, 209-第2連桿,207-第3連桿,205-第4連桿,203-第5連桿,201-第6連 桿,300-工件,400-干涉回避裝置,410-區(qū)域設(shè)定部,420-矢量設(shè)定部,430-
干涉回避部。
具體實施例方式
以下,參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
需要說明的是,在以下的說明中,對相同的部件標(biāo)注相同的符號。它 們的名稱以及功能也相同。因此,不重復(fù)進行對它們的詳細(xì)說明。進而, 雖然以下對垂直多關(guān)節(jié)型的6軸機器人進行了說明,但是本發(fā)明并不局限 適用于這樣的類型或軸數(shù)的機器人。
參照圖1以及圖2,對本發(fā)明的機器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進行說明。圖 1是該機器人系統(tǒng)1的立體圖,圖2是機器人2的骨架圖。
如圖1所示,該機器人系統(tǒng)1包括具有垂直多關(guān)節(jié)型的6軸的機器人 2和使機器人2自身移動的滑軌3。
如圖1以及圖2所示,該機器人2具有旋轉(zhuǎn)軸,該旋轉(zhuǎn)軸從靠近安裝 底座的第1軸212起依次為第2軸210、第3軸208、第4軸206、第5 軸204及第6軸202。往往也將靠近安裝底座的第1軸212稱為機器人原 點。另外,該機器人2從靠近安裝底座的第1連桿211起依次具有第2連 桿209、第3連桿207、第4連桿205、第5連桿203以及第6連桿201。 各連桿由剛性部件構(gòu)成。
作為機器人系統(tǒng)1的作業(yè)對象的工件300,是例如如圖2所示的中空 的四棱柱,至少第6連桿201進入其內(nèi)部。工件300在第6連桿201的相 反側(cè)具有底部。機器人2通過設(shè)置在第6連桿201的前端的焊矩(工具214),將例如四棱柱的內(nèi)部的角部焊接。
在該機器人系統(tǒng)1中連接有控制機器人2的控制部,并且機器人2具 備生成脫機示教數(shù)據(jù)的生成裝置。在本實施方式的情況下,在該生成裝置
內(nèi)具備生成回避機器人2的干涉狀態(tài)的示教數(shù)據(jù)的干涉回避裝置400。該 干涉回避裝置400具有回避位于規(guī)定位置的機器人2和障礙物的干涉的功 能,若在機器人2即工具214的初期位置、目標(biāo)位置或焊接動作中機器人 2和工件300發(fā)生干涉,則生成可靠地回避該干涉的脫機示教數(shù)據(jù)。 圖3記載了干涉回避裝置400的結(jié)構(gòu)框。
如圖3所示,干涉回避裝置400具有設(shè)定作為機器人2應(yīng)該存在的區(qū) 域的存在區(qū)域的區(qū)域設(shè)定部410。進而,干涉回避裝置400還具有矢量設(shè) 定部420,其在機器人2和障礙物(工件300)發(fā)生干涉時,對于機器人2的 各部位(對象點),在位于存在區(qū)域的部位上,設(shè)定朝向離開存在區(qū)域的邊 界的方向且具有越接近存在區(qū)域的邊界越大的標(biāo)量的移動矢量,在位于存 在區(qū)域外的部位上,設(shè)定呈朝向存在區(qū)域內(nèi)的方向且具有比機器人2的部 位位于存在區(qū)域內(nèi)時更大的標(biāo)量的移動矢量。除此之外,干涉回避裝置400 還具有以移動矢量的合成矢量為基礎(chǔ),生成回避機器人2的干涉狀態(tài)的示 教數(shù)據(jù)的干涉回避部430。
這些區(qū)域設(shè)定部410、矢量設(shè)定部420、干涉回避部430通過在計算 機中執(zhí)行的程序而實現(xiàn)。以下,對各部的運行和由各部執(zhí)行的處理順序進 行說明。
圖4表示由干涉回避裝置執(zhí)行的處理的流程圖。在機器人和障礙物(這 里指工件300)發(fā)生干涉的情況下,如下進行處理。
首先,在步驟l(以下,將步驟記為S)中,對于給定任意位置上的機器 人2的位置和姿態(tài)而言,在此情況下,設(shè)定機器人2的初期位置和姿態(tài)(開 始位置和姿態(tài))。
接著,在S2中,在開始位置進行干涉校驗。若存在干涉則進入S3。 在不存在干涉的情況下,結(jié)束該干涉回避處理。
在S3中,確定機器人2的存在區(qū)域。該處理由區(qū)域設(shè)定部410進行。
在S4中,校驗機器人2的各部是否處于存在區(qū)域內(nèi)。
在S5中,對位于存在區(qū)域的內(nèi)側(cè)的部分賦予遠(yuǎn)離存在區(qū)域的邊界且越接近邊界越大的移動矢量(朝向回避方向的矢量),對位于外側(cè)的部分賦 予朝向存在區(qū)域內(nèi)且比位于存在區(qū)域內(nèi)時更大的移動矢量。S4的處理及
S5的處理由矢量設(shè)定部420進行。
在S6中,利用由S5求出的移動矢量求出機器人的回避位置和姿態(tài)的 變化量,調(diào)整變化量以使存在區(qū)域內(nèi)的部分不向存在區(qū)域外超出,求出運 動了該變化量部分的機器人的位置和姿態(tài)作為回避位置和姿態(tài)。
在S7中,將由S6求出的位置作為開始位置和姿態(tài),返回S2。 S6的 處理由干涉回避部430進行。
艮口,在賦予任意位置時,首先進行S1,由S2進行位置和姿態(tài)生成的 結(jié)束判斷,在未結(jié)束的情況下進行S3 S7后,返回S2再次進行結(jié)束判斷, 之后,反復(fù)進行S2 S7直到結(jié)束判斷視為結(jié)束為止。
接下來,對各步驟詳細(xì)進行說明。
首先,在S1中,將給定的任意的機器人2的位置和姿態(tài)設(shè)定為開始 該干涉回避處理的開始位置和姿態(tài)。在本實施方式中,賦予如圖5所示的 機器人2的位置和姿態(tài),并將其設(shè)定為開始位置和姿態(tài)。還有,如圖5(A) 以及圖5(B)所示,該機器人2的第5連桿203、第6連桿201與工件300
發(fā)生干涉。
接著,在S2中,在由S1設(shè)定的開始位置和姿態(tài)中,校驗機器人2是 否與工件300發(fā)生干涉。在該S2中判斷為存在干涉的情況下,將處理轉(zhuǎn) 移到S3。在本實施方式中,在圖5所示的位置上,如上所述,由于第5 連桿203及第6連桿201和工件300(障礙物)發(fā)生干涉,因此,將處理向 S3轉(zhuǎn)移。
在S3中,確定機器人2應(yīng)該存在的區(qū)域(存在區(qū)域)。該存在區(qū)域是操 作員可以適當(dāng)設(shè)定的區(qū)域,考慮作業(yè)的效率和向下一作業(yè)過渡的方便性 等,可以任意地設(shè)定。然而,在本實施方式中,將存在區(qū)域作為在機器人 2的前端安裝的工具214應(yīng)該存在的區(qū)域,將以與工具214的前端點對置 的障礙物(工件300)的面為邊界的空間作為存在區(qū)域。
作為存在區(qū)域的設(shè)定方法的其中之一,例如,當(dāng)位于如圖6(A)所示的 機器人2的位置和姿態(tài)時,如圖6(B)所示,從前端點全方位地(擴展到三 維空間)生成探查矢量,在各方向上從前端點沿該方向探査,將以該探査矢
9量最先接觸的面(工件300的內(nèi)表面)為邊界的區(qū)域(由紙面的上下面、右側(cè) 面、紙面的表背面這五個面包圍的空間)作為機器人2的存在區(qū)域。
還有,存在區(qū)域的機器人2側(cè)設(shè)定為到工件300的開口部300A為止。 其原因在于,為了通過安裝在機器人2的前端的工具214進行作業(yè),存在 區(qū)域是機器人2所應(yīng)該存在的空間,因此,不需要將遠(yuǎn)離工件300(比開口 部300A靠外側(cè)的空間)規(guī)定為存在區(qū)域。
進而,在如圖6所示的工件300不為僅一面開口的中空四棱柱,作為 障礙物的工作310為如圖7所示的兩底面開口的情況下,如下所述,設(shè)定 機器人2應(yīng)該存在的區(qū)域。
當(dāng)處于如圖7(A)所示的機器人2的位置和姿態(tài)時,如圖7(B)所示,從 前端點全方位地(擴展到三維空間)生成探査矢量,在各方向上從前端點沿 該方向探查時,將以該探查矢量最先接觸的面(工件310的內(nèi)表面)為邊界 的區(qū)域(由紙面的上下面、紙面的表背面這四個面包圍的空間)作為機器人 2的存在區(qū)域。還有,存在區(qū)域的機器人2側(cè)及機器人2的相反側(cè)設(shè)定為 到開口部310A為止。其原因也在于,為了通過工具214進行作業(yè),存在 區(qū)域是機器人2所應(yīng)該存在的空間,因此,不需要將遠(yuǎn)離工件310(開口部 310A的外側(cè)的空間)規(guī)定為存在區(qū)域。
另外,在工件為由局部的支柱支承的平行的上下兩片平板的情況下, 也可以同樣地進行研究。
上述內(nèi)容說明了工具214被作為障礙物的工件300包圍的情況,但在 以下內(nèi)容中,對工具214沒有被作為障礙物的工件300包圍的情況下的存 在區(qū)域的規(guī)定方法進行說明。
即使在這種情況下,基本而言,存在區(qū)域也是操作員可以適當(dāng)設(shè)定的 區(qū)域,考慮作業(yè)的效率和向下一作業(yè)過渡的方便性等,可以任意地設(shè)定。 然而,在本實施方式中,采用以下的方法設(shè)定存在區(qū)域。
例如,當(dāng)處于如圖8(A)所示的機器人2的位置和姿態(tài)時(機器人2從 工件320的外表面干涉時),如圖8(B)所示,從未干涉的前端點全方位地(擴 展到三維空間)生成探查矢量,在各方向上從前端點沿該方向探査時,以將 該探査矢量接觸的面(工件320的外表面)作為邊界并且在當(dāng)前時刻內(nèi)含工 具214的方式來設(shè)定空間,并將其作為存在區(qū)域330(圖8(B)的實線)。
10接著,在S4中,判斷設(shè)定于機器人2的各部位的對象點是否處于由 S3設(shè)定的存在區(qū)域的內(nèi)外的任一側(cè)。
艮口,如圖9所示,在第5連桿203、第6連桿201及工具214上設(shè)定 多個對象點,逐個判斷該對象點是否處于存在區(qū)域的內(nèi)外。在圖9中,設(shè) 定了對象點501到對象點508這8個對象點。還有,在從上面觀察的情況 下,對象點503、對象點504以及對象點505、對象點506由于在紙面左 右方向上接近,所以重疊繪制。
這里,對該對象點的選擇方法進行說明。
在本實施方式中,如圖9所示,第5連桿203及第6連桿201與工件 300干涉。由此,在第5連桿203的干涉部位設(shè)定對象點508,在第6連 桿201的干涉部位設(shè)定對象點505。除此之外,工具214具有尖的前端點, 在此設(shè)定對象點501。另外,在第6連桿201的下部的尖的部位設(shè)定對象 點506。為了插補這些對象點501、 505、 506、 508,設(shè)定對象點502、 503、 504、 507,總共設(shè)定8個對象點。還有,對象點的設(shè)定方法,并不局限于 上述的方法,例如也可以由操作員適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
在本實施方式中,由于發(fā)生干涉的僅為第5連桿203及第6連桿201 , 因此,對第5連桿203、第6連桿201、工具214是否處于存在區(qū)域進行 判斷。不過,即使將其它連桿添加為判斷對象,本實施方式的干涉回避方 法也能夠適用。另外,實際上,對象點的個數(shù)在機器人2的各部位進行干 涉回避計算時,可以選取適當(dāng)范圍的個數(shù)。
在S5中,在多個對象點位于存在區(qū)域內(nèi)的情況下,賦予具備遠(yuǎn)離存 在區(qū)域的邊界的方向同時具備越接近該邊界越大的標(biāo)量的移動矢量,在位 于存在區(qū)域外的情況下,賦予具備朝向存在區(qū)域內(nèi)側(cè)的方向且具備比位于 存在區(qū)域內(nèi)的情況更大的標(biāo)量的移動矢量。這樣,構(gòu)成回避干涉的方向的 矢量,通過賦予上述的標(biāo)量,能夠優(yōu)先使存在區(qū)域外的部分進入存在區(qū)域 內(nèi),且使靠近障礙物的部分遠(yuǎn)離障礙物。
作為與移動矢量的賦予方式相關(guān)的一種方法,有這樣的手段例如在 位于存在區(qū)域內(nèi)的情況下,將使作為障礙物的工件300的內(nèi)側(cè)帶+電荷, 使對象點也帶+電荷時產(chǎn)生的反力矢量作為移動矢量賦予。反力矢量由于 彼此為+電荷故其方向在相互排斥的方向上賦予,其標(biāo)量與距離的平方成反比。另外,位于存在區(qū)域外的情況下的移動矢量的方向,與使作為障礙 物的工件300的內(nèi)側(cè)帶+電荷,使對象點帶-電荷時產(chǎn)生的引力矢量的方向 一致。此時,移動矢量的標(biāo)量設(shè)為比位于存在區(qū)域內(nèi)時更大的標(biāo)量(至少是 比在存在區(qū)域內(nèi)的移動矢量的最大標(biāo)量大的值)。
作為其他的手段,也有使構(gòu)成作為障礙物的工件300的面的法線矢量 與移動矢量的方向一致的方法。
圖IO示出了通過S5的處理設(shè)定了移動矢量的情況。 接著,在S6中,生成合成了S5的對象點的移動矢量的合成矢量,利 用該合成矢量,求出機器人2自身的回避位置和姿態(tài)的變化量。此時,優(yōu) 選調(diào)整變化量以使位于存在區(qū)域內(nèi)的對象點不向存在區(qū)域外超出。將由該 變化量求出的位置和姿態(tài)作為回避位置和姿態(tài)。利用該回避位置和姿態(tài)進 行機器人2的坐標(biāo)逆變換,從而計算出各軸的旋轉(zhuǎn)角度。
在S7中,將由S6求出的回避位置和姿態(tài)作為新的開始位置和姿態(tài)。 之后,處理向S2返回。以后,反復(fù)進行S2到S7直到不為干涉位置和姿 態(tài)為止。
在上述的說明中,對機器人2的初期位置和姿態(tài)進行了說明,但目標(biāo) 位置和姿態(tài)也可以進行相同的處理。
圖11示出了進行如上所述的干涉回避處理的結(jié)果。
圖ll(A)示出了用于回避如圖10所示的干涉狀況的合成矢量(具體而 言,由合成矢量確定的平行移動方向和旋轉(zhuǎn)方向)。根據(jù)該合成矢量,使機 器人2的前端移動的結(jié)果如圖ll(B)所示,這就是回避位置和姿態(tài)。
這樣,通過使用本實施方式的干涉回避方法,能夠優(yōu)先使存在區(qū)域外 的部分進入存在區(qū)域內(nèi),且使靠近障礙物的部分遠(yuǎn)離障礙物,從而可靠地 回避機器人2和障礙物的干涉。
在上述的實施方式中,固定開始位置僅改變開始姿態(tài),或者固定開始 姿態(tài)僅改變開始位置,生成回避位置或回避姿態(tài)等,根據(jù)目的不同,也可 以改變S6的變化量。這樣,能夠?qū)崿F(xiàn)所期望的干涉回避位置或干涉回避 姿態(tài)。即,比起在機器人的構(gòu)形空間上探索不干涉的位置和姿態(tài),能夠直 接操作向?qū)嶋H空間的變化量,從而直接獲得所期望的姿態(tài)(位置)。
進而,干涉的定義并不只是指實際上機器人2與工件300接觸的情況,
12也可以將處于接觸面前(例如,離障礙物10mm的面前)的情況近似地定義 為干涉,由此,還能夠回避機器人2的異常接近。
另外,通過在脫機下使用上述的機器人的干涉回避方法,也能夠?qū)崟r 進行非干涉的機器人控制。
應(yīng)該認(rèn)識到本次公開的實施方式中全部方面均是例示的,因此并不局 限于此。本發(fā)明的范圍并不局限于上述說明而是根據(jù)權(quán)利要求的范圍表 示,這意味著與權(quán)利要求的范圍相同的意思以及在范圍內(nèi)的全部變化都包 含在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種機器人的干涉回避方法,該方法是回避位于規(guī)定位置的機器人和障礙物之間的干涉的干涉回避方法,所述機器人的干涉回避方法的特征在于,包括區(qū)域設(shè)定步驟,設(shè)定作為所述機器人應(yīng)該存在的區(qū)域的存在區(qū)域;矢量設(shè)定步驟,在所述機器人上設(shè)定對象點,對于位于所述存在區(qū)域內(nèi)的對象點,設(shè)定朝向離開存在區(qū)域的邊界的方向且具有越接近存在區(qū)域的邊界越大的標(biāo)量的移動矢量,對于位于所述存在區(qū)域外的對象點,設(shè)定呈朝向存在區(qū)域內(nèi)的方向且具有比所述對象點位于存在區(qū)域內(nèi)時更大的標(biāo)量的移動矢量;干涉回避步驟,以所設(shè)定的移動矢量為基礎(chǔ),回避所述機器人發(fā)生干涉狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人的干涉回避方法,其特征在于,在將所述存在區(qū)域設(shè)為配備在機器人的前端的工具應(yīng)該存在的區(qū)域時,在所述區(qū)域設(shè)定步驟中,將以障礙物的與所述工具的前端點相對向的面為邊界的空間設(shè)定為所述存在區(qū)域,在所述矢量設(shè)定步驟中,在所述工具上設(shè)定對象點。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人的干涉回避方法,其特征在于,在所述干涉回避步驟中,以所述移動矢量的合成矢量為基礎(chǔ),回避所述機器人發(fā)生干涉狀態(tài)。
4. 一種機器人的干涉回避方法,其特征在于,依次反復(fù)執(zhí)行權(quán)利要求1 3中任一項所述的機器人的干涉回避方法所包括的各個步驟,從而求出機器人不會發(fā)生干涉的位置和姿態(tài)。
5. —種機器人系統(tǒng),該系統(tǒng)是具有機器人和控制該機器人的控制裝置的機器人系統(tǒng),所述機器人系統(tǒng)的特征在于,所述控制裝置具有回避位于規(guī)定位置的機器人和障礙物之間的干涉的干涉回避裝置,所述干涉回避裝置具有區(qū)域設(shè)定部,其設(shè)定作為所述機器人應(yīng)該存 在的區(qū)域的存在區(qū)域;矢量設(shè)定部,其在所述機器人上設(shè)定對象點,對于 位于所述存在區(qū)域內(nèi)的對象點,設(shè)定朝向離開存在區(qū)域的邊界的方向且具 有越接近存在區(qū)域的邊界越大的標(biāo)量的移動矢量,對于位于所述存在區(qū)域 外的對象點,設(shè)定呈朝向存在區(qū)域內(nèi)的方向且具有比所述對象點位于存在 區(qū)域內(nèi)時更大的標(biāo)量的移動矢量;干涉回避部,其以所設(shè)定的移動矢量為 基礎(chǔ),回避所述機器人發(fā)生干涉狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種機器人的干涉回避方法以及機器人系統(tǒng),能夠可靠地回避機器人和障礙物之間的干涉,同時可靠地進行規(guī)定的作業(yè)。該干涉回避方法反復(fù)執(zhí)行如下步驟進行在開始位置的干涉校驗的步驟;若存在干涉則確定機器人(2)應(yīng)該存在的區(qū)域的步驟;校驗代表機器人(2)的各部位的對象點是否處于機器人(2)的應(yīng)該存在的區(qū)域內(nèi)的步驟;對于位于區(qū)域的內(nèi)側(cè)的部分賦予遠(yuǎn)離區(qū)域的邊界且越接近邊界越大的移動矢量,對于位于區(qū)域的外側(cè)的部分賦予朝向區(qū)域內(nèi)且比位于區(qū)域內(nèi)時更大的移動矢量的步驟;使用合成了移動矢量的合成矢量求出機器人(2)的回避位置和姿態(tài)的步驟,由此設(shè)定不干涉的路徑。
文檔編號B25J9/10GK101659056SQ20091014259
公開日2010年3月3日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者山崎雄干, 飛田正俊 申請人:株式會社神戶制鋼所