專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)器人的動(dòng)作路徑生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生成多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)作路徑的方法，尤其涉及適于伴隨作業(yè)而生成 在移動(dòng)中有可能通過(guò)特殊姿態(tài)的路徑的情況的機(jī)器人的動(dòng)作路徑生成方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，在生成機(jī)器人的動(dòng)作路徑時(shí)，多是考慮配置空間(C空間)，并在該C空 間內(nèi)考慮機(jī)器人的動(dòng)作路徑的情況。即，使用作業(yè)空間中的機(jī)器人與障礙物的幾何學(xué)的形 狀及其位置關(guān)系，記述C空間中的障礙物，求出C空間內(nèi)的自由空間(非干涉空間)。具體來(lái)說(shuō)，存在如下方法，S卩，離散性地表現(xiàn)C空間，投影(mapping)干涉位置及非 干涉位置，通過(guò)圖表探索求出追蹤非干涉位置的路徑。這樣對(duì)各軸的組合整體進(jìn)行探索，探 索沒(méi)有干涉的路徑。另外，作為給出作為第一作業(yè)終點(diǎn)的移動(dòng)開(kāi)始位置和作為接續(xù)第一作業(yè)的第 二作業(yè)的始點(diǎn)的移動(dòng)目標(biāo)位置來(lái)作成在它們之間無(wú)干涉的路徑的方法，有使用位勢(shì)法 (potential)求出干涉回避姿態(tài)的方法。在該方法中，將最接近的障礙物向平面投影，以避開(kāi)投影的障礙物的方式生成回 避方向指示點(diǎn)，由此利用位勢(shì)法決定將機(jī)器人前端向回避方向引導(dǎo)的動(dòng)作路徑，從而生成 避免干涉的路徑。具體來(lái)說(shuō)，在以規(guī)定的間距使機(jī)器人沿目標(biāo)方向移動(dòng)的基礎(chǔ)上，使用位勢(shì) 計(jì)算等運(yùn)算回避位置/姿態(tài)，并反復(fù)進(jìn)行上述處理，由此生成順序回避位置姿態(tài)，并作成到 達(dá)目標(biāo)位置/姿態(tài)的路徑。在進(jìn)行機(jī)器人的動(dòng)作路徑生成時(shí)，在該動(dòng)作路徑的中途，存在機(jī)器人取得特殊姿 態(tài)或通過(guò)特殊姿態(tài)的附近的情況。機(jī)器人若采取特殊姿態(tài)則無(wú)法動(dòng)作，或者在通過(guò)特殊姿 態(tài)的附近時(shí)，需要在動(dòng)作時(shí)增大關(guān)節(jié)軸移動(dòng)。例如，在圖1所示的結(jié)構(gòu)的六軸多關(guān)節(jié)機(jī)器人的情況下，如圖2所示，存在有(a) 肩特殊姿態(tài)(腕位置在肩的正上方的狀態(tài))，(b)肘特殊姿態(tài)(肘沿一直線(xiàn)延伸的狀態(tài))， (C)腕特殊姿態(tài)(腕沿一直線(xiàn)延伸的狀態(tài))這三種特殊姿態(tài)，在各個(gè)姿態(tài)中，存在無(wú)法進(jìn)行 直線(xiàn)動(dòng)作或者某關(guān)節(jié)軸的角度不穩(wěn)定而使動(dòng)作時(shí)關(guān)節(jié)軸變化大等機(jī)器人異常動(dòng)作的情況。在這種機(jī)器人異常動(dòng)作狀況下，在作業(yè)時(shí)間受到限制時(shí)，必須提高關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置 的旋轉(zhuǎn)速度，從而有可能超過(guò)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)速度的上限?；蛘?，若以不超過(guò)上限的方 式使旋轉(zhuǎn)速度下降，則會(huì)使作業(yè)時(shí)間相應(yīng)變長(zhǎng)。即使能夠進(jìn)行動(dòng)作，也會(huì)由于軸的高速旋轉(zhuǎn) 而使安裝在機(jī)器人的機(jī)械手上的電纜等擰轉(zhuǎn)而破損，或者對(duì)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生負(fù)擔(dān)，從而 存在關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置破損等的問(wèn)題。但是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2中，未公開(kāi)避免上述的機(jī)器人的特殊姿態(tài)的技 術(shù)，因此即使采用上述專(zhuān)利文獻(xiàn)的技術(shù)，也難以避免機(jī)器人的異常動(dòng)作狀況。為了避免上述不適當(dāng)?shù)那闆r，在機(jī)器人的動(dòng)作路徑生成中，考慮以不采用特殊姿 態(tài)的方式避免特殊姿態(tài)來(lái)生成動(dòng)作路徑。但是，這種情況下，不可否認(rèn)有可能生成不必要的繞遠(yuǎn)的動(dòng)作路徑或在動(dòng)作路徑生成中需要非常多的計(jì)算時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況而作出，其目的在于提供一種如下的方法，S卩，在作成作為第 一作業(yè)終點(diǎn)的移動(dòng)開(kāi)始位置與作為接續(xù)第一作業(yè)的第二作業(yè)的始點(diǎn)的移動(dòng)目標(biāo)位置之間 的動(dòng)作路徑時(shí)，生成機(jī)器人無(wú)異常動(dòng)作并能夠順利地采取特殊姿態(tài)或通過(guò)特殊姿態(tài)附近的 實(shí)用性的動(dòng)作路徑。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明中采取以下的技術(shù)手段。本發(fā)明的多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)作路徑生成方法是如下的動(dòng)作路徑算出方法，S卩，當(dāng) 具備多根聯(lián)桿和連結(jié)該聯(lián)桿的軸的多關(guān)節(jié)機(jī)器人在作為第一作業(yè)終點(diǎn)的移動(dòng)開(kāi)始位置與 作為接在所述第一作業(yè)后進(jìn)行的第二作業(yè)的始點(diǎn)的移動(dòng)目標(biāo)位置之間移動(dòng)時(shí)，判斷在所述 多關(guān)節(jié)機(jī)器人中是否存在干涉，并且算出該多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)作路徑，所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人 的動(dòng)作路徑生成方法的特征在于，包括在算出了處于移動(dòng)開(kāi)始位置的多關(guān)節(jié)機(jī)器人的姿 態(tài)與處于移動(dòng)目標(biāo)位置的多關(guān)節(jié)機(jī)器人的姿態(tài)之間的動(dòng)作路徑時(shí)，判斷所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人 是否采取特殊姿態(tài)的判斷步驟；在所述判斷步驟中判斷為采取特殊姿態(tài)時(shí)，選擇使多關(guān)節(jié) 機(jī)器人成為特殊姿態(tài)的關(guān)節(jié)軸的軸選擇步驟；對(duì)于所述軸選擇步驟選擇的關(guān)節(jié)軸，從外部 指定其軸值，以使多關(guān)節(jié)機(jī)器人在包含所述特殊姿態(tài)的動(dòng)作路徑上能夠順利移動(dòng)的指定步 驟；使用所述指定步驟指定的軸值，算出多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)作路徑的路徑算出步驟。當(dāng)機(jī)器人在由該動(dòng)作路徑生成方法作成的動(dòng)作路徑上移動(dòng)時(shí)，機(jī)器人能夠無(wú)異常 動(dòng)作地采取特殊姿態(tài)或通過(guò)特殊姿態(tài)附近。而且，由于特意以使機(jī)器人采取特殊姿態(tài)的方 式生成該路徑，因此不會(huì)生成不必要地繞遠(yuǎn)的路徑，能夠縮短動(dòng)作路徑生成所花費(fèi)的計(jì)算 時(shí)間。優(yōu)選，在所述指定步驟中，當(dāng)所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人位于特殊姿態(tài)的附近時(shí)，可以以固 定值或不超過(guò)特殊姿態(tài)的邊界的值賦予使所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人成為特殊姿態(tài)的關(guān)節(jié)軸的軸 值，并且，在伴隨所述軸值的賦予而存在成為不定值的其它關(guān)節(jié)軸的情況下，作為該其它的 關(guān)節(jié)軸的軸值而給出根據(jù)特殊姿態(tài)的前后位置的多關(guān)節(jié)機(jī)器人的姿態(tài)而得到的內(nèi)插值。當(dāng)機(jī)器人在由本發(fā)明的動(dòng)作路徑生成方法作成的動(dòng)作路徑上移動(dòng)時(shí)，機(jī)器人能夠 無(wú)異常動(dòng)作地順利采取特殊姿態(tài)或通過(guò)特殊姿態(tài)附近。而且，由于特意以使機(jī)器人采取特 殊姿態(tài)的方式生成該路徑，因此不會(huì)生成不必要地繞遠(yuǎn)的動(dòng)作路徑，從而能夠縮短動(dòng)作路 徑生成所花費(fèi)的計(jì)算時(shí)間。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的機(jī)器人的骨架圖。圖2是示出圖1的機(jī)器人的特殊姿態(tài)的圖。圖3是示出機(jī)器人的姿態(tài)(第四軸、第五軸及第六軸)的圖，(a)示出處于移動(dòng)開(kāi) 始位置及移動(dòng)目標(biāo)位置的機(jī)器人，(b)示出計(jì)算開(kāi)始位置、特殊姿態(tài)位置、干涉回避位置的 機(jī)器人的姿態(tài)。圖4是示出在本發(fā)明的動(dòng)作路徑生成方法中決定第四軸 第六軸的軸值的方法 的圖。
圖5是示出應(yīng)用了本發(fā)明的動(dòng)作路徑生成方法的實(shí)施例的圖。圖6是以流程圖表示本發(fā)明的動(dòng)作路徑生成方法的圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明1機(jī)器人212 第一軸210 第二軸208 第三軸206第四軸204第五軸202 第六軸211 第一聯(lián)桿209 第二聯(lián)桿207第三聯(lián)桿205第四聯(lián)桿203第五聯(lián)桿201第六聯(lián)桿
具體實(shí)施例方式以下，基于

本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的說(shuō)明中，對(duì)于相同的部件標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)。其名稱(chēng)及功能也相同。因此， 不重復(fù)關(guān)于所述部件的詳細(xì)說(shuō)明。以下，說(shuō)明垂直多關(guān)節(jié)型的六軸的焊接機(jī)器人，但是本發(fā)明并不限于適用這種樣 式、軸數(shù)及用途的機(jī)器人。參照?qǐng)D1所示的多關(guān)節(jié)機(jī)器人1(以下，也有簡(jiǎn)稱(chēng)為機(jī)器人的情況)的骨架圖，說(shuō) 明本發(fā)明的實(shí)施方式的機(jī)器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。如圖1所示，機(jī)器人1是垂直多關(guān)節(jié)型的具備六軸的焊接機(jī)器人，從接近安裝底盤(pán) 的第一軸212開(kāi)始，依次具備第二軸210、第三軸208、第四軸206、第五軸204及第六軸202 這些旋轉(zhuǎn)軸。將接近安裝底盤(pán)的第一軸212稱(chēng)為機(jī)器人原點(diǎn)。另外，機(jī)器人1從接近安裝底盤(pán)的第一聯(lián)桿211開(kāi)始，依次具備第二聯(lián)桿209、第三 聯(lián)桿207、第四聯(lián)桿205、第五聯(lián)桿203、第六聯(lián)桿201。各聯(lián)桿由剛性部件構(gòu)成。機(jī)器人1利用設(shè)置在第六聯(lián)桿201的前端的焊炬(工具)對(duì)例如工件進(jìn)行焊接。該機(jī)器人系統(tǒng)連接有控制機(jī)器人1的控制部，并且具備作成機(jī)器人1的離線(xiàn)示教 數(shù)據(jù)的控制裝置。在本實(shí)施方式的情況下，在該控制裝置中生成機(jī)器人1的動(dòng)作路徑。當(dāng)機(jī)器人1在作為第一作業(yè)終點(diǎn)的“移動(dòng)開(kāi)始位置”與作為接續(xù)第一作業(yè)的第二 作業(yè)的始點(diǎn)的“移動(dòng)目標(biāo)位置”之間移動(dòng)時(shí)，該控制裝置判斷在機(jī)器人1中是否存在干涉， 并算出機(jī)器人1的動(dòng)作路徑。換言之，不是算出諸如進(jìn)行焊接這樣的作業(yè)動(dòng)作路徑，而是算 出自由度比較高的“作業(yè)之間的機(jī)器人的移動(dòng)或姿態(tài)變更”的動(dòng)作路徑。本發(fā)明在這樣的 “非作業(yè)時(shí)的機(jī)器人的移動(dòng)或姿態(tài)變更”中，特意以使機(jī)器人采取特殊姿態(tài)的方式生成該路 徑。
以下，說(shuō)明由控制裝置執(zhí)行的機(jī)器人的動(dòng)作路徑生成處理。圖6是由該控制裝置執(zhí)行的機(jī)器人的動(dòng)作路徑生成程序的流程圖。在S100，控制裝置將作為第一作業(yè)終點(diǎn)的移動(dòng)開(kāi)始位置設(shè)定為計(jì)算開(kāi)始位置。在S110，控制裝置判斷從計(jì)算開(kāi)始位置的機(jī)器人姿態(tài)到作為接續(xù)第一作業(yè)的第二 作業(yè)的始點(diǎn)的移動(dòng)目標(biāo)位置的機(jī)器人姿態(tài)是否能夠不干涉地移動(dòng)。若判斷為從計(jì)算開(kāi)始位置不會(huì)無(wú)干涉地到達(dá)計(jì)算目標(biāo)位置(S110為是)，則處理 向S120移動(dòng)。若不是這樣(Si 10為否)，則從計(jì)算開(kāi)始位置能夠無(wú)干涉地到達(dá)到移動(dòng)目標(biāo) 位置，因此該處理結(jié)束。在作為判斷步驟的S120，在控制裝置對(duì)計(jì)算開(kāi)始位置與移動(dòng)目標(biāo)位置之間進(jìn)行插 值時(shí)(作成移動(dòng)路徑時(shí))，判斷機(jī)器人1是否采取特殊姿態(tài)。若判斷為采取特殊姿態(tài)(S120 為是)，則處理向S130移動(dòng)。若不是這樣(S120為否)，該處理向S150移動(dòng)。
在作為軸選擇步驟的S130，控制裝置選擇使機(jī)器人1成為特殊姿態(tài)的關(guān)節(jié)軸、即 成為形成特殊姿態(tài)的主要原因的關(guān)節(jié)軸。若要更準(zhǔn)確地表現(xiàn)“成為形成特殊姿態(tài)的主要原 因的關(guān)節(jié)軸”，則成為“在逆變換機(jī)器人1的姿態(tài)的情況下，使解退化的關(guān)節(jié)軸”或者“對(duì)于 逆變換機(jī)器人1的姿態(tài)時(shí)的雅可比行列式，生成降秩的關(guān)節(jié)軸”。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，例如參照“機(jī)器 人控制基礎(chǔ)論，吉川恒夫，1988，二 π f社發(fā)行，PP 58 ”等。接下來(lái)，在作為指定步驟的S140，控制裝置對(duì)于所選擇的機(jī)器人的關(guān)節(jié)軸，生成對(duì) 軸值進(jìn)行插值的位置/姿態(tài)，以使機(jī)器人1特意采取特殊姿態(tài)。換言之，對(duì)于軸選擇步驟 (S130)選擇的關(guān)節(jié)軸，從外部指定其軸值(關(guān)節(jié)軸的角度值)，以使機(jī)器人1能夠在包含特 殊姿態(tài)的動(dòng)作路徑上順利移動(dòng)。將指定軸值后的機(jī)器人姿態(tài)作為下一個(gè)計(jì)算中的計(jì)算開(kāi)始位置。之后，處理向 S160移動(dòng)。此外，在S120進(jìn)行否判斷結(jié)果的S150中，控制裝置生成對(duì)計(jì)算開(kāi)始位置與計(jì)算目 標(biāo)位置之間進(jìn)行了插值的機(jī)器人1的位置/姿態(tài)，作為下一個(gè)計(jì)算開(kāi)始位置。在作為第二判斷步驟的S160，控制裝置判斷計(jì)算開(kāi)始位置/姿態(tài)是否位于特殊姿 態(tài)附近。若計(jì)算開(kāi)始位置/姿態(tài)位于特殊姿態(tài)附近(S160為是)，則處理向S170移動(dòng)。若 不是這樣(S160為否)，則該處理向S210移動(dòng)。在作為第二軸選擇步驟的S170，控制裝置選擇在特殊姿態(tài)中使解退化的機(jī)器人的 關(guān)節(jié)軸。在作為第二指定步驟的S180，控制裝置對(duì)在S170選擇的機(jī)器人的關(guān)節(jié)軸賦予根 據(jù)過(guò)去的實(shí)際值或操作員的經(jīng)驗(yàn)而得到的固定值或者不超過(guò)特殊姿態(tài)的邊界的值的軸值。 而且，伴隨著向在S170選定的關(guān)節(jié)軸賦予指定值而在特殊姿態(tài)或其附近存在成為不定值 的關(guān)節(jié)軸的情況下，作為相關(guān)關(guān)節(jié)軸的軸值，賦予根據(jù)特殊姿態(tài)的前后位置的機(jī)器人1的 姿態(tài)而得到的內(nèi)插值。之后，處理向S190移動(dòng)。在作為路徑算出步驟的S190，控制裝置從計(jì)算開(kāi)始位置運(yùn)算干涉回避位置。該干 涉回避位置(及該位置的機(jī)器人姿態(tài))是避免干涉并從計(jì)算開(kāi)始位置采取特殊姿態(tài)而到達(dá) 的位置(及該位置的機(jī)器人姿態(tài))。S210也與該處理進(jìn)行相同的處理。在S200，控制裝置將求出的干涉回避位置(計(jì)算目標(biāo)位置)作為新的計(jì)算開(kāi)始位 置。該S200的處理后，處理返回S110。
之后，在到達(dá)接續(xù)第一作業(yè)的第二作業(yè)的始點(diǎn)即移動(dòng)目標(biāo)位置之前，反復(fù)進(jìn)行S120 S200，生成機(jī)器人1的動(dòng)作路徑。以下，詳細(xì)說(shuō)明具備以上流程的本實(shí)施方式的機(jī)器人系統(tǒng)的控制裝置的動(dòng)作。首先，將第一作業(yè)的終點(diǎn)即移動(dòng)開(kāi)始位置設(shè)定為計(jì)算開(kāi)始位置(S100)，在對(duì)計(jì)算 開(kāi)始位置/姿態(tài)與移動(dòng)目標(biāo)位置/姿態(tài)之間進(jìn)行插值時(shí)，判斷是否采取特殊姿態(tài)(S120)。在本實(shí)施方式中，如圖2(c)所示，考慮機(jī)器腕取得特殊姿態(tài)，在計(jì)算開(kāi)始位置與 移動(dòng)目標(biāo)位置之間，以第五軸204的軸值的符號(hào)不同的方式作成移動(dòng)路徑的情況(S120為 是)。在該特殊姿態(tài)狀態(tài)下，選定使解退化(使其成為特殊姿態(tài)的關(guān)節(jié)軸)的機(jī)器人的關(guān)節(jié) 軸，即第五軸204(S130)。此外，在肩為特殊姿態(tài)的情況下，選定第二軸210、第三軸208作為使機(jī)器人成為 特殊姿態(tài)的關(guān)節(jié)軸，在肘為特殊姿態(tài)的情況下，選定第三軸208作為使機(jī)器人成為特殊姿 態(tài)的關(guān)節(jié)軸。對(duì)于所選擇的機(jī)器人1的關(guān)節(jié)軸(第五軸204)，生成對(duì)軸值(θ 5)進(jìn)行了插值的 計(jì)算目標(biāo)位置/姿態(tài)，使得特意采取該特殊姿態(tài)。此后，將該位置作為下一個(gè)計(jì)算的計(jì)算開(kāi) 始位置(S140)。接下來(lái)，判斷計(jì)算開(kāi)始位置/姿態(tài)是否在特殊姿態(tài)附近(S160)，在本實(shí)施方式中， 將計(jì)算開(kāi)始位置/姿態(tài)的各軸值中θ 5的絕對(duì)值在5. 0度以下的情況作為“腕的特殊姿態(tài)” 而判斷為在特殊姿態(tài)附近。在特殊姿態(tài)附近的情況下，選擇在特殊姿態(tài)中使解退化的機(jī)器人的關(guān)節(jié)軸(第五 軸 204) (S170)。對(duì)于所選擇的第五軸204，賦予固定值或不超過(guò)特殊姿態(tài)的邊界的軸值。在 本實(shí)施方式的情況下，例如，使第五軸204的軸值Θ5以5° —2° —0° (特殊姿 態(tài))一-2° —-5°的方式，從外部作為固定值而使其變化并賦值?；诖耍耘c其它物體 不干涉的方式求出干涉回避位置/姿態(tài)。此外，當(dāng)對(duì)θ 5賦予指定值時(shí)，在干涉回避位置或特殊姿態(tài)下成為不定值的關(guān)節(jié) 軸或軸值變大的關(guān)節(jié)軸存在的情況下，會(huì)產(chǎn)生關(guān)節(jié)軸由于較大旋轉(zhuǎn)而使安裝在機(jī)器人1的 機(jī)械手等上的電纜等扭曲破損，或者對(duì)關(guān)節(jié)軸的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)施加大負(fù)擔(dān)等不適當(dāng)?shù)那闆r。在本實(shí)施方式的情況下，第四軸206的軸值和第六軸202相當(dāng)于取為不定值的關(guān) 節(jié)軸。因此，如圖4所示，運(yùn)算干涉回避位置/姿態(tài)，以使計(jì)算開(kāi)始位置/姿態(tài)與求出的位 置/姿態(tài)的第四軸206的軸值θ 4為相同值，使在任何姿態(tài)下第四軸206的軸值θ 4與第 六軸202的軸值θ 6的和總是恒定，并依次決定各軸的軸值。換言之，在第五軸204的軸值 的符號(hào)不反轉(zhuǎn)(+ — +，- — _)的情況下，基于圖4(a)算出第六軸202的軸值，在第五軸204 的軸值的符號(hào)反轉(zhuǎn)(+ — -，_ — +)的情況下，基于圖4(b)算出第六軸202的軸值。由此，當(dāng)計(jì)算開(kāi)始位置/姿態(tài)在特殊姿態(tài)附近并根據(jù)該位置/姿態(tài)求出干涉回避 位置/姿態(tài)時(shí)，即使θ 4變化大也使其值一致，因此消除變化，而且能夠防止求出的干涉回 避位置/姿態(tài)的θ 6與計(jì)算開(kāi)始位置/姿態(tài)相比變化大的情況，并能夠求出干涉回避位置 /姿態(tài)。在以上所述的方法中，若求出干涉回避位置/姿態(tài)，則得到與實(shí)際需要的干涉回 避位置/姿態(tài)不同的位置/姿態(tài)，但是本發(fā)明的發(fā)明者們預(yù)見(jiàn)能得到與原來(lái)求出的干涉回避位置/姿態(tài)沒(méi)有大幅變化的位置/姿態(tài)，從而能得到對(duì)于回避干涉足夠的位置/姿態(tài)。在圖5中示出應(yīng)用了本發(fā)明的動(dòng)作路徑生成方法的例子。圖中的位置XYZ是機(jī)器 人坐標(biāo)系，姿態(tài)角由搖擺、俯仰、偏轉(zhuǎn)角表示。在該圖中，計(jì)算開(kāi)始位置/姿態(tài)在腕特殊點(diǎn)附近，若基于以往的方法進(jìn)行干涉回 避(干涉回避位置/姿態(tài)1、干涉回避位置/姿態(tài)2)，則能夠確認(rèn)在短距離的移動(dòng)下θ 4及 θ 6變化大的情況。與之相對(duì)，在應(yīng)用本發(fā)明的方法的情況下，根據(jù)計(jì)算開(kāi)始位置/姿態(tài)的θ 5的符號(hào) 選擇干涉回避位置/姿態(tài)的θ 5，將從干涉回避位置/姿態(tài)的θ 4與θ 6的和減去計(jì)算開(kāi)始 位置/姿態(tài)的值來(lái)作為θ 6。能夠確認(rèn)如此運(yùn)算的干涉回避位置/姿態(tài)的姿態(tài)值與干涉回 避位置/姿態(tài)的姿態(tài)值沒(méi)有大幅度的變化。如上所述，由于在初始位置與目標(biāo)位置之間防止關(guān)節(jié)軸較大旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，依次求 出干涉回避位置/姿態(tài)，因此能夠生成實(shí)用的動(dòng)作路徑。不只是腕特殊姿態(tài)(基于第五軸204的特殊姿態(tài))，而且在取得肩特殊姿態(tài)、肘特 殊姿態(tài)附近的姿態(tài)時(shí)，通過(guò)適當(dāng)設(shè)定超過(guò)特殊姿態(tài)的邊界的關(guān)節(jié)軸的軸值及在特殊姿態(tài)下 成為不定值的關(guān)節(jié)軸的軸值，能夠生成實(shí)用的路徑。應(yīng)該認(rèn)為本次公開(kāi)的實(shí)施方式的全部方面并不局限于例示。本發(fā)明的范圍不是由 上述的說(shuō)明而是由專(zhuān)利請(qǐng)求的范圍表示，也包含與專(zhuān)利請(qǐng)求的范圍相等同的意思及范圍內(nèi) 的全部的變更。
權(quán)利要求
一種多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)作路徑生成方法，其是如下的動(dòng)作路徑算出方法，即，當(dāng)具備多根聯(lián)桿和連結(jié)該聯(lián)桿的軸的多關(guān)節(jié)機(jī)器人在作為第一作業(yè)終點(diǎn)的移動(dòng)開(kāi)始位置與作為接在所述第一作業(yè)后進(jìn)行的第二作業(yè)的始點(diǎn)的移動(dòng)目標(biāo)位置之間移動(dòng)時(shí)，判斷在所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人中是否存在干渉，并且算出該多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)作路徑，所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)作路徑生成方法的特征在于，包括在算出了處于移動(dòng)開(kāi)始位置的多關(guān)節(jié)機(jī)器人的姿態(tài)與處于移動(dòng)目標(biāo)位置的多關(guān)節(jié)機(jī)器人的姿態(tài)之間的動(dòng)作路徑時(shí)，判斷所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人是否采取特殊姿態(tài)的判斷步驟；在所述判斷步驟中判斷為采取特殊姿態(tài)時(shí)，選擇使多關(guān)節(jié)機(jī)器人成為特殊姿態(tài)的關(guān)節(jié)軸的軸選擇步驟；對(duì)于所述軸選擇步驟選擇的關(guān)節(jié)軸，從外部指定其軸值，以使多關(guān)節(jié)機(jī)器人在包含所述特殊姿態(tài)的動(dòng)作路徑上能夠順利移動(dòng)的指定步驟；使用所述指定步驟指定的軸值，算出多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)作路徑的路徑算出步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)作路徑生成方法，其特征在于，在所述指定步驟中，當(dāng)所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人位于特殊姿態(tài)的附近時(shí)，以固定值或不超過(guò) 特殊姿態(tài)的邊界的值賦予使所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人成為特殊姿態(tài)的關(guān)節(jié)軸的軸值，在伴隨所述軸值的賦予而存在成為不定值的其它關(guān)節(jié)軸的情況下，作為該其它的關(guān)節(jié) 軸的軸值而給出根據(jù)特殊姿態(tài)的前后位置的多關(guān)節(jié)機(jī)器人的姿態(tài)而得到的內(nèi)插值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種機(jī)器人的動(dòng)作路徑生成方法，其在作成作業(yè)間的動(dòng)作路徑時(shí)，生成機(jī)器人無(wú)異常動(dòng)作而能夠順利地采取特殊姿態(tài)或通過(guò)特殊姿態(tài)附近的實(shí)用性的動(dòng)作路徑。本發(fā)明的多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)作路徑生成方法包含在算出動(dòng)作路徑時(shí)，判斷多關(guān)節(jié)機(jī)器人是否采取特殊姿態(tài)的判斷步驟；在判斷步驟中判斷為采取特殊姿態(tài)時(shí)，選擇使多關(guān)節(jié)機(jī)器人成為特殊姿態(tài)的關(guān)節(jié)軸的軸選擇步驟；對(duì)于軸選擇步驟選擇的關(guān)節(jié)軸，從外部指定其軸值，以使多關(guān)節(jié)機(jī)器人在包含特殊姿態(tài)的動(dòng)作路徑上能夠順利移動(dòng)的指定步驟；使用所述指定步驟指定的軸值，算出多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)作路徑的路徑算出步驟。
文檔編號(hào)B25J13/00GK101823260SQ20101013016
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者山崎雄干, 飛田正俊 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶(hù)制鋼所