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JP4124583B2 - Method and apparatus for creating operation path data of work robot - Google Patents
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JP4124583B2 - Method and apparatus for creating operation path data of work robot - Google Patents

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JP4124583B2 JP2001289655A JP2001289655A JP4124583B2 JP 4124583 B2 JP4124583 B2 JP 4124583B2 JP 2001289655 A JP2001289655 A JP 2001289655A JP 2001289655 A JP2001289655 A JP 2001289655A JP 4124583 B2 JP4124583 B2 JP 4124583B2
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  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の作業点に対する作業ロボットの移動速度を含む動作経路データの作成方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、製造ラインに設置された作業ロボットを直接操作させて作業姿勢のティーチングを行おうとすると、作業ロボットの操作を熟知したオペレータが製造ラインの現場で作業を行わなければならないため、その分、作業が非効率的となってしまう。また、このような作業は、製造ラインを停止させた状態で行う必要があるため、当該製造ラインの稼働率も低下してしまう。
【0003】
そこで、近時、前記ティーチング作業の効率化を図るため、あるいは、前記製造ラインの稼働率を向上させるために、オフラインによるティーチングが行われている。すなわち、コンピュータ上に作業ロボット並びに作業対象物であるワークおよび周辺構造物のモデルを構築し、このモデルを用いてティーチングデータを作成した後、前記ティーチングデータを現場の作業ロボットに供給することにより、製造ラインを停止させることなく、ティーチングデータを効率的に作成することが可能となる。
【0004】
ところで、このようなオフライティーチングにおいては、例えば、オペレータが複数の作業点を指示することにより、周辺構造物や作業ロボットの仕様を考慮して、コンピュータが作業ロボットの動作経路データを自動計算することも可能になってきている。
【0005】
しかしながら、ティーチングデータは、動作経路データのみから構成されるのではなく、作業ロボットの移動速度を含む動作仕様パラメータが各動作経路データに付与されて初めて完成されたデータとなるものである。従来、これらの動作仕様パラメータは、オペレータの経験や試行錯誤に基づいて設定している。
【0006】
この場合、移動速度に係る動作仕様パラメータは、作業ロボットのサイクルタイムを決定する重要な因子である。しかしながら、移動速度を作業ロボットの仕様に基づく最大速度に設定しても、必ずしもサイクルタイムが短縮されるとは限らない。
【0007】
例えば、エンドエフェクタの移動速度を速く設定すると、エンドエフェクタを所望の作業点に正確に停止させるための時間が長くなる一方、遅く設定し過ぎると、作業点に到達する時間が長くなってしまう。また、複数の作業ロボットが近接配置されるような製造ラインにおいては、作業ロボットの移動速度によって、同じ動作域を有する作業ロボット間で干渉の生じるおそれがあるため、最速の移動速度を最適な移動速度として選択できない場合がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の不具合を解決するためになされたものであり、作業ロボットの最適な移動速度を自動的に設定することができ、これによってサイクルタイムの短縮を図ることができる作業ロボットの動作経路データ作成方法および装置を提供することを目的とする。
【0009】
前記の課題を解決するために、本発明方法では、複数の作業点に対する作業ロボットの移動速度を含む動作経路データの作成方法において、
動作経路全体を構成する複数の個別動作経路を構成する作業点間で干渉を回避するための中継点における許容範囲を設定し、前記中継点に対する前記作業ロボットの前記許容範囲を含む前記動作経路全体複数形成するステップと、
前記作業点に移動する前記作業ロボットに対して複数の移動速度を設定し、形成された各動作経路全体の個別動作経路毎に、移動速度に対して前記作業点への移動時間を算出するステップと、
前記形成された各動作経路全体の個別動作経路毎に、前記移動時間が最短となる前記移動速度を選択するステップと、
前記形成された各動作経路全体の個別動作経路毎に、選択された前記移動速度で動作する前記作業ロボットの干渉の有無を判定するステップと、
前記形成された各動作経路全体毎に判定された前記作業ロボットの干渉の有無の結果と前記形成された各動作経路全体の個別動作経路毎に選択された最短となる移動速度に対する移動時間を合計した前記動作経路全体のサイクルタイムとを記録した記録テーブルを作成するステップと、
前記記録テーブルから、前記作業ロボットに対する干渉が無く、かつ前記サイクルタイムが最短となる前記動作経路全体及び前記選択された最短となる移動速度の組合せを決定して、前記組合せに基づいて動作経路データを作成するステップと、
を備え、
前記移動時間を算出するステップでは、前記作業ロボットが前記作業点に到達するために要する時間及び前記作業ロボットが前記作業点に到達してから前記作業ロボットの振動が停止するまでに要する時間に基づいて前記移動時間を計算することを特徴とする。
【0010】
この場合、探索された動作経路で作業ロボットを各移動速度により動作させ、そのときの移動時間が最短となるように移動速度を決定することにより、移動速度を含む動作経路データを自動作成することができる。
【0011】
なお、上記のようにして選択された移動速度で作業ロボットを動作させた場合の干渉の有無を判定することにより、干渉のない最適な移動速度を選択することができる。
【0012】
また、本発明装置では、複数の作業点に対する作業ロボットの移動速度を含む動作経路データの作成装置において、
動作経路全体を構成する複数の個別動作経路を構成する作業点間で干渉を回避するための中継点における許容範囲を設定し、前記作業点に対する前記作業ロボットの前記許容範囲を含む前記動作経路全体複数形成する動作経路探索部と、
前記作業点に移動する前記作業ロボットに対して複数の移動速度を設定し、形成された各動作経路全体の個別動作経路毎に、移動速度に対して前記作業点への移動時間を計算する移動時間計算部と、
前記形成された各動作経路全体の個別動作経路毎に、前記移動時間が最短となる前記移動速度を選択する移動速度選択部と、
前記形成された各動作経路全体の個別動作経路毎に、選択された前記移動速度で動作する前記作業ロボットの干渉の有無を判定する干渉判定部と、
を備え、
移動時間計算部は、前記作業ロボットが前記作業点に到達するために要する時間及び前記作業ロボットが前記作業点に到達してから前記作業ロボットの振動が停止するまでに要する時間に基づいて前記移動時間を計算し、
前記形成された各動作経路全体毎に判定された前記作業ロボットの干渉の有無の結果と前記形成された各動作経路全体の個別動作経路毎に求めた選択された最短となる移動速度に対する移動時間を合計した前記動作経路全体のサイクルタイムとを記録した記録テーブルを作成し、前記記録テーブルから、前記作業ロボットに対する干渉が無く、かつ前記サイクルタイムが最短となる前記動作経路全体及び前記選択された最短となる移動速度の組合せを決定して、前記組合せに基づいて動作経路データを作成することを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の作業ロボットの動作経路データ作成方法および装置が適用される実施形態であるオフラインティーチング装置10と、このオフラインティーチング装置10によって作成されたティーチングデータが適用される多関節ロボット装置12との概略構成を示す。
【0015】
多関節ロボット装置12は、ベース14に対して複数の回動自在なリンク16、18および20を介して連結される溶接ガン等のエンドエフェクタ22を備え、ロボット制御部24に設定されたティーチングデータに従って動作する。なお、多関節ロボット装置12およびロボット制御部24は、現場の製造ラインに配設される。
【0016】
オフラインティーチング装置10は、コンピュータによって構成されるものであり、図2に示すように、制御部26は、オフラインティーチング装置10の全体の制御を行うCPU28と、記憶部であるROM30およびRAM32と、ハードディスクドライブ34によってデータが読み書きされるハードディスク36と、フレキシブルディスクやコンパクトディスク等の外部記録媒体38に対してティーチングデータ等の読み書きを行う記録媒体ドライブ40と、多関節ロボット装置12の動作経路データを作成する動作経路データ作成回路42と、作成された動作経路データに基づいて多関節ロボット装置12の動作シミュレーションを行うシミュレーション回路44とを備える。なお、制御部26には、オペレータによるティーチング作業の補助、シミュレーション画像の表示等を行うためのディスプレイ46が描画制御回路48を介して接続されるとともに、インタフェース50を介してキーボード52およびマウス54が接続される。
【0017】
ハードディスク36には、多関節ロボット装置12の動作経路データを作成するための動作経路作成プログラム56と、多関節ロボット装置12、作業対象物およびその他の設備に係る形状データ58と、多関節ロボット装置12の各軸の動作仕様を含むロボット仕様データ60と、動作経路データの最適化処理の対象データであるパラメータ62と、パラメータ62に関連して設定される探索条件データ64と、動作経路データの作成時に生成される処理結果データ66とが格納される。
【0018】
ここで、パラメータ62としては、多関節ロボット装置12の移動速度に係る移動速度パラメータ、干渉物を回避するために設定した中継点に対する多関節ロボット装置12の動作経路に係る経路パラメータ、多関節ロボット装置12のエンドエフェクタ22の移動速度を最適化処理の基準とするか、リンク16、18、20間の各軸の移動速度を最適化処理の基準とするかを選択する移動基準パラメータ等がある。
【0019】
また、移動速度パラメータに関連する探索条件データ64は、探索する移動速度の調整量を設定し、経路パラメータに関連する探索条件データ64は、干渉物を回避すること等を目的として予めオペレータにより設定された中継点を中心とする動作経路の許容範囲を半径データとして設定する。移動基準パラメータに関連する探索条件データ64は、移動速度をエンドエフェクタ22を基準とするか各軸を基準とするかを選択するデータとして設定する。
【0020】
動作経路データ作成回路42は、図3に示すように、ロボット仕様データ60、パラメータ62および探索条件データ64に基づき、可能なパラメータ62の組合せを生成するパラメータ組合せ生成部68と、生成されたパラメータ62の各組合せに従った多関節ロボット装置12の動作命令からなる動作計画を作成する動作計画作成部70と、動作計画に基づき、形状データ58を用いて多関節ロボット装置12の動作経路を探索する動作経路探索部72と、多関節ロボット装置12を探索された動作経路に従って移動させた際の移動時間を計算する移動時間計算部74と、移動時間を最短時間とする最適なパラメータ62を決定する最適パラメータ決定部76(移動速度選択部、干渉判定部)と、決定されたパラメータ62に基づいて動作経路データを作成する動作経路データ作成部78とを備える。
【0021】
本実施形態のオフラインティーチング装置10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作について図4および図5に示すフローチャートに従って説明する。
【0022】
動作経路データの作成に先立ち、ハードディスク36から動作経路作成プログラム56を読み込み、動作経路データ作成回路42にロードする。次いで、多関節ロボット装置12、作業対象物およびその他の設備に係る形状データ58と、ロボット仕様データ60である多関節ロボット装置12の各軸の最高速度、最大加速度、可動範囲、ロボット形式等のデータとをハードディスク36から読み込む(ステップS1)。また、動作経路データの最適化処理を行うためのパラメータ62と、パラメータ62に対して設定される探索条件データ64とをハードディスク36から読み込む(ステップS2)。
【0023】
次に、動作経路データ作成回路42を構成するパラメータ組合せ生成部68は、読み込んだパラメータ62および探索条件データ64から、可能なパラメータ62の組合せを生成する(ステップS3)。例えば、移動速度パラメータおよび探索条件データ64に従って複数の移動速度が設定され、経路パラメータおよび探索条件データ64に従って作業点間の中継点を中心とする動作経路の許容範囲である複数の半径が設定され、移動基準パラメータおよび探索条件データ64に従って、移動速度の対象をエンドエフェクタ22とする場合と、各軸とする場合とが設定され、これらから可能なパラメータ62の組合せが生成される。
【0024】
以上のようにして生成されたパラメータ62の可能な組合せに対して、動作計画作成部70は、多関節ロボット装置12の動作命令として設定される動作計画を作成する(ステップS4)。
【0025】
次に、動作経路探索部72は、動作経路作成プログラム56に基づき、ハードディスク36から読み込んだ形状データ58と、オペレータによって設定された作業対象物に対する作業点データであるエンドエフェクタ22の位置および姿勢とから、多関節ロボット装置12の動作経路の探索を行う(ステップS5)。例えば、図6に示すように、設定した作業点D1へエンドエフェクタ22を移動させる動作経路P1の探索、作業点D1から形状データ58によって生成される干渉物80を回避した中継点Mへエンドエフェクタ22を移動させる動作経路P2の探索、中継点Mから次の作業点D2へエンドエフェクタ22を移動させる動作経路P3の探索、作業点D2からエンドエフェクタ22を引き抜く動作経路P4の探索が行われる。
【0026】
動作経路が探索された後、動作計画作成部70において作成された各パラメータ62の組合せに対する動作計画に従い、最短移動時間で作業を行うことのできる多関節ロボット装置12の最適移動速度の探索が行われる(ステップS6)。
【0027】
この場合、移動時間計算部74は、動作経路探索部72において探索された動作経路を読み込み(ステップS6a)、先ず、i=1として動作経路P1を選択する(ステップS6b、S6c)。次いで、多関節ロボット装置12の移動速度Vを最大移動速度Vmaxに設定し(ステップS6d)、動作経路P1における多関節ロボット装置12を動作計画に従って動作させることにより、動作経路P1での移動時間を計算する(ステップS6e)。
【0028】
ここで、多関節ロボット装置12においては、移動速度Vを最大移動速度Vmaxに設定したとしても、必ずしも最短時間で所望の作業点まで移動できるとは限らない。すなわち、図7に示すように、多関節ロボット装置12を最大移動速度Vmaxに設定した場合、停止時におけるエンドエフェクタ22の振動の影響があるため、移動速度Vx(<Vmax)での移動時間Txよりも長い移動時間Tmaxを要してしまうことがある。
【0029】
そこで、移動速度Vを探索条件データ64として設定される所定の調整量Vcを用いて一定量減速させ(V=V−Vc)、移動速度Vが下限値Vlowとなるまでそれぞれ移動時間の計算を行う(ステップS6e、S6f、S6g)。
【0030】
上記のようにして、各移動速度に対する移動時間を計算した後、最短の移動時間が得られる移動速度を当該動作経路P1に対する移動速度として選択する(ステップS6h)。
【0031】
同様にして、i=i+1とし(ステップS6i)、全ての動作経路Piに対して移動速度の選択を行う(ステップS6j)。
【0032】
次に、各動作経路に対して、選択された移動速度での干渉の有無をチェックする(ステップS7)。すなわち、例えば、多関節ロボット装置12に対して隣接する他の多関節ロボット装置12が配設されているような場合、選択さた移動速度によっては、共通動作領域において干渉が生じる場合がある。そこで、図8に示すように、当該動作計画に係るパラメータ組合せ番号と、それに対するステップS7での干渉チェックの結果と、その動作計画が有効であるか否かを干渉チェックの結果に基づいて設定したフラグと、各作業点間を移動させたときのサイクルタイムとからなる記録テーブルを作成する(ステップS8)。サイクルタイムは、ステップS6jにおける各動作経路で求められた移動時間を加算して得られる。
【0033】
同様にして、全てのパラメータ62の組合せに対する移動速度の探索が終了するまで、各動作計画に対する移動速度の探索を行う(ステップS9)。
【0034】
なお、移動時間は、パラメータ62である移動基準パラメータの探索条件データ64に従い、多関節ロボット装置12のエンドエフェクタ22に移動速度Vを設定する場合と、各軸に移動速度Vを設定する場合とに対して、それぞれ計算することができる。
【0035】
また、パラメータ62の中には、図6に示すように、干渉物80を回避するための中継点Mに点線で示す半径rからなる許容範囲を設定する経路パラメータがある。この経路パラメータの設定により、例えば、動作経路P2からエンドエフェクタ22が許容範囲に到達した後、中継点Mを経由することなく動作経路P3に移動するように設定することができる。この場合、一点鎖線で示すように、エンドエフェクタ22を中継点Mに正確に到達させる必要がなく、その分、移動速度を高速に設定することができる。従って、経路パラメータによっても移動時間が変化することになる。
【0036】
以上のようにして、各パラメータ62の組合せに対する移動速度が探索され、図8に示す記録テーブルが作成された後、動作経路に干渉がなく、且つ、サイクルタイムが最も短くなるパラメータ62の組合せを決定する(ステップS10)。図8では、パラメータ組合せ番号2が選択されている。
【0037】
最後に、ステップS10で決定された各動作経路における最適移動速度を含む最適なパラメータの組合せに基づき、動作経路データが作成される(ステップS11)。
【0038】
動作経路データは、処理結果データ66としてハードディスク36に設定された後、シミュレーション回路44は、動作経路データを用いて多関節ロボット装置12の動作シミュレーションを行う。シミュレーションによって動作の確認された動作経路データは、記録媒体ドライブ40を介して外部記録媒体38に記録された後、ティーチングデータとしてロボット制御部24にダウンロードされ、多関節ロボット装置12の制御に供される。
【0039】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、作業ロボットの作業点に対する移動時間を最短にできる最適な移動速度をオペレータの作業によらず自動設定することができ、これによって、サイクルタイムの短縮を図ることができる。
【0040】
また、移動速度の探索に際して、移動速度の違いによる干渉の有無をチェックすることにより、移動時間を最短とすることのできる有効な移動速度を決定することができる。従って、信頼性の高い動作経路データを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態のオフラインティーチング装置および多関節ロボット装置の概略構成図である。
【図2】本実施形態のオフラインティーチング装置の回路構成図である。
【図3】本実施形態のオフラインティーチング装置における動作経路データ作成回路のブロック図である。
【図4】本実施形態のオフラインティーチング装置における動作経路データ作成方法のフローチャートである。
【図5】本実施形態のオフラインティーチング装置における動作経路データ作成方法のフローチャートである。
【図6】本実施形態のオフラインティーチング装置における動作経路の説明図である。
【図7】本実施形態のオフラインティーチング装置における移動速度と移動時間との関係説明図である。
【図8】本実施形態のオフラインティーチング装置において作成される記録テーブルの説明図である。
【符号の説明】
10…オフラインティーチング装置 12…多関節ロボット装置
24…ロボット制御部 26…制御部
36…ハードディスク 42…動作経路データ作成回路
44…シミュレーション回路 56…動作経路作成プログラム
58…形状データ 60…ロボット仕様データ
62…パラメータ 64…探索条件データ
66…処理結果データ 68…パラメータ組合せ生成部
70…動作計画作成部 72…動作経路探索部
74…移動時間計算部 76…最適パラメータ決定部
78…動作経路データ作成部 80…干渉物
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for creating motion path data including the movement speed of a work robot with respect to a plurality of work points.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, if the work robot installed on the production line is directly operated to teach the work posture, an operator who is familiar with the operation of the work robot must work at the site of the production line. Becomes inefficient. Moreover, since it is necessary to perform such work in a state where the production line is stopped, the operation rate of the production line is also lowered.
[0003]
Therefore, recently, offline teaching has been performed in order to increase the efficiency of the teaching work or to improve the operating rate of the production line. That is, by constructing a model of a work robot and a work and peripheral structures that are work objects on a computer, and creating teaching data using this model, the teaching data is supplied to the work robot on site, Teaching data can be created efficiently without stopping the production line.
[0004]
By the way, in such off-right teaching, for example, when the operator designates a plurality of work points, the computer automatically calculates the operation path data of the work robot in consideration of the specifications of the surrounding structure and the work robot. Is also becoming possible.
[0005]
However, teaching data is not composed of only motion path data, but is data that is completed only when motion specification parameters including the moving speed of the work robot are added to each motion path data. Conventionally, these operation specification parameters are set based on operator experience and trial and error.
[0006]
In this case, the motion specification parameter related to the moving speed is an important factor that determines the cycle time of the work robot. However, even if the moving speed is set to the maximum speed based on the specifications of the work robot, the cycle time is not necessarily shortened.
[0007]
For example, if the moving speed of the end effector is set fast, the time for stopping the end effector at the desired working point becomes long. On the other hand, if it is set too late, the time for reaching the working point becomes long. Also, in a production line where multiple work robots are arranged close to each other, there is a risk of interference between work robots having the same operating range due to the movement speed of the work robot. It may not be selectable as a speed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the operation of the work robot that can automatically set the optimum moving speed of the work robot and thereby can shorten the cycle time. It is an object of the present invention to provide a route data creation method and apparatus.
[0009]
In order to solve the above-mentioned problem, in the method of the present invention, in the method of creating motion path data including the moving speed of the work robot with respect to a plurality of work points,
Set the allowable range in the relay point for avoiding interference between the work points constituting a plurality of individual operation path constituting the entire operation path, entire operation path including the allowable range of the working robot for said relay point Forming a plurality of
A plurality of movement speeds are set for the work robot moving to the work point, and the movement time to the work point is calculated for each movement speed for each individual movement path of the entire movement paths formed. Steps,
Selecting the movement speed at which the movement time is the shortest for each individual movement path of the entire movement paths formed ;
Determining the presence or absence of interference of the work robot operating at the selected moving speed for each individual movement path of the entire movement path formed ;
Total travel time for the mobile speed to be determined by the result as the shortest selected for each individual path of movement of each entire operation path in which the formed of the presence or absence of interference of the working robot for each whole each operation route of the formed Creating a recording table that records the cycle time of the entire operation path ;
Wherein the record table, the no interference with the work robot, and the cycle time determines the combination of the moving speed of the shortest and the entire name Ru said operating path and the selected shortest, based on the previous SL sets combined Creating motion path data;
With
The step of calculating the movement time is based on the time required for the work robot to reach the work point and the time required for the work robot to stop oscillating after reaching the work point. And calculating the travel time.
[0010]
In this case, the work robot is operated at each moving speed along the searched movement path, and the movement speed data including the movement speed is automatically created by determining the movement speed so that the movement time at that time becomes the shortest. Can do.
[0011]
Note that by determining whether or not there is interference when the work robot is operated at the movement speed selected as described above, an optimum movement speed without interference can be selected.
[0012]
In the device of the present invention, in the creation device of the operation path data including the moving speed of the work robot with respect to a plurality of work points,
Set the allowable range in the relay point for avoiding interference between the work points constituting a plurality of individual operation path constituting the entire operation path, entire operation path including the allowable range of the working robot relative to the working point A plurality of motion path search units,
A plurality of movement speeds are set for the work robot that moves to the work point, and the movement time to the work point is calculated for each movement speed for each individual movement path of the entire movement path that is formed. Travel time calculator,
A moving speed selecting unit that selects the moving speed at which the moving time is the shortest for each individual operation path of the entire formed operation path ;
An interference determination unit that determines the presence or absence of interference of the work robot that operates at the selected moving speed for each of the formed individual operation paths.
With
The movement time calculation unit is configured to perform the movement based on a time required for the work robot to reach the work point and a time required for the work robot to stop oscillating after the work robot reaches the work point. Calculate the time,
The result of the presence / absence of interference of the work robot determined for each of the formed movement paths and the movement time with respect to the selected minimum moving speed obtained for each individual movement path of the formed movement paths. And a total of the cycle time of the entire operation path is recorded, and from the record table, the entire operation path that has no interference with the work robot and that has the shortest cycle time and the selected one are selected. and determines a combination of the moving speed becomes the shortest, and wherein the creating a motion path data based on the previous SL sets combined.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an off-line teaching apparatus 10 according to an embodiment to which the operation route data creation method and apparatus for a work robot of the present invention is applied, and an articulated robot apparatus to which teaching data created by the off-line teaching apparatus 10 is applied. 12 shows a schematic configuration.
[0015]
The articulated robot apparatus 12 includes an end effector 22 such as a welding gun connected to a base 14 via a plurality of rotatable links 16, 18 and 20, and teaching data set in a robot control unit 24. Works according to. The articulated robot device 12 and the robot control unit 24 are arranged on the production line at the site.
[0016]
The offline teaching device 10 is configured by a computer. As shown in FIG. 2, the control unit 26 includes a CPU 28 that controls the entire offline teaching device 10, a ROM 30 and a RAM 32 that are storage units, and a hard disk. Operation path data of the articulated robot apparatus 12 is created, a hard disk 36 in which data is read and written by the drive 34, a recording medium drive 40 for reading and writing teaching data and the like to an external recording medium 38 such as a flexible disk and a compact disk. And a simulation circuit 44 that performs an operation simulation of the multi-joint robot apparatus 12 based on the generated operation path data. A display 46 for assisting teaching work by an operator, displaying a simulation image, and the like is connected to the control unit 26 via a drawing control circuit 48, and a keyboard 52 and a mouse 54 are connected via an interface 50. Connected.
[0017]
In the hard disk 36, an operation path creation program 56 for creating operation path data of the articulated robot apparatus 12, shape data 58 relating to the articulated robot apparatus 12, work objects and other equipment, and an articulated robot apparatus The robot specification data 60 including the motion specifications of each of the 12 axes, the parameter 62 which is the target data of the motion path data optimization process, the search condition data 64 set in relation to the parameter 62, and the motion path data Processing result data 66 generated at the time of creation is stored.
[0018]
Here, as the parameter 62, a moving speed parameter related to the moving speed of the multi-joint robot apparatus 12, a path parameter related to the operation path of the multi-joint robot apparatus 12 with respect to the relay point set in order to avoid interference, an articulated robot There is a movement reference parameter for selecting whether the movement speed of the end effector 22 of the apparatus 12 is used as a reference for optimization processing or whether the movement speed of each axis between the links 16, 18, and 20 is used as a reference for optimization processing. .
[0019]
The search condition data 64 related to the moving speed parameter sets an adjustment amount of the moving speed to be searched, and the search condition data 64 related to the route parameter is set in advance by an operator for the purpose of avoiding an interference object. The allowable range of the operation path centered on the relay point is set as radius data. The search condition data 64 related to the movement reference parameter is set as data for selecting whether the movement speed is based on the end effector 22 or each axis.
[0020]
As shown in FIG. 3, the operation path data creation circuit 42 includes a parameter combination generation unit 68 that generates a combination of possible parameters 62 based on the robot specification data 60, the parameters 62, and the search condition data 64, and the generated parameters. The motion plan creation unit 70 that creates a motion plan composed of motion commands of the articulated robot device 12 according to each combination of 62, and the motion route of the articulated robot device 12 is searched using the shape data 58 based on the motion plan. A movement path search section 72 that performs movement, a movement time calculation section 74 that calculates a movement time when the articulated robot apparatus 12 is moved according to the searched movement path, and an optimum parameter 62 that sets the movement time as the shortest time. Based on the determined optimum parameter determination unit 76 (movement speed selection unit, interference determination unit) and the determined parameter 62. And a movement path data generating unit 78 for creating route data.
[0021]
The offline teaching apparatus 10 of the present embodiment is basically configured as described above. Next, the operation will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 4 and 5.
[0022]
Prior to the creation of the operation path data, the operation path creation program 56 is read from the hard disk 36 and loaded into the operation path data creation circuit 42. Next, the maximum speed, maximum acceleration, movable range, robot type, etc. of each axis of the multi-joint robot apparatus 12, which is the shape data 58 relating to the multi-joint robot apparatus 12, work object and other equipment, and robot specification data 60, etc. Data is read from the hard disk 36 (step S1). Also, the parameter 62 for performing the operation path data optimization process and the search condition data 64 set for the parameter 62 are read from the hard disk 36 (step S2).
[0023]
Next, the parameter combination generation unit 68 constituting the operation path data creation circuit 42 generates a combination of possible parameters 62 from the read parameters 62 and search condition data 64 (step S3). For example, a plurality of moving speeds are set according to the moving speed parameter and the search condition data 64, and a plurality of radii that are allowable ranges of the operation route centered on the relay point between the work points are set according to the route parameter and the search condition data 64. In accordance with the movement reference parameter and the search condition data 64, the case where the target of the moving speed is the end effector 22 and the case where each axis is used are set, and combinations of possible parameters 62 are generated from these.
[0024]
For the possible combinations of the parameters 62 generated as described above, the motion plan creation unit 70 creates a motion plan set as a motion command for the articulated robot apparatus 12 (step S4).
[0025]
Next, the motion path search unit 72, based on the motion path creation program 56, the shape data 58 read from the hard disk 36, and the position and orientation of the end effector 22 as work point data for the work object set by the operator. Thus, the operation path of the articulated robot device 12 is searched (step S5). For example, as shown in FIG. 6, the end effector 22 is searched for an operation path P1 for moving the end effector 22 to the set work point D1, and the end effector is moved to the relay point M avoiding the interference 80 generated from the work point D1 by the shape data 58. A search is made for an operation path P2 for moving 22, a search for an operation path P 3 for moving the end effector 22 from the relay point M to the next work point D 2, and a search for an operation path P 4 for extracting the end effector 22 from the work point D 2.
[0026]
After the movement path is searched, the optimum movement speed of the multi-joint robot apparatus 12 capable of performing the work in the shortest movement time is searched according to the movement plan for the combination of the parameters 62 created in the movement plan creation unit 70. (Step S6).
[0027]
In this case, the travel time calculation unit 74 reads the operation route searched by the operation route search unit 72 (step S6a), and first selects the operation route P1 with i = 1 (steps S6b and S6c). Next, the movement speed V of the articulated robot apparatus 12 is set to the maximum movement speed Vmax (step S6d), and the movement time on the operation path P1 is set by operating the articulated robot apparatus 12 on the operation path P1 according to the operation plan. Calculate (step S6e).
[0028]
Here, even if the movement speed V is set to the maximum movement speed Vmax, the articulated robot device 12 does not necessarily move to a desired work point in the shortest time. That is, as shown in FIG. 7, when the articulated robot apparatus 12 is set to the maximum movement speed Vmax, the movement time Tx at the movement speed Vx (<Vmax) is affected because of the influence of the vibration of the end effector 22 when stopped. Longer travel time Tmax may be required.
[0029]
Therefore, the moving speed V is decelerated by a predetermined amount using a predetermined adjustment amount Vc set as the search condition data 64 (V = V−Vc), and the moving time is calculated until the moving speed V reaches the lower limit value Vlow. Perform (Steps S6e, S6f, S6g).
[0030]
As described above, after calculating the movement time for each movement speed, the movement speed at which the shortest movement time is obtained is selected as the movement speed for the operation path P1 (step S6h).
[0031]
Similarly, i = i + 1 is set (step S6i), and the moving speed is selected for all the operation paths Pi (step S6j).
[0032]
Next, the presence or absence of interference at the selected moving speed is checked for each operation path (step S7). That is, for example, if another articulated robot 12 for abutment against the articulated robot 12, such as are provided, depending on the moving speed that has been selected, there is a case where the interference in the common operating region occurs . Therefore, as shown in FIG. 8, the parameter combination number related to the operation plan, the result of the interference check for the corresponding operation plan, and whether or not the operation plan is valid are set based on the result of the interference check. A recording table including the flag and the cycle time when moving between the respective work points is created (step S8). The cycle time is obtained by adding the movement time obtained in each operation path in step S6j.
[0033]
Similarly, the movement speed is searched for each operation plan until the movement speed search for all combinations of the parameters 62 is completed (step S9).
[0034]
The moving time is set according to the search condition data 64 of the movement reference parameter, which is the parameter 62, when the moving speed V is set for the end effector 22 of the articulated robot apparatus 12, and when the moving speed V is set for each axis. Can be calculated respectively.
[0035]
Further, as shown in FIG. 6, the parameter 62 includes a route parameter for setting an allowable range including a radius r indicated by a dotted line at the relay point M for avoiding the interference 80. By setting the route parameter, for example, after the end effector 22 reaches the allowable range from the operation route P2, it can be set to move to the operation route P3 without passing through the relay point M. In this case, as indicated by the alternate long and short dash line, it is not necessary for the end effector 22 to accurately reach the relay point M, and the moving speed can be set higher accordingly. Therefore, the travel time varies depending on the route parameter.
[0036]
As described above, after the movement speed for each combination of the parameters 62 is searched and the recording table shown in FIG. 8 is created, the combination of the parameters 62 that has no interference in the operation path and has the shortest cycle time is obtained. Determine (step S10). In FIG. 8, parameter combination number 2 is selected.
[0037]
Finally, motion path data is created based on the optimum combination of parameters including the optimum movement speed in each motion path determined in step S10 (step S11).
[0038]
After the motion path data is set in the hard disk 36 as the processing result data 66, the simulation circuit 44 performs a motion simulation of the articulated robot apparatus 12 using the motion path data. The motion path data whose motion has been confirmed by the simulation is recorded on the external recording medium 38 via the recording medium drive 40, and then downloaded to the robot control unit 24 as teaching data and used for controlling the articulated robot device 12. The
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to automatically set an optimum movement speed that can minimize the movement time of the work robot with respect to the work point, regardless of the operator's work, thereby shortening the cycle time. be able to.
[0040]
Further, when searching for the moving speed, it is possible to determine an effective moving speed that can minimize the moving time by checking the presence or absence of interference due to the difference in moving speed. Therefore, highly reliable operation path data can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an off-line teaching device and an articulated robot device according to an embodiment.
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the off-line teaching apparatus of the present embodiment.
FIG. 3 is a block diagram of an operation path data creation circuit in the off-line teaching device of the present embodiment.
FIG. 4 is a flowchart of an operation path data creation method in the offline teaching apparatus of the present embodiment.
FIG. 5 is a flowchart of an operation path data creation method in the offline teaching apparatus of the present embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an operation path in the offline teaching apparatus according to the embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a relationship between a moving speed and a moving time in the offline teaching apparatus of the present embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a recording table created in the offline teaching apparatus of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Offline teaching apparatus 12 ... Articulated robot apparatus 24 ... Robot control part 26 ... Control part 36 ... Hard disk 42 ... Motion path data creation circuit 44 ... Simulation circuit 56 ... Motion path creation program 58 ... Shape data 60 ... Robot specification data 62 ... parameter 64 ... search condition data 66 ... processing result data 68 ... parameter combination generation unit 70 ... action plan creation part 72 ... action route search part 74 ... travel time calculation part 76 ... optimum parameter determination part 78 ... action path data creation part 80 ... interference

Claims (2)

複数の作業点に対する作業ロボットの移動速度を含む動作経路データの作成方法において、
動作経路全体を構成する複数の個別動作経路を構成する作業点間で干渉を回避するための中継点における許容範囲を設定し、前記中継点に対する前記作業ロボットの前記許容範囲を含む前記動作経路全体複数形成するステップと、
前記作業点に移動する前記作業ロボットに対して複数の移動速度を設定し、形成された各動作経路全体の個別動作経路毎に、移動速度に対して前記作業点への移動時間を算出するステップと、
前記形成された各動作経路全体の個別動作経路毎に、前記移動時間が最短となる前記移動速度を選択するステップと、
前記形成された各動作経路全体の個別動作経路毎に、選択された前記移動速度で動作する前記作業ロボットの干渉の有無を判定するステップと、
前記形成された各動作経路全体毎に判定された前記作業ロボットの干渉の有無の結果と前記形成された各動作経路全体の個別動作経路毎に選択された最短となる移動速度に対する移動時間を合計した前記動作経路全体のサイクルタイムとを記録した記録テーブルを作成するステップと、
前記記録テーブルから、前記作業ロボットに対する干渉が無く、かつ前記サイクルタイムが最短となる前記動作経路全体及び前記選択された最短となる移動速度の組合せを決定して、前記組合せに基づいて動作経路データを作成するステップと、
を備え、
前記移動時間を算出するステップでは、前記作業ロボットが前記作業点に到達するために要する時間及び前記作業ロボットが前記作業点に到達してから前記作業ロボットの振動が停止するまでに要する時間に基づいて前記移動時間を計算する
ことを特徴とする作業ロボットの動作経路データ作成方法。
In a method for creating motion path data including the movement speed of a work robot with respect to a plurality of work points,
Set the allowable range in the relay point for avoiding interference between the work points constituting a plurality of individual operation path constituting the entire operation path, entire operation path including the allowable range of the working robot for said relay point Forming a plurality of
A plurality of movement speeds are set for the work robot moving to the work point, and the movement time to the work point is calculated for each movement speed for each individual movement path of the entire movement paths formed. Steps,
Selecting the movement speed at which the movement time is the shortest for each individual movement path of the entire movement paths formed ;
Determining the presence or absence of interference of the work robot operating at the selected moving speed for each individual movement path of the entire movement path formed ;
Total travel time for the mobile speed to be determined by the result as the shortest selected for each individual path of movement of each entire operation path in which the formed of the presence or absence of interference of the working robot for each whole each operation route of the formed Creating a recording table that records the cycle time of the entire operation path ;
Wherein the record table, the work interference with the robot without and the cycle time determines the motion path and the entire combination of the moving speed to be the selected shortest shortest, operation based on the previous SL sets combined Creating route data;
With
The step of calculating the movement time is based on the time required for the work robot to reach the work point and the time required for the work robot to stop oscillating after reaching the work point. And calculating the travel time of the work robot.
複数の作業点に対する作業ロボットの移動速度を含む動作経路データの作成装置において、
動作経路全体を構成する複数の個別動作経路を構成する作業点間で干渉を回避するための中継点における許容範囲を設定し、前記作業点に対する前記作業ロボットの前記許容範囲を含む前記動作経路全体複数形成する動作経路探索部と、
前記作業点に移動する前記作業ロボットに対して複数の移動速度を設定し、形成された各動作経路全体の個別動作経路毎に、移動速度に対して前記作業点への移動時間を計算する移動時間計算部と、
前記形成された各動作経路全体の個別動作経路毎に、前記移動時間が最短となる前記移動速度を選択する移動速度選択部と、
前記形成された各動作経路全体の個別動作経路毎に、選択された前記移動速度で動作する前記作業ロボットの干渉の有無を判定する干渉判定部と、
を備え、
移動時間計算部は、前記作業ロボットが前記作業点に到達するために要する時間及び前記作業ロボットが前記作業点に到達してから前記作業ロボットの振動が停止するまでに要する時間に基づいて前記移動時間を計算し、
前記形成された各動作経路全体毎に判定された前記作業ロボットの干渉の有無の結果と前記形成された各動作経路全体の個別動作経路毎に求めた選択された最短となる移動速度に対する移動時間を合計した前記動作経路全体のサイクルタイムとを記録した記録テーブルを作成し、前記記録テーブルから、前記作業ロボットに対する干渉が無く、かつ前記サイクルタイムが最短となる前記動作経路全体及び前記選択された最短となる移動速度の組合せを決定して、前記組合せに基づいて動作経路データを作成する
ことを特徴とする作業ロボットの動作経路データ作成装置。
In an apparatus for creating motion path data including the movement speed of a work robot with respect to a plurality of work points,
Set the allowable range in the relay point for avoiding interference between the work points constituting a plurality of individual operation path constituting the entire operation path, entire operation path including the allowable range of the working robot relative to the working point A plurality of motion path search units,
A plurality of movement speeds are set for the work robot that moves to the work point, and the movement time to the work point is calculated for each movement speed for each individual movement path of the entire movement path that is formed. Travel time calculator,
A moving speed selecting unit that selects the moving speed at which the moving time is the shortest for each individual operation path of the entire formed operation path ;
An interference determination unit that determines the presence or absence of interference of the work robot that operates at the selected moving speed for each of the formed individual operation paths.
With
The movement time calculation unit is configured to perform the movement based on a time required for the work robot to reach the work point and a time required for the work robot to stop oscillating after the work robot reaches the work point. Calculate the time,
The result of the presence / absence of interference of the work robot determined for each of the formed movement paths and the movement time with respect to the selected minimum moving speed obtained for each individual movement path of the formed movement paths. Make a record table for recording with said motion path overall cycle time which is the sum of the the recording table, wherein there is no interference with the work robot, and the cycle time is entire operating path shortest and ing and the selection It was to determine the combination of the moving speed of the shortest, movement path data generating device for a working robot, characterized in that to create a motion path data based on the previous SL sets combined.
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