机器人的原点恢复控制装置及其原点恢复路径的搜索方法制造方法及图纸

本发明专利技术更加容易地进行基于机器人的动作日志数据的该机器人的臂的位置和姿势的原点恢复的路径搜索。在机器人控制器(20)中安装在发生异常时(S2、S3)进行机械臂(12)的位置和姿势的原点恢复路径的搜索的装置和方法。在该装置和方法中，当存在机械臂(12)的轨迹为直线的部分时，进行删除在位于该直线的两端的两个点的动作日志数据之间的动作日志数据的下采样处理(S3～S9)。在完成该处理的时间点留下的剩余动作日志数据用于恢复路径的搜索。余动作日志数据用于恢复路径的搜索。余动作日志数据用于恢复路径的搜索。

【技术实现步骤摘要】
机器人的原点恢复控制装置及其原点恢复路径的搜索方法


[0001]本专利技术的实施方式涉及机器人的原点恢复控制装置及其原点恢复路径的搜索方法。特别涉及具有作为可动部分的臂(机械臂或操纵器)的机器人的、使其臂的位置和姿势恢复到预定原点的控制装置及其原点恢复路径的搜索方法。

技术介绍

[0002]近年来，在工业领域和各种服务领域频繁使用握持对象物等对对象物进行作业的机器人。
[0003]例如，在使用工业用机器人的设备(工厂等)中，当机器人在自动动作中发生某种异常时，机器人会停止(异常时停止)。在这种情况下，为了使机器人(机械臂或操纵器)恢复到停止前进行的作业，首先，需要进行使机器人恢复至由机器人程序规定的原点位置的原点恢复，并再次开始机器人程序。一般来说，启动这种设备时的工时中，大约六成花费在用于异常停止时进行原点恢复动作的机器人程序的制作与修正。
[0004]根据设置机器人的环境，有的情况下，由于追加了初始的设计中不存在的设备，或者未以机器人能够识别的状态读取设备的CAD数据，因此基于如位于其他公司的周边的设备模型，无法计算安全的恢复路径。由于这种事由，需要事先设定进行恢复动作的方向，或者进行基于机器人的状态的动作的情形分类等，总而言之事先的准备需要时间。
[0005]例如，在专利文献1中公开了一种机器人的原点恢复方法，其试图在使机器人从停止位置恢复到作业原点位置时，不增大系统的负荷而要用简单的方法进行原点恢复。
[0006]具体而言，采用限定恢复方法，其中，按照具有规定区域的区块单位，对至少包括机器人所动作的区域的区域地图进行划分，并按照划分出的区块单位进行设定机器人的恢复方向的运算。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本国特开2009
‑
90383号公报

技术实现思路

[0010]本专利技术所要解决的技术问题
[0011]然而，在专利文献1所公开的限定恢复方法的情况下，需要事先注册在机器人的动作中发生干扰的区域和机器人的恢复方向，或者生成作为机器人的动作区域的区域块等的事先作业，相应地增大操作者的工时。
[0012]鉴于上述现有技术，期望提供一种能够更加容易地进行基于包括作为可动部分的臂的机器人的动作日志数据的原点恢复的路径搜索的机器人的原点恢复的控制装置及其恢复路径的搜索方法。
[0013]用于解决技术问题的技术方案
[0014]根据本公开的一个方面所记载的机器人的原点恢复路径的搜索装置，通过恢复路
径搜索处理在存在机器人的臂的轨迹为直线的部分时，进行删除在位于该直线的两端的两个点的动作日志数据之间的动作日志数据的抽取处理，将完成该抽取处理的时间点留下的剩余动作日志数据用于恢复路径的搜索。即，对于机器人的轨迹为直线的区间，若有位于该直线的两端的动作日志数据，则能够毫无问题地搜索恢复路径。因此，能够减少用于恢复路径的搜索的动作日志数据的数量并减少搜索所需的时间。
[0015]另外，根据机器人的臂的原点恢复路径的搜索装置，通过恢复路径搜索处理在机器人的轨迹中连续的两个线段能够视作直线时，对于位于这两个线段的两端的两个点的动作日志数据，进行与上述同样的处理。在此，“连续的两个线段能够视作直线”是指，实质上将两个线段的连接作为直线处理也没有问题。即，即使是严格来讲无法称为直线的轨迹部分，对于实质上可以作为直线处理的轨迹部分，也能够进行与技术方案1同样的处理。
[0016]另外，根据机器人的臂的原点恢复路径的搜索装置，通过恢复路径搜索处理，在关于机器人的指尖的位置以及姿势各自，由动作日志数据D(R+X)以及D(R)确定的第一矢量与由动作日志数据D(R+X)以及D(R+X+1)确定的第二矢量形成的角度，均大于阈值时，删除动作日志数据D(R+X)，对变量X进行递增之后，同样地比较第一以及第二矢量形成的角度与所述阈值。此外，数据D(R)、D(R+X)中的“R、X”是以序列号等表示动作日志数据的取得顺序的索引，R以及X的初始值为“1”，动作日志数据D(1)表示恢复原点。
[0017]当第一以及第二矢量形成的角度小于等于阈值时留下动作日志数据D(R+X)，将动作日志数据D(R+X)设定为下一个动作日志数据D(R)，也就是说，将变量“R+X”代入到变量X，将变量X设定为初始值“1”之后，同样地反复进行比较第一以及第二矢量形成的角度与阈值的抽取处理。而且，当动作日志数据D(R+X+1)到达当前位置时停止抽取处理。
[0018]根据这种结构，当根据所述阈值的设定，判断为三个点的动作日志数据D(R)、D(R+X)以及D(R+X+1)排列在直线上时，能够删除位于之间的动作日志数据D(R+X)，并减少用于恢复路径的搜索的动作日志数据的数量。
[0019]另外，例如根据机器人的臂的原点恢复路径的搜索装置，通过恢复路径搜索处理，对于剩余动作日志数据，若基于相邻的两个动作日志数据的机器人的指尖的位置以及姿势的变化量分别小于等于阈值，则进行将根据这两个动作日志数据确定的节点合并为一个节点的合并处理，将经过该合并处理的节点用于所述恢复路径的搜索。即，根据机器人动作的轨迹，有时，由于剩余动作日志数据中的两者所示的指尖的位置以及姿势大致相同，因此即使合并这些恢复路径的搜索也不存在障碍。对于这种情况，能够通过将根据两个动作日志数据确定的节点合并为一个，来减少用于恢复路径的搜索的节点数，进一步减少搜索所需的时间。
[0020]另外，根据机器人的臂的原点恢复路径的搜索装置的优选例，通过恢复路径搜索处理，在根据经过合并处理的节点搜索恢复路径时，若在抽取处理中删除的动作日志数据中存在位于连接两个节点之间的路径上的动作日志数据，则将基于该动作日志数据的节点插值在两个节点之间从而生成恢复路径。在恢复路径的搜索完成之后，通过将位于连接两个节点之间的路径上的动作日志数据插值，在实际上使机器人按照搜索到的路径移动至恢复原点为止时，更加精确地向反方向跟踪机器人从恢复原点移动至当前位置的轨迹。由此，能够在使机器人移动至恢复原点期间，更加减少与障碍物等接触等的可能性。
[0021]另外，根据本公开的其他方面，还提供发挥与上述一个方面同等的作用效果的、具
有可动的臂的机器人(机械臂、操纵器)的原点恢复路径的搜索方法及其装置、与方法相适应的可安装的记录介质。如后文所述，它们的结构和作用效果也将通过与附图一起说明的实施方式将会显而易见。
附图说明
[0022]图1是概念性地示出第一实施方式的包含动作日志数据记录装置以及原点恢复路径搜索装置的机器人系统的结构的图。
[0023]图2中的A是示出一系列的原点恢复控制内容的流程图(其1)。
[0024]图2中的B是示出一系列的原点恢复控制内容的流程图(其2)。
[0025]图3是说明下采样处理的图(其1)。
[0026]图4是说明下采样处理的图(其2)。
[0027]图5是说明下采样处理的图(其3)。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人的原点恢复路径的搜索方法，其中，根据记录在记录部的机器人的动作日志数据，搜索作为用于使所述机器人的可动的臂从当前位置恢复至设定在所述机器人的轨迹上的恢复原点的路径的恢复路径，所述搜索方法包括：恢复与否判断步骤(S2、S3)，判断是否需要使所述臂从其当前位置恢复至所述原点；视同直线部分判断步骤(S4)，当通过所述恢复与否判断步骤判断为需要使所述臂恢复至所述原点时，根据在作出该判断的当前时间点记录在所述记录部中的所述动作日志数据，判断在该判断时间点以前的所述臂的移动轨迹中是否存在视作直线的轨迹部分；抽取步骤(S5～S9)，在通过所述视同直线部分判断步骤的判断判断为存在所述视作直线的轨迹部分的情况下，抽取在基于一定时刻的时序空间中位于该视作直线的轨迹部分的两端的两个节点之间的节点的所述动作日志数据；以及运算步骤(S10～S23)，根据通过所述抽取步骤抽取后的、剩余的所述动作日志数据，运算用于使所述臂恢复至所述原点的恢复路径。2.根据权利要求1所述的机器人的原点恢复路径的搜索方法，其中，所述动作日志数据表达为根据所述臂的位置和姿势通过图论运算出的每个所述一定时刻的节点和连接该节点的边，所述视同直线部分判断步骤所判断的所述轨迹部分为与所述节点中的一个连通的两个所述边。3.根据权利要求1或2所述的机器人的原点恢复路径的搜索方法，其中，在所述运算步骤中，对于三个点的动作日志数据D(R)、D(R+X)、D(R+X+1)，若关于所述机器人的指尖的位置以及姿势各自，由所述动作日志数据D(R+X)与所述动作日志数据D(R)确定的第一矢量与由所述动作日志数据D(R+X)与所述动作日志数据D(R+X+1)确定的第二矢量所形成的角度，均大于阈值，则删除所述动作日志数据D(R+X)，对所述变量X进行递增之后比较所述第一矢量与所述第二矢量形成的角度与所述阈值，若所述角度小于等于所述阈值，则留下所述动作日志数据D(R+X)，将该D(R+X)设定为下一个动作日志数据D(R)，将所述变量X设定为初始值“1”从而反复进行比较所述第一矢量与所述第二矢量形成的角度与所述阈值的抽取处理，当所述动作日志数据D(R+X+1)到达所述当前位置时停止所述抽取处理，其中R的初始值表示所述恢复原点，X是自然数且初始值为“1”。4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人的原点恢复路径的搜索方法，其中，在所述运算步骤中，对于所述剩余动作日志数据，若基于相邻的两个动作日志数据的所述机器人的指尖的位置以及姿势的变化量分别小于等于阈值，则进行将根据所述两个动作日志数据确定的节点合并为一个节点的合并处理，将经过所述合并处理的节点用于所述恢复路径的搜索。5.根据权利要求4所述的机器人的原点恢复路径的搜索方法，其中，在所述运算步骤中，在根据经过所述合并处理的节点搜索所述恢复路径时，若在所述抽取处理中删除的动作日志数据中存在位于连接两个节点之间的路径上的动作日志数据，则将基于该动作日志数据的节点插值在所述两个节点之间从而生成恢复路径。6.一种记录介质，预先保存有程序，该程序使作为运算装置的CPU访问能够记录具有可
动的臂的机器人的动作日志数据的记录部，执行用于根据该动作日志数据搜索使所述机器人的所述臂的位置和姿势从其当前位置恢复至预先设定在所述机器人的轨迹上的恢复原点的恢复路径的步骤，所述程序使所述CPU在功能上执行如下步骤：判断步骤，判断是否需要使所述臂从其当前位置恢复至所述原点；直线判断步骤，当通过所述判断步骤判断为需要使所述臂恢复至所述原点时，根据在作出该判断的当前时间点记录在所述记录部中的所述动作日志数据，判断在该判断时间点以前...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤侑也，
申请(专利权)人：电装波动株式会社，
类型：发明
国别省市：