專利名稱：機器人移動控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機器人移動控制方法，更詳細地說，涉及在機器人的平滑路徑內(nèi)設置路徑保證區(qū)間，并控制機器人的移動使得讓該區(qū)間的路徑與用動作程序所指定的路徑一致的方法。本發(fā)明，在適用于例如在工件的連續(xù)揀選等應用中使用的機器人時是有利的。
背景技術：
在機器人控制中，在實行將機器人沿著一方向的移動軸移動到規(guī)定的示教點后后改變方向再沿著不同的移動軸向著另外的示教點移動的程序時，大多是使用重疊沿著各方向的動作的一部分來進行描繪曲線軌道的平滑的方向轉換的方法。這種情況下，在每個示教點進行與重疊按照動作程序的動作指令中指定的動作的比例(以下稱平滑比例)相對應的加減速處理。一般指定了高平滑比例的可以節(jié)約加減速所需的時間，有利于縮短周期。所以，對不要求高定位進度的示教點通常是指定高的平滑比例。
但是，例如在進行工件的連續(xù)揀選等的機器人中，即使是不要求高定位精度的示教點，如果指定高平滑比例有時會在作業(yè)上產(chǎn)生問題。
圖1～圖4是說明產(chǎn)生這種問題的典型的案例的圖。
圖1例示了用安裝在機器人前端部1的機械手抓住工件3后，將工件3從凹坑中拔出并搬運時的機械手2的移動路徑。
另外，圖2用橫軸為時間t，縱軸為速度V的時間圖表示在有關沿著圖1的路徑的移動的動作指令中，對位置TP2指定了高平滑比例時的路徑計劃的內(nèi)容。
圖1中，TP1、TP2、TP3表示示教點，對TP1到TP2的區(qū)間和TP2到TP3的區(qū)間將動作形式指定為各自進行直線移動。由于TP2只不過是由垂直上升進行向水平移動的動作轉換的通過點，所以對TP2指定高平滑比例會有利于縮短周期。但是若對于TP2指定高平滑比例，在形成拐角的位置TP2前后，軌跡精度將惡化。即，如符號4所表示，在位置TP2的前后，從示教直線路徑暫且偏離后再經(jīng)過向位置TP3的軌跡。
這樣若對位置TP2指定高平滑比例，如圖2所示，要制定如下路徑計劃與從TP1到TP2的用于直線路徑移動的運動ABCD中的加速動作結束(B點)的同時，開始從TP2到TP3的用于直線路徑移動的運動EFGH。這意味著先行的沿著TP1到TP2的示教路徑的用于直線移動的運動的一部分(B～D)和后續(xù)的沿著TP2到TP3的示教路徑的用于直線移動的運動重疊。
進而，圖3例示了用安裝在機器人前端部5的機械手6握住工件7后，通過進行上升—水平—下降的動作將工件7越過障礙物的上方搬運時的機械手6和工件7的移動路徑。圖4A和4B用橫軸為時間t，縱軸為速度V的時間圖表示在有關沿著圖3的路徑移動的動作指令中，對位置TP5和TP6指定高平滑比例時的路徑計劃的內(nèi)容。
在圖3中，TP4、TP5、TP6、TP7表示示教點，對TP4到TP5的區(qū)間和TP5到TP6的區(qū)間以及TP6到TP7的區(qū)間將動作形式指定為進行直線移動。位置TP5只不過是進行從垂直上升到水平移動的動作轉換的通過點，另外，位置TP6只不過是進行從水平移動到垂直下降的動作轉換的通過點，所以對TP5和TP6指定高平滑比例時有利于縮短周期。但是，若對它們指定高平滑比例，在形成拐角的TP5和TP6的前后軌跡精度將惡化。即，如符號8所表示，從位置TP5這邊到TP6之后示教的直線路徑暫且偏離后來描繪向TP7的軌跡。
這樣，若對位置TP5和TP6指定高平滑比例，如圖4A所示，要制定如下路徑計劃與從TP4到TP5示教路徑的用于直線路徑移動的運動IJKL中的加速動作結束(J點)的同時，開始從TP5到TP6示教路徑的用于直線路徑移動的運動MNOP，又，與從TP5到TP6示教路徑的用于直線路徑移動的運動MNOP中的加速動作結束(N點)的同時，開始從TP6到TP7示教路徑的用于直線路徑移動的運動QRST。這就意味著，如圖4B所示，在沿著TP5到TP6示教路徑的用于直線移動的運動中先行的從TP4到TP5示教路徑的用于直線移動的運動和從TP6到TP7示教路徑的用于直線移動的運動重疊。
可是，當指定了如圖5A所示的上升—平行移動—下降的示教路徑時，若使用高平滑比例的話，機械手6實際沿著圖5B所示的路徑移動。但是，在工件的插入作業(yè)等中，如圖5所示，需要在插入目標點附近使移動路徑與示教路徑(圖5C中的垂直方向路徑)吻合。因此，日本國專利第3537229號，提出了在移動路徑的終點附近指定路徑保證區(qū)間，在該路徑保證區(qū)間中保證沿著示教路徑移動機械手的方法。
如上面所述，示教了如圖1所示的路徑后，在指定了高平滑比例的情況下，在位置TP1附近，由于移動路徑會偏離連接TP1和TP2的直線的示教路徑，所以擔心工件的拔出非圓滑地進行。在示教了按順序?qū)P4、TP5、TP6、TP7用直線連接的直線路徑后，指定了高平滑比例的情況下，機械手6也取在圖3中如符號8所示示的曲線路徑，在從TP5到TP6路徑的整個范圍內(nèi)，機械手就達不到所示教的高度，所以在水平移動時可能會產(chǎn)生與障礙物的干涉。
進而，在日本國專利第3537229號中宣布的方法中，只保證了接近動作的路徑，沒有保證脫離動作的路徑。因而，在拔出工件的動作中會產(chǎn)生同樣的問題。
以前，為了避免以上的事態(tài)，進行了包括以下措施的湊試的調(diào)整作業(yè)。即，在圖1的例中，采取(1)降低從位置TP1到TP2區(qū)間中的指令速度，(2)對位置TP2指定低平滑比例，(3)使位置TP2遠離TP1等的措施，或者，另外，在圖3和圖5的例子中，采取(4)降低從位置TP4到TP5的區(qū)間和從TP6到TP7的區(qū)間中的指令速度，(5)對位置TP5和TP6指定低的平滑比例，(6)使位置TP5和TP6各自遠離位置TP4和TP7等的措施。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的，是為了消除所述以前技術中的問題，在減輕為了得到所希望的動作路徑湊試地調(diào)整示教內(nèi)容的作業(yè)負擔的同時，來避免由該湊試地調(diào)整作業(yè)所造成的周期的無謂的增加。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種機器人移動控制方法，其在用于沿著對于先行的路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作結束前開始用于沿著對于后續(xù)路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作，重疊進行用于沿著各自的示教路徑移動的動作，來在未伴隨有急速的方向轉換的情況下，將機器人由先行的路徑區(qū)間的移動平滑地遷移到后續(xù)的路徑區(qū)間的移動，包括以下步驟決定用于沿著從對于連續(xù)的兩個區(qū)間分別已被指定的始點到已被指定的終點的示教路徑移動機器人的動作的步驟；在先行的路徑區(qū)間中，指定沿著對于該先行的路徑區(qū)間的示教路徑從所述已被指定的始點直到經(jīng)由點的路徑保證區(qū)間的步驟；制作路徑計劃，以使在沿著對于在所述路徑保證區(qū)間中所述先行的路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人并使所述機器人到達所述經(jīng)由點后，重疊在用于沿著對于所述先行的路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作上，來開始用于沿著對于后續(xù)路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作的步驟；和按照已制作的路徑計劃，在從所述先行路徑區(qū)間的始點到所述后續(xù)路徑區(qū)間的終點移動機器人的步驟。
又，本發(fā)明，提供一種機器人移動控制方法，其在用于沿著對于先行的路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作結束前開始用于沿著對于后續(xù)路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作，重疊進行用于沿著各自的示教路徑移動的動作，來在未伴隨有急速的方向轉換的情況下，將機器人由先行的路徑區(qū)間的移動平滑地遷移到后續(xù)的路徑區(qū)間的移動，包括決定用于沿著從對于由第1路徑區(qū)間和繼該第1路徑區(qū)間之后的第2路徑區(qū)間和繼該第2路徑區(qū)間之后的第3路徑區(qū)間構成的連續(xù)的三個路徑區(qū)間分別已被指定的始點到已被指定的終點的示教路徑移動機器人的動作的步驟；在第2路徑區(qū)間中，在對于該第2路徑區(qū)間的示教路徑上指定從第1中間點直到第2中間點的路徑保證區(qū)間的步驟；制作路徑計劃，以使在機器人到達所述第1中間點之前結束用于沿著對于所述第1路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作，且在所述路徑保證區(qū)間中沿著對于所述第2路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人并使其到達所述第2中間點之后，重疊在用于沿著對于第2路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作上，來開始用于沿著對于所述第3路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作的步驟；和按照已制作的路徑計劃，從所述先行路徑區(qū)間的始點移動到所述后續(xù)路徑區(qū)間的終點移動機器人的步驟。
對于路徑保證區(qū)間，可以指定(1)路徑保證區(qū)間的空間的長度，(2)路徑保證區(qū)間相對于關于包含路徑保證區(qū)間的路徑區(qū)間的示教路徑所占的比例，或(3)機器人在路徑保證區(qū)間移動所需的時間等。
通過這樣地決定路徑保證區(qū)間，在路徑路徑保證區(qū)間中，可以保證機器人的移動軌跡和示教路徑吻合。因而，可以可靠地進行工件的拔出，還可以可靠地回避位于移動路徑中途的障礙物。因而，本發(fā)明在進行連續(xù)揀選動作時特別有效。進一步，在進行移動路徑保證區(qū)間的移動之前，在包括路徑保證區(qū)間的路徑區(qū)間用于先行的路徑區(qū)間的移動動作已經(jīng)結束，另外，在路徑保證區(qū)間的移動結束前，在包括路徑保證區(qū)間的路徑區(qū)間用于后續(xù)的路徑區(qū)間的移動動作還未開始，所以，在路徑保證區(qū)間中的機器人的動作，不受先行或后續(xù)的路徑區(qū)間的動作影響而可以沿著對包括路徑保證區(qū)間的路徑區(qū)間的示教路徑進行移動。
根據(jù)本發(fā)明，對所希望的移動區(qū)間內(nèi)的從始點到經(jīng)過點的區(qū)間，或者是中間點附近的區(qū)間，排除用于先行或后續(xù)的路徑區(qū)間的動作的影響，將希望和示教路徑吻合的區(qū)間作為路徑保證區(qū)間預先在程序等中指定，由此，不僅減輕了以前的用于湊試地調(diào)整示教內(nèi)容的作業(yè)負擔，還可以避免周期的無謂增加。


對上述和其他的目的、特征、優(yōu)點，以下參照附圖，根據(jù)本發(fā)明理想具體實施例進行更詳細地說明。
圖1是表示安裝在機器人前端部的機械手的移動路徑一例的線圖；圖2是表示對圖1的移動路徑制定的路徑計劃的內(nèi)容的時間圖；圖3是表示安裝在機器人前端部的機械手的移動路徑的其他例的線圖；圖4A和4B是表示對圖3的移動路徑制定的路徑計劃的內(nèi)容的時間圖；圖5A～5C是表示安裝在機器人前端部的機械手的移動路徑的另一例的線圖；圖6是表示在圖1所示的移動路徑中，在設置了保證來自位置TP1的脫離路徑和示教路徑吻合的路徑保證區(qū)間時的線圖；圖7是表示對圖6的移動路徑制定的路徑計劃內(nèi)容的時間圖；圖8是表示在圖3所示的移動路徑中，在設置了保證向位置TP6的接近路徑和示教路徑吻合的路徑保證區(qū)間時的線圖；圖9是表示對圖8的移動路徑制定的路徑計劃內(nèi)容的時間圖；
圖10是在實施本發(fā)明方法時可以使用的機器人控制裝置的方框圖；圖11是表示遵照用于設置圖6的路徑保證區(qū)間的動作程序的第1實施形態(tài)的處理內(nèi)容的流程圖；圖12是表示遵照用于設置圖6的路徑保證區(qū)間的動作程序的第2實施形態(tài)的處理內(nèi)容的流程圖；圖13是表示遵照用于設置圖6的路徑保證區(qū)間的動作程序的第3實施形態(tài)的處理內(nèi)容的流程圖；圖14是表示遵照用于設置圖8的路徑保證區(qū)間的動作程序的第1實施形態(tài)的處理內(nèi)容的流程圖；圖15是表示遵照用于設置圖8的路徑保證區(qū)間的動作程序的第2實施形態(tài)的處理內(nèi)容的流程圖；圖16是表示遵照用于設置圖8的路徑保證區(qū)間的動作程序的第3實施形態(tài)的處理內(nèi)容的流程圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖，說明本發(fā)明的實施形態(tài)。
圖10用方框圖表示出了實施本發(fā)明方法時可以使用的機器人控制裝置。機器人控制裝置20，具有中央演算處理裝置(以下記為CPU)21。在CPU21上通過總線29，連接有由ROM組成的存儲器22、由RAM組成的存儲器23、非揮發(fā)性存儲器24、外部裝置用輸入輸出裝置25、用于示教操作盤40的接口26、和機器人軸控制部27。
ROM22中，存儲有控制包括機器人控制裝置20本身在內(nèi)的整個系統(tǒng)的程序。RAM23，是用于暫時存儲用于由CPU21進行的處理的數(shù)據(jù)。非揮發(fā)性存儲器24中，存儲著包括以后將敘述的動作指令的機器人動作程序數(shù)據(jù)、有關系統(tǒng)各部分動作的設定值等。又，機器人控制部27，通過伺服電路28控制機器人機構部30的各軸動作。
這樣的機器人控制裝置的構成和功能本身和通常的機器人控制裝置基本相同。本發(fā)明的特征，是將包括如下面要敘述的動作指令的動作程序存儲到非揮發(fā)性存儲器24中，以在進行再生運轉時發(fā)揮作用。
下面，參照圖6、圖7、圖11～圖13來說明假設了在和圖1所示的移動路徑同樣的移動路徑時為實施本發(fā)明應寫入的動作程序的動作指令的例子和通過CPU21所實行的處理概要。圖6，是表示抽出圖1中所示的事例中的移動路徑(TP1→TP2→TP3)，設置了保證來自位置TP1的機械手的脫離路徑和示教路徑吻合的路徑保證區(qū)間時的移動路徑，而機器人手臂等被省略了。在這里，舉出3個關于這樣的移動路徑中的來自位置TP1的移動為進行路徑保證所生成的動作指令語句，并說明再生運轉時的處理和所實現(xiàn)的機械手的路徑。
下面舉出的各例1～例3中，分別用(1)絕對距離，(2)移動時間，(3)沿著示教路徑的移動的達成率來指定了路徑保證區(qū)間。
動作指令語句例11直線位置TP12000mm/sec定位2直線位置TP22000mm/sec路徑保證開始100mm3直線位置TP32000mm/sec定位實行包括這樣的動作指令語句的動作程序時的再生運轉時所進行的處理概要，被顯示在圖11的流程圖中。首先，在步驟S1中，讀取動作指令1。然后，按照通常的方式制作用于向位置TP1按指令速度2000mm/sec進行直線移動并進行定位的路徑計劃，據(jù)此通過插補功能制作插補點，在每個處理周期將制作的插補點轉交給伺服電路28，這樣，使機械手移動到位置TP1(步驟S2)。
然后，在步驟S3讀取動作指令2。確定從位置TP1至TP2的路徑計劃，按照確定的路徑計劃(ABCD)進行插補處理，開始各軸的插補點的制作和所制作的插補點的向伺服電路28的交接(步驟S4)。機械手結束加速的時刻是點B，而假定將與此對應的路徑上的位置設為P1，則P1理所當然在位置TP1和位置TP2之間，且TP1和P1間的距離對應于圖7中被點ABB’所包圍的部分的面積。在動作指令2中，指定了路徑保證區(qū)間是從位置TP1距離100mm，所以在圖7的時間圖上通過計算求出由點ABUV包圍的部分的面積為100mm的點U(點V)(步驟S5)。在可以開始與用于從位置TP2到位置TP3的移動的運動相關的處理的時刻讀取動作指令3(步驟S6)，按照通常的方式制作從位置TP2到位置TP3的路徑計劃(EFGH)。這時，作為點E與點U(點V)吻合的情況來確定路徑計劃(步驟S7)。
如果到達了圖7的時間圖中點U(點V)(或者是在此之前的處理周期)，進行根據(jù)確定的路徑計劃(EFGH)的插補處理，開始各軸的插補點的制作和該插補點的向伺服電路28的交接(步驟S8和步驟S9)。于是，機械手的移動路徑從由TP1到TP2的直線狀的示教路徑偏離，機械手沿著符號9所示的曲線路徑移動。若將從示教路徑偏離的路徑上的位置設為P2，則P2理所當然在位置TP1和位置P1連接的直線的延長線上，且在距離位置TP1僅100mm的位置。機械手，其后，若在從位置TP2到位置TP3的路徑的用于移動的運動結束后機械手到達了終點TP3時(步驟S10)，則處理結束。這樣一來，就能達成實現(xiàn)了由動作指令語句例1中的動作指令2所指定的路徑保證的機械手的移動。
動作指令文例21直線位置TP12000mm/sec定位2直線位置TP22000mm/sec路徑保證開始100msec3直線位置TP32000mm/sec定位實行包括這樣的動作指令語句的動作程序時的再生運轉時所進行的處理概要，被顯示在圖12的流程圖中。首先，在步驟T1中，讀取動作指令1。然后，按照通常的方式制作用于向位置TP1按指令速度2000mm/sec進行直線移動并進行定位的路徑計劃，據(jù)此通過插補功能制作插補點，每個處理周期將制作的插補點傳遞給伺服電路28，這樣，來使機械手移動到位置TP1(步驟T2)。
然后，在步驟T3讀取動作指令2。確定從位置TP1至TP2的路徑計劃，按照確定的路徑計劃(ABCD)進行插補處理，開始各軸的插補點的制作和所制作的插補點的向伺服電路28的交接(步驟T4)。機械手結束加速的時刻是點B，而若將與此對應的路徑上的位置仿照動作指令語句例1設為P1時，P1理所當然在位置TP1和位置TP2的中間，且TP1和P1的距離對應于圖7中被點ABB’所包圍的部分的面積。在動作指令2中，指定了路徑保證區(qū)間是從位置TP1距離100msec，所以，在圖7的時間圖中通過計算求出AV間的長度所表示的時間成為100msec的點U(點V)(步驟T5)。在可以開始與用于從位置TP2到位置TP3移動的運動相關的處理的時刻讀取動作指令3(步驟T6)，按照通常的方式制作從位置TP2到位置TP3的路徑計劃(EFGH)。這時，作為點E與點V吻合的情況來確定路徑計劃(步驟T7)。
如果到達了圖7的時間圖中點U(點V)(或者是在此之前的處理周期)，進行根據(jù)確定的路徑計劃(EFGH)的插補處理，開始各軸的插補點的制作和所制作的插補點的向伺服電路28的交接(步驟T8和步驟T9)。于是，機械手的移動路徑從由TP1到TP2的直線狀的示教路徑偏離，機械手沿著符號9所示的曲線路徑移動。若將從示教路徑偏離的路徑上的位置設為P2，P2理所當然在位置TP1和位置P1連接的直線延長線上，且從位置TP1到P2距離，是與圖7中的被ABUV包圍部分的面積所對應的距離。機械手，其后，若在從位置TP2到位置TP3的路徑的用于移動運動結束后機械手到達了終點TP3時(步驟T10)，處理結束。這樣一來，就能達成實現(xiàn)了動作指令語句例2中的動作指令2指定的路徑保證的機械手的移動。
動作指令文例31直線位置TP12000mm/sec定位2直線位置TP22000mm/sec路徑保證開始30％3直線位置TP32000mm/sec定位實行包括這樣的動作指令語句的動作程序時的再生運轉時所進行的處理概要，被顯示在圖13的流程圖中。首先，在步驟U1中，讀取動作指令1。然后，按照通常的方式制作用于向位置TP1按指令速度2000mm/sec進行直線移動并進行定位的路徑計劃，據(jù)此通過插補功能制作插補點，每個處理周期將制作的插補點傳遞給伺服電路28，這樣，來使機械手移動到位置TP1(步驟U2)。
然后，在步驟U3讀取動作指令2。確定從位置TP1至TP2的路徑計劃，按照確定的路徑計劃(ABCD)進行插補處理，開始各軸的插補點的制作和所制作的插補點的向伺服電路28的交接(步驟U4)。機械手結束加速的時刻是點B，而若將與此對應的路徑上的位置仿照動作指語句例1設為P1，P1理所當然在位置TP1和位置TP2的中間，且TP1和P1的距離對應于圖7中被點ABB’所包圍的部分的面積。在動作指令2中，指定了路徑保證區(qū)間是從位置TP1距離為位置TP1和位置TP2間距離的30％，所以通過計算求出在圖7的時間圖中ABUV所包圍的部分的面積是在ABCD所包圍的部分的面積中所占比例為30％的U點(步驟U5)。在可以開始與用于從位置TP2到位置TP3移動的運動相關的處理的時刻，讀取動作指令3(步驟U6)，按照通常的方式制作從位置TP2到位置TP3的路徑計劃(EFGH)。這時，作為點E與點V吻合的情況確定路徑計劃(步驟U7)。
如果到達了圖7的時間圖中的點U(點V)(或者是在此之前的處理周期中)，進行根據(jù)確定的路徑計劃(EFGH)插補處理，開始各軸的插補點的制作和所制作的插補點的向伺服電路28的交接(步驟U8和步驟U9)。于是，機械手的移動路徑從由TP1到TP2的直線狀的示教路徑偏離，機械手沿著符號9所示的曲線路徑移動。若將從示教路徑偏離的路徑上的位置設為P2，則P2理所當然在位置TP1和位置P1連接的直線延長線上，且從位置TP1到P2距離，是與圖7中被ABUV包圍部分的面積所對應的距離。機械手，其后，若在從位置TP2到位置TP3的路徑的用于移動的運動結束后機械手到達了終點TP3(步驟U10)，則處理結束。這樣一來，就能達成實現(xiàn)了動作指令語句例3中的動作指令2指定的路徑保證的機械手的移動。
下面，對于假設為和圖3所示的移動路徑同樣的移動路徑時為實施本發(fā)明應寫入動作程序中的動作指令的例子和通過CPU21實行的處理概要，參照圖8、圖9、圖14～圖16進行說明。圖8表示抽出圖3中所示的事例中的移動路徑(TP4→TP5→TP6→TP7)，設置了保證向位置TP6的接近路徑和示教路徑吻合的路徑保證區(qū)間時的移動路徑，機器人手臂等被省略了。在這里，舉出3個有關從這樣的TP5到TP6的移動路徑之間的中間點為進行路徑保證而制作的動作指令語句，并說明再生運轉時的處理和所實現(xiàn)的機械手的路徑。
在下面舉出的各例4～例6中，分別由(1)距離的絕對值，(2)移動時間，(3)沿著示教路徑的移動的達成率指定了路徑保證區(qū)間。
動作指令文例41直線位置TP42000mm/sec定位2直線位置TP52000mm/sec平滑1003直線位置TP62000mm/sec路徑保證中心10mm
4直線位置TP72000mm/sec定位實行包括這樣的動作指令語句的動作程序時的再生運轉時所進行的處理概要，被顯示在圖14的流程圖中。首先，在步驟V1中，讀取動作指令1。然后，按照通常的方式制作用于向位置TP4按指令速度2000mm/sec進行直線移動并進行定位的路徑計劃，據(jù)此通過插補功能制作插補點，每個處理周期將制作的插補點傳遞給伺服電路28，這樣，來使機械手移動到位置TP4(步驟V2)。
然后，在步驟V3讀取動作指令2，進一步按照通常的方式制作用于直線移動到TP5的路徑計劃，通過在每個周期向伺服電路8的轉交，開始向位置TP5的移動(步驟V4)。機械手結束加速過程后可以開始動作指令3的時刻為點J，而如果將與此對應的路徑上的位置設為P3，P3的位置理所當然在TP5之前，且P3和TP5間的距離對應于圖4(A)中被點JJ’KL包圍部分的面積。在可以開始與用于從位置TP5到位置TP6移動的運動相關的處理的時刻，讀取動作指令3(步驟V5)，開始路徑計劃的制作處理，通過演算求出加減速的時間常數(shù)(直線MN和直線OP的傾斜度)(步驟V6)。在動作指令3中，路徑保證區(qū)間，作為跨越位置TP5和TP6之間的中間10mm的范圍(距中間點前后5mm的范圍)被指定了，所以，通過演算求出在圖9中的時間圖上由WXαβ包圍部分的面積(表示距離)是5mm的點M，確定從TP5至TP6的路徑計劃(步驟V7)。在這里，點α和點β，分別表示圖9所示的路徑MNOP中N和O的中點、M和P的中點。點M，可以利用指令速度和時間常數(shù)的值通過演算求出。另外，這時，還求出被αβYZ包圍部分的面積(表示距離)為5mm的點Y(Z)。這樣，被WXYZ包圍部分的面積(表示距離)成為10mm，可以獲得指定的路徑保證區(qū)間。如果到達了圖9的時間圖中的點M(或者是在此之前的處理周期中)，進行根據(jù)確定的路徑計劃(MNOP)的插補處理，開始各軸的插補點的制作和所制作的插補點的向伺服電路28的交接(步驟V8和步驟V9)。
于是，機械手的移動路徑從由TP4到TP5的直線狀的示教路徑偏離，機械手沿著圖8中的符號10所示的曲線路徑移動。若將從示教路徑偏離的路徑上的位置設為P4，P4理所當然在位置P3和位置TP5之間，P4和TP5間的距離，是與圖9中被MM’KL包圍部分的面積所對應的距離。當?shù)竭_圖9時間圖的點L表示的時刻時，用于從TP4到TP5的路徑的移動的運動結束。這時刻的機械手的路徑上的位置(圖3的點P5)，是從位置TP5和位置TP6的中間點沿著連接TP5和TP6的直線路徑上溯了5mm的位置。這是因為在步驟V7中已經(jīng)那樣決定了路徑計劃的緣故。
機械手在從點P5沿著連接TP5和TP6的直線狀的示教路徑進行直線移動。
在可以開始與用于從位置TP6到位置TP7移動的運動相關的處理的時刻讀取動作指令4(步驟V10)，按照通常的方式制作從位置TP6到位置TP7的路徑計劃(QRST)。這時，作為點Q與點Y(點Z)吻合的情況來確定路徑計劃(步驟V11)。
如果到達了圖9的時間圖中的點Y(點Z)(或者是在此之前的處理周期)，進行根據(jù)確定的路徑計劃(QRST)的插補處理，開始各軸的插補點的制作和所制作的插補點的向伺服電路28的交接(步驟V12和步驟V13)。于是，機械手的移動路徑從由TP5到TP6的直線狀的示教路徑偏離，機械手沿著符號11所示的曲線路徑移動。若將從示教路徑偏離的路徑上的位置設為P6，P6理所當然在位置P5和位置TP6之間，且在從P5距離10mm的位置上。機械手，其后，在用于從位置TP6到位置TP7的路徑的移動的運動結束后機械手到達了終點TP7時(步驟V14)，處理結束。這樣一來，就能達成實現(xiàn)了由動作指令語句例4中的動作指令3指定的路徑保證的機械手的移動。
動作指令文例51直線位置TP42000mm/sec定位2直線位置TP52000mm/sec平滑1003直線位置TP62000mm/sec路徑保證中心10msec4直線位置TP72000mm/sec定位實行包括這樣的動作指令語句的動作程序時的再生運轉時所進行的處理概要，被顯示在圖15的流程圖中。首先，在步驟W1中，讀取動作指令1。然后，按照通常的方式制作用于向位置TP4按指令速度2000mm/sec進行直線移動并進行定位的路徑計劃，據(jù)此通過插補功能制作插補點，每個處理周期將制作的插補點傳遞給伺服電路28，這樣，來使機械手移動到位置TP4(步驟W2)。
然后，在步驟W3讀取動作指令2，進一步按照通常的方式制作用于直線移動到TP5的路徑計劃，據(jù)此通過插補功能制作插補點，通過在每個周期向伺服電路8的轉交，來開始向位置TP5的移動(步驟W4)。機械手結束加速后下一個動作指令3可以開始的時刻為點J，而如果將與它對應的路徑上的位置反照動作指令語句例4設為P3，則P3的位置理所當然在TP5之前，且P3和TP5間的距離，與圖4(A)中被點JJ’KL包圍部分的面積對應。在可以開始與用于從位置TP5到位置TP6移動的運動相關的處理的時刻，讀取下一個動作指令3(步驟W5)，開始路徑計劃的制作處理，通過演算求出加減速時間常數(shù)(直線MN和直線OP的傾斜度)(步驟W6)。在動作指令3中，路徑保證區(qū)間，作為在位置TP5和TP6之間的中間10msec的范圍(距離中間點前后5msec的范圍)被指定了，所以，通過演算求出在圖9中的時間圖上Wβ表示的時間成為5msec點M，確定從TP5至TP6的路徑計劃(步驟W7)。在這里，點α和點β，分別表示圖9所示的路徑MNOP中N和O的中點，M和P的中點。點M可以利用指令速度和時間常數(shù)值通過演算求出。另外，這時，還求出βZ表示的時間為5msec的點Y(點Z)。這樣，WZ表示的時間成為10msec，可以獲得指定的路徑保證區(qū)間。如果到達了圖9的時間圖中的點M(或者是在此之前的處理周期中)，進行根據(jù)確定的路徑計劃(MNOP)的插補處理，開始各軸的插補點的制作和所制作的插補點的向伺服電路28的交接(步驟W8和步驟W9)。
于是，機械手的移動路徑從由TP4到TP5的直線狀的示教路徑偏離，機械手沿著圖8中的符號10所示的曲線路徑移動。若將從示教路徑偏離的路徑上的位置設為P4，P4理所當然在位置P3和位置TP5之間，P4和TP5間的距離，是與圖9中被MM’KL包圍部分的面積對應的距離。當?shù)竭_圖9時間圖中點L表示的時刻時，用于從TP4到TP5的路徑的移動的運動結束。這時刻的機械手的路徑上的位置(圖8的點P5)，是從位置TP5和位置TP6的中間點沿著連接TP5和TP6的直線路徑上溯對應于在圖9中被WXαβ包圍部分面積的位置。
機械手在從點P5沿著連接TP5和TP6的直線狀的示教路徑直線移動。
在可以開始與用于從位置TP6到位置TP7移動的運動相關的處理的時刻讀取動作指令4(步驟W10)，按照通常的方式制作從位置TP6到位置TP7的路徑計劃(QRST)。這時，作為點Q與點Y(點Z)吻合的情況確定路徑計劃(步驟W11)。
若到達了圖9的時間圖中的點Y(點Z)(或者是在此之前的處理周期中)，進行根據(jù)確定的路徑計劃(QRST)的插補處理，開始各軸的插補點的制作和所制作的插補點的向伺服電路28的交接(步驟W12和步驟W13)。于是，機械手的移動路徑從由TP5到TP6的直線狀的示教路徑偏離，機械手沿著符號11所示的曲線路徑移動。若將從示教路徑偏離的路徑上的位置設為P6，P6理所當然在位置P5和位置TP6之間，且P5和P6間的距離是與被WXYZ包圍部分的面積對應的距離。機械手，其后，在用于從位置TP6到位置TP7的路徑的移動的運動結束后機械手到達終點TP7時(步驟W14)，處理結束。這樣一來，就能達成實現(xiàn)了由動作指令語句例5中的動作指令3指定的路徑保證的機械手的移動。
動作指令文例61直線 位置TP42000mm/sec定位2直線 位置TP52000mm/sec平滑1003直線 位置TP62000mm/sec路徑保證中心10％4直線 位置TP72000mm/sec定位實行包括這樣的動作指令語句的動作程序時的再生運轉時所進行的處理概要，被顯示在圖16的流程圖中。首先，在步驟X1中，讀取動作指令1。然后，按照通常的方式制作用于向位置TP4按指令速度2000mm/sec進行直線移動并進行定位的路徑計劃，據(jù)此通過插補功能制作插補點，每個處理周期將制作的插補點傳遞給伺服電路28，這樣，來使機械手移動到位置TP4(步驟X2)。
然后，在步驟X3讀取動作指令2，進一步按照通常的方式制作用于直線移動到TP5的路徑計劃，據(jù)此通過插補功能制作插補點，通過在每個周期向伺服電路8轉交，開始向位置TP5的移動(步驟X4)。機械手結束加速后下一個動作指令3可以開始的時刻為點J，而如果將與它對應的路徑上的位置仿照動作指令語句例4設為P3，則P3的位置理所當然在TP5之前，且P3和TP5間的距離，與圖4(A)中被點JJ’KL包圍部分的面積對應。在可以開始與用于從位置TP5到位置TP6移動的運動相關的處理的時刻讀取下一個動作指令3(步驟X5)，開始路徑計劃的制作處理，通過演算求出加減速時間常數(shù)(直線MN和直線OP的傾斜度)(步驟X6)。在動作指令3中，路徑保證區(qū)間，作為在位置TP5和TP6之間其間距離的10％(距中間點是位置TP5和TP6距離的前后5％的范圍)被指定，所以，通過演算求出，在圖9中的時間圖上由WXαβ包圍部分的面積是在被MNOP包圍部分的面積中所占比例為5％的點M，確定從TP5至TP6的路徑計劃。(步驟X7)。在這里，點α和點β，分別表示圖9所示的路徑MNOP中N和O的中點，M和P的中點。點M，利用指令速度和時間常數(shù)的值通過演算求出。這時，還求出被αβYZ包圍部分的面積是在被MNOP包圍部分的面積中所占比例為5％的點Y(Z)。這樣，被WXYZ包圍部分的面積在被MNOP包圍部分的面積中所占的比例為10％，可以獲得指定的路徑保證區(qū)間。若到達了圖9的時間圖中的點M(或者是在此之前的處理周期中)，進行根據(jù)確定的路徑計劃(MNOP)的插補處理，開始各軸的插補點的制作和所制作的插補點的向伺服電路28的交接(步驟X8和步驟X9)。
于是，機械手的移動路徑從由TP4到TP5的直線狀的示教路徑偏離，機械手沿著圖8中的符號10所示的曲線路徑移動。若將從示教路徑偏離的路徑上的位置設為P4，P4理所當然在位置P3和位置TP5之間，P4和TP5間的距離，是與圖9中被MM’KL包圍部分的面積所對應的距離。當?shù)竭_圖9時間圖的點L表示的時刻時，用于從TP4到TP5的路徑的移動的運動結束。這時刻的機械手的路徑上的位置(圖8的點P5)，是從位置TP5和位置TP6的中間點上溯TP5和TP6間的直線路徑區(qū)間的距離的5％的位置。這是因為在步驟X7中是那樣決定了路徑計劃的緣故。
機械手在從點P5沿著連接TP5和TP6的直線狀的示教路徑進行直線移動。
在可以開始與用于從位置TP6到位置TP7移動的運動相關的處理的時刻讀取動作指令4(步驟X10)，按照通常的方式制作從位置TP6到位置TP7的路徑計劃(QRST)。這時，作為點Q與點Y(點Z)吻合的情況來確定路徑計劃(步驟X11)。
若到達了圖9的時間圖中點Y(點Z)(或者是在此之前的處理周期中)，進行根據(jù)確定的路徑計劃(QRST)的插補處理，開始各軸的插補點的制作和所制作的插補點的向伺服電路28的交接(步驟X12和步驟X13)。于是，機械手的移動路徑從由TP5到TP6的直線狀的示教路徑偏離，機械手沿著符號11所示的曲線路徑移動。若將從示教路徑偏離的路徑上的位置設為P6，P6理所當然在位置P5和位置TP6之間，且P5和P6間的距離，是相當于位置TP5和位置TP6間的直線路徑區(qū)間的10％的距離。機械手，其后，若在用于從位置TP6到位置TP7的路徑的移動的運動結束后機械手到達了終點TP7時(步驟X14)，處理結束。這樣一來，就能達成實現(xiàn)了由動作指令文語句6中的動作指令3指定的路徑保證的機械手的移動。
以上，就其附圖中表示的實施形態(tài)說明了本發(fā)明，但是這些實施形態(tài)是專門為了說明的，并不意味限制。因而，本發(fā)明的范圍，是由權利要求的范圍限定的，可以在不脫離權利要求的范圍的情況下對本發(fā)明的實施形態(tài)進行修正和變更。
權利要求
1.一種機器人移動控制方法，其通過在用于沿著對于先行的路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作結束前開始用于沿著對于后續(xù)路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作，重疊進行用于沿著各自的示教路徑移動的動作，來在未伴隨有急速的方向轉換的情況下，將機器人由先行的路徑區(qū)間的移動平滑地遷移到后續(xù)的路徑區(qū)間的移動，包括以下步驟決定用于沿著從對于連續(xù)的兩個路經(jīng)區(qū)間分別已被指定的始點到已被指定的終點的示教路徑移動機器人的動作的步驟；在先行的路徑區(qū)間中，指定沿著對于該先行的路徑區(qū)間的示教路徑從所述已被指定的始點直到經(jīng)由點的路徑保證區(qū)間的步驟；制作路徑計劃，以使在沿著對于在所述路徑保證區(qū)間中所述先行的路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人并使所述機器人到達所述經(jīng)由點后，重疊在用于沿著對于所述先行的路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作上，來開始用于沿著對于后續(xù)路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作的步驟；和按照已制作的路徑計劃，在從所述先行路徑區(qū)間的始點到所述后續(xù)路徑區(qū)間的終點移動機器人的步驟。
2.一種機器人移動控制方法，其通過在用于沿著對于先行的路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作結束前開始用于沿著對于后續(xù)路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作，重疊進行用于沿著各自的示教路徑移動的動作，來在未伴隨有急速的方向轉換的情況下，將機器人由先行的路徑區(qū)間的移動平滑地遷移到后續(xù)的路徑區(qū)間的移動，，包括以下步驟決定用于沿著從對于由第1路徑區(qū)間和繼該第1路徑區(qū)間之后的第2路徑區(qū)間和繼該第2路徑區(qū)間之后的第3路徑區(qū)間構成的連續(xù)的三個路徑區(qū)間分別已被指定的始點到已被指定的終點的示教路徑移動機器人的動作的步驟；在第2路徑區(qū)間中，在對于該第2路徑區(qū)間的示教路徑上指定從第1中間點直到第2中間點的路徑保證區(qū)間的步驟；制作路徑計劃，以使在機器人到達所述第1中間點之前結束用于沿著對于所述第1路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作，且在所述路徑保證區(qū)間中沿著對于所述第2路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人并使其到達所述第2中間點之后，重疊在用于沿著對于所述第2路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作上，來開始用于沿著對于所述第3路徑區(qū)間的示教路徑移動機器人的動作的步驟；和按照已制作的路徑計劃，從所述第1路徑區(qū)間的始點移動到所述第2路徑區(qū)間的終點移動機器人的步驟。
3.根據(jù)權利要求1或者權利要求2所述的機器人移動控制方法，其特征在于，指定所述路徑保證區(qū)間的空間長度。
4.根據(jù)權利要求1或者權利要求2所述的機器人移動控制方法，其特征在于，指定所述路徑保證區(qū)間相對于關于包含該所述路徑保證區(qū)間的路徑區(qū)間的示教路徑所占的比例。
5.根據(jù)權利要求1或者權利要求2所述的機器人移動控制方法，其特征在于，指定機器人在所述路徑保證區(qū)間移動所需的時間。
全文摘要
在機器人的移動控制時，根據(jù)規(guī)定為通過已被指定的始點TP4和至少一個中間點TP5、TP6和終點TP7的示教路徑沿著已決定的平滑路徑10、11移動機器人。此時，做到能保證在始點TP4或者是中間點的附近，機器人實際移動的路徑和示教路徑一致。
文檔編號B25J9/10GK1754664SQ20051010788
公開日2006年4月5日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權日2004年9月29日
發(fā)明者二瓶亮, 加藤哲朗, 土田行信, 永山敦朗, 一之瀨雅一 申請人:發(fā)那科株式會社