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公開番号2025073217
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-13
出願番号2023183792
出願日2023-10-26
発明の名称軌道計画システム
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人信友国際特許事務所
主分類B25J 9/22 20060101AFI20250502BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】アームロボットのアームの動作時間が必要以上に長くなる軌道が生成されてしまうことを防ぐ。
【解決手段】本発明の一態様に係る制御装置100は、軌道の計画に先立って、先端部が位置することができない、又は、所定の姿勢を取ることができない領域である非可動領域と、始点及び終点の間を結ぶ領域とが干渉するか否かを判定し、干渉すると判定した場合に、干渉が発生する干渉領域を算出する干渉領域算出部143と、設備構成情報と、始点及び終点の情報と、干渉領域の情報と、に基づいて、非可動領域を通らない軌道を計画する軌道計画部147と、を備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
アームロボットの先端部を始点から終点まで移動させるための軌道を計画する軌道計画システムであって、
前記軌道の計画に先立って、前記先端部が位置することができない、又は、所定の姿勢を取ることができない領域である非可動領域と、前記始点及び前記終点の間を結ぶ領域とが干渉するか否かを判定し、干渉すると判定した場合に、干渉が発生する干渉領域を算出する干渉領域算出部と、
前記アームロボット及び前記アームロボットが稼働する設備の構成情報を示す設備構成情報と、前記始点及び前記終点の情報と、前記干渉領域の情報と、に基づいて、前記非可動領域を通らない前記軌道を計画する軌道計画部と、を備える
軌道計画システム。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記干渉領域算出部によって前記干渉領域が算出された場合、前記始点及び前記終点の間に少なくとも１つの中継点を生成する中継点生成部をさらに備え、
前記軌道計画部は、前記始点から前記中継点に向かう方向、及び、前記中継点から前記終点に向かう方向において前記軌道を構成する各経由点を探索する
請求項１に記載の軌道計画システム。
【請求項３】
前記干渉領域算出部は、前記非可動領域と、前記始点及び前記終点を結ぶ直線とが交わる直線状の領域を前記干渉領域として算出し、
前記中継点生成部は、前記干渉領域の略中心部と、前記アームロボットの胴体部分におけるいずれかの点とを結ぶ直線上に、前記中継点を生成する
請求項２に記載の軌道計画システム。
【請求項４】
前記中継点生成部は、前記直線上における前記干渉領域から離れる方向に前記中継点を生成する
請求項３に記載の軌道計画システム。
【請求項５】
前記中継点生成部は、前記直線上における前記干渉領域から離れる方向における、前記非可動領域から所定の閾値距離以上離れた位置に前記中継点を設定する
請求項４に記載の軌道計画システム。
【請求項６】
前記閾値距離は、前記軌道計画部が前記軌道を構成する各経由点を探索する場合における探索間隔距離である
請求項５に記載の軌道計画システム。
【請求項７】
前記軌道計画部は、前記始点、前記終点、前記非可動領域及び前記中継点が示される軌道情報表示画面を表示装置に表示させる
請求項１～６のいずれか一項に記載の軌道計画システム。
【請求項８】
前記軌道計画部は、軌道情報表示画面を介して前記中継点の位置及び／又は姿勢の調整が指示された場合、前記指示に基づいて前記中継点の位置及び／又は姿勢を変更する
請求項７に記載の軌道計画システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道計画システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、製造プラントにおいて用いられるアームロボットのアームの軌道を計画する軌道計画装置が知られている。例えば、特許文献１には、ロボットアームの先端部で保持する物体の安定化を図ることを可能にする軌道計画を生成する軌道計画生成装置が開示されている。また、例えば、特許文献２には、作業者の熟練度によらず、ロボットの現実的な干渉回避経路を自動的に生成できるロボットシミュレーション装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－７９４８２号公報
特開２０１５－１６０２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ロボットによるワークの搬送作業においては、搬送物の形状毎、また、搬送開始位置や終了位置などのアームの位置が変化する毎に、複数のロボット位置姿勢情報をユーザ側で手動によってロボット制御装置に教示する必要がある。このとき、ユーザは、始終点のそれぞれのロボット位置姿勢情報に加えて、始終点の間の経路における複数のロボット位置姿勢情報も教示する。始終点の間の経路における複数のロボット位置姿勢情報は、ロボットのアームが加工機やワーク棚などの障害物と接触しない位置姿勢である必要がある。したがって、ロボット位置姿勢情報を教示するユーザにかかる負担が大きいため、始終点間の各地点におけるユーザによる教示を要することなく、自動でロボットの軌道を生成可能な技術の提案が求められていた。
【０００５】
特許文献１には、未探索であり、かつ、コストが最小の探索点を軌道点Ｐ
ｃｕｒｒｅｎｔ
として決定し、現在の先端部の軌道点Ｐ
ｃｕｒｒｅｎｔ
からの移動先となる次の軌道点候補Ｐ
ｎｅｘｔ
となる探索点を複数算出し、軌道点候補Ｐ
ｎｅｘｔ
における関節角度をとったロボットアームが障害物と干渉するか否かを判定する手法が記載されている。また、特許文献１には、干渉する場合にはその軌道点候補Ｐ
ｎｅｘｔ
を手先探索データから消去することが記載されている。
【０００６】
特許文献２には、ロボットシミュレーション装置の動作経路生成部が、シミュレーションに基づき生成された動作経路をロボットに移動させた場合における、ロボットと周辺物との干渉の発生の有無を検出することが記載されている。また、特許文献２には、干渉の発生が検出された場合、干渉が発生する前後の教示点の情報に基づいて、干渉を発生させない新たな動作経路を生成することが記載されている。
【０００７】
ところが、特許文献１及び特許文献２のいずれにおいても、ロボットと周囲物等との干渉の有無の判定が経路（軌道）の生成途中において実施される。そして、次の経由点の探索が、現在位置の周囲においてのみ行われるため、探索は局所的なものとなる。したがって、軌道を探索する方向と、周囲物等の位置との兼ね合い等によっては、アームロボットのアームの動作時間が必要以上に長くなる経路（軌道）が生成される可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記の状況を考慮してなされたものであり、アームロボットのアームの動作時間が必要以上に長くなる軌道が生成されてしまうことを防ぐことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る軌道生成システムは、アームロボットの先端部を始点から終点まで移動させるための軌道を計画する軌道計画システムである。本発明の一態様に係る軌道生成システムは、軌道の計画に先立って、先端部が位置することができない、又は、所定の姿勢を取ることができない領域である非可動領域と、始点及び終点の間を結ぶ領域とが干渉するか否かを判定し、干渉すると判定した場合に、干渉が発生する干渉領域を算出する干渉領域算出部と、アームロボット及びアームロボットが稼働する設備の構成情報を示す設備構成情報と、始点及び終点の情報と、干渉領域の情報と、に基づいて、非可動領域を通らない軌道を計画する軌道計画部と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の少なくとも一態様によれば、アームロボットのアームの動作時間が必要以上に長くなる軌道が生成されてしまうことを防ぐことができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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