机器人控制方法以及机器人技术

本发明专利技术提供一种机器人控制方法以及机器人。在机器人控制方法中，设定覆盖机器人的至少一部分的机器人监视模型，将用于监视机器人的可动作范围的监视区域设定为与机器人的坐标系平行，将结构点的位置变换为与机器人的坐标系不同的坐标系中的位置，所述结构点是机器人监视模型中包含的任意的点(ST9)，使用变换后的结构点的位置，判定机器人监视模型是否与监视区域的边界面接触(ST6)，在接触的情况下使机器人的动作停止(ST8)。

Robot Control Method and Robot

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人控制方法以及机器人
本专利技术涉及用于监视机器人的动作的区域的设定方法以及利用该方法的机器人。
技术介绍
在使用了机器人的生产系统中，机器人和人经常共同进行作业。例如，1台焊接机器人交替地焊接两个焊接对象物，在焊接机器人对一方的焊接对象物进行焊接的期间由人更换另一方的焊接对象物的作业，相当于上述共同进行作业的情形。在这样的作业中，进行不使机器人误进入人动作的区域那样的安全对策。在该安全对策中，如图11所示，设定覆盖机器人100以及附带设备的球状或者胶囊状的三维模型200(以下称为“机器人监视模型200”)，进而，设定机器人能够动作的安全区域300和机器人不能动作的非安全区域400。然后，监视机器人监视模型200的空间上的位置，在机器人监视模型200要进入非安全区域的情况下使机器人的动作停止。这些区域由用于操作机器人的控制器来设定。例如，在专利文献1中公开了能够容易地进行安全区域的设定的技术。在该技术中，不是通过直接的数值输入而是通过拖拽操作来进行安全区域的设定，进而还通过拖动操作来进行安全区域的移动、放大、缩小。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-59980号公报
技术实现思路
然而，在专利文献1的技术中，以机器人的坐标系的X轴、Y轴、Z轴分别与用户设备的X轴、Y轴、Z轴平行为前提，以包含机器人的可动范围整体的方式设定安全区域。因此，在机器人的坐标系的X轴、Y轴、Z轴不与用户设备的X轴、Y轴、Z轴平行的情况下，也会以包含机器人的可动范围整体的方式设定安全区域。于是，不得不使安全区域变大，在该安全区域内会出现本来不需要的多余的非安全区域，机器人能够动作的区域的比率降低。因此，本专利技术提供能够设定与用户设备相应的适当的监视区域的机器人控制方法。为了解决上述课题，本专利技术的机器人控制方法的特征在于，设定覆盖机器人的至少一部分的机器人监视模型，将用于监视机器人的可动作范围的监视区域设定为与机器人的坐标系平行，将结构点的位置变换为与机器人的坐标系不同的坐标系中的位置，所述结构点是机器人监视模型中包含的任意的点，使用变换后的结构点的位置，判定机器人监视模型是否与监视区域的边界面接触，在接触的情况下使机器人的动作停止。根据上述结构，本专利技术的机器人控制方法能够设定与用户设备相应的适当的监视区域。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式中的机器人的概要结构的图。图2是本专利技术的实施方式中的机器人控制方法的流程图。图3A是用于说明本专利技术的实施方式中的球模型的图。图3B是用于说明本专利技术的实施方式中的胶囊模型的图。图4是用于说明本专利技术的实施方式中的机器人监视模型的图。图5是用于说明本专利技术的实施方式中的监视区域的图。图6A是用于说明本专利技术的实施方式中的机器人监视模型与监视区域的接触的图。图6B是用于说明本专利技术的实施方式中的机器人监视模型与监视区域的接触的图。图6C是用于说明本专利技术的实施方式中的机器人监视模型与监视区域的接触的图。图7是用于说明本专利技术的实施方式中的机器人坐标系和用户坐标系的图。图8A是用于说明机器人监视模型与监视区域的关系的图。图8B是用于说明机器人监视模型与监视区域的关系的图。图9是用于说明机器人坐标系和用户坐标系的设定的图。图10是用于说明将监视区域以用户坐标系为基础进行了旋转变换的情况的图。图11是用于说明机器人监视模型与监视区域的关系的图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示本实施方式中的机器人的概要结构的图。机器人具有：机器人主体1，具备具有6轴关节的机器人臂6；控制装置2，控制机器人臂6的动作；以及连接电缆9，连接机器人主体1以及控制装置2。此外，带显示器的操作装置3与控制装置2之间进行通信，进行机器人臂6的动作设定、动作控制等。机器人主体1具备用于使机器人臂6进行动作的多个电动机4和用于检测各电动机4的旋转量的多个编码器5。机器人主体1向控制装置2反馈各电动机4的位置信息。控制装置2具有用于对控制装置2进行控制的CPU7和能够进行读取和写入的RAM8。RAM8存储机器人的操作者通过操作装置3创建的机器人的示教程序、机器人的功能设定等。此外，在RAM8中也能够保存向机器人主体1的位置指令等。此外，控制装置2具备伺服驱动器10和安全单元11。CPU7通过对伺服驱动器10进行动作指令，从而伺服驱动器10控制电动机4。此外，安全单元11接收编码器5的信息和来自CPU7的动作指令，判断编码器5是否出现了故障。接下来，对控制装置2的机器人控制方法进行说明。本实施方式中的机器人控制方法是使用机器人监视模型和监视区域来进行的、用于确保机器人的安全的方法。具体而言，在本实施方式中，机器人主体1被控制成在监视区域的内部动作。即，在机器人主体1伸出到监视区域的外部的情况下，机器人主体1的动作停止。图2是机器人控制方法的流程图。在本实施方式中，控制装置2起动机器人主体1。之后，安全单元11判定机器人监视模型与监视区域的接触，使机器人主体1停止。首先，在步骤ST1中，控制装置2起动机器人主体1，接下来在步骤ST2中，控制装置2使机器人主体1进行动作(移动、停止等)，进入步骤ST3。之后的步骤ST3～ST9是安全单元11周期性地实施的处理。在步骤ST3中，安全单元11从编码器5取得编码器数据。在步骤ST4中，安全单元11根据取得的编码器数据、电动机4的各轴的减速比、电动机原点信息来计算电动机4的角度，根据电动机4的角度进一步计算电动机4的位置。在步骤ST5中，安全单元11基于在步骤ST4中计算出的电动机位置来计算机器人的坐标系(以下称为“机器人坐标系”)中的机器人监视模型以及监视区域的位置。在此，具体说明该机器人监视模型以及监视区域的位置的计算。机器人监视模型组合多个球状的三维模型(以下称为“球模型”)和胶囊状的三维模型(以下称为“胶囊模型”)而构成，使得覆盖机器人主体1。在此，机器人监视模型是组合多个球模型以及胶囊模型而构成的立体形状的外壳。如图3A所示，球模型35由中心位置P0和球的半径R构成。如图3B所示，胶囊模型36由两个结构点P1以及P2和胶囊的半径R1构成。图4表示由多个三维模型构成的机器人监视模型。机器人主体1具有6轴的关节，各电动机4配置于第1轴位置37、第2轴位置38、第3轴位置39、第4轴位置40、第5轴位置41、第6轴位置42。而且，机器人监视模型由胶囊模型43、胶囊模型44、胶囊模型45、附带设备模型46以及工具模型47构成，使得覆盖机器人主体1。胶囊模型43覆盖第1轴位置37和第2轴位置38，半径为r1。胶囊模型44覆盖第4轴位置40和第5轴位置41，半径为r2。胶囊模型45覆盖第5轴位置41和第6轴位置42，半径为r3。附带设备模型46是覆盖附带设备的球模型，其中心位置从第3轴位置偏移的偏移量为s1，其半径为r4。工具模型47组合多个胶囊模型和球模型而构成。在图2的步骤ST5的机器人监视模型计算中，首先根据机器人臂6的长度和在步骤ST4中计算出的各轴的角度，计算各电动机在机器人坐标系中的三维上的位置。接下来，作为胶囊模型43的结构点设定第2轴位置38和第3轴位置39，设定半径r1。同样地，作为胶囊模型44的结构点设定第4轴位置40和第5轴位置41，设定半径r本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人控制方法，设定机器人监视模型，该机器人监视模型是覆盖机器人的至少一部分的区域，将用于监视所述机器人的可动作范围的监视区域设定为与所述机器人的坐标系平行，将结构点的位置变换为与所述机器人的坐标系不同的坐标系中的位置，所述结构点是所述机器人监视模型中包含的任意的点，使用变换后的所述结构点的位置，判定所述机器人监视模型是否与所述监视区域的边界面接触，在接触的情况下使所述机器人的动作停止。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.13 JP 2017-0237481.一种机器人控制方法，设定机器人监视模型，该机器人监视模型是覆盖机器人的至少一部分的区域，将用于监视所述机器人的可动作范围的监视区域设定为与所述机器人的坐标系平行，将结构点的位置变换为与所述机器人的坐标系不同的坐标系中的位置，所述结构点是所述机器人监视模型中包含的任意的点，使用变换后的所述结构点的位置，判定所述机器人监视模型是否与所述监视区域的边界面接触，在接触的情况下使所述机器人的动作...

【专利技术属性】
技术研发人员：衣笠靖启，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP