[发明专利]预测机器人的着眼部位与周边物的干涉的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及在机器人的卡爪内装载的工具或者传感器等着眼部位伴随机器人的动作移动的情况下，预测在其移动路径上的着眼部位与在机器人的周围固定设置的周边设备或者栅栏等周边物的干涉的方法及装置。

背景技术

在机器人使用视觉传感器取出工件的捡拾作业的情况下，测量不能通过视觉传感器定位的工件的位置姿势，根据其测量结果，生成机器人向能够握持工件的位置姿势的移动路径。因为当工件的位置姿势变化时机器人的移动路径也变化，所以在机器人的卡爪中装载的工具或者传感器等着眼部位、与在机器人的周围固定设置的周边设备或者栅栏等周边物在移动路径上是否干涉也在变化。

在多个工件散装的情况下，对于通过视觉传感器测量的各个工件生成机器人的移动路径。理想的是对于生成的多个移动路径进行干涉预测，使机器人握持与判断为不干涉的移动路径对应的工件。这里，作为预测干涉的现有技术，有进行移动路径的移动结束位置处的机器人的着眼部位与周边物的干涉的确认的方法。例如，在日本特开2000-326280号公报中，公开了标量型机器人的干涉检查方法，这里，把关于机器人的目标位置的指令变换为各关节轴的行程值，进行关于各关节轴的行程限制的检查，同时把关于机器人的目标位置的指令变换为正交坐标空间上的位置，在正交坐标空间上进行关于上述干涉区域的检查，在确认目标位置满足上述行程限制以及关于上述干涉区域的限制的情况下，给予各关节轴动作指令。

另外，在日本特开2002-331480号公报中公开了用于避免机器人与其他物体的干涉的干涉避免装置，在其[0024]段中，记载了在机器人控制装置6的存储器中预先设定存储工具3的形状信息以及收纳箱4的形状信息和位置姿势信息、还有示教时的工件10的位置姿势Wn、工具的位置姿势Tn，根据用上述1式求出的工具的位置姿势Ta的工具形状信息、和收纳箱4的形状信息和位置姿势信息，能够判断工具3和收纳箱4是否干涉。

作为预测干涉的其他的现有技术，在日本特开2002-273675号公报中公开了示教作业自动化了的机器人的控制装置以及控制系统，这里，模拟机器人对于预定作业的动作，检查有无与作业路径中的部件的干涉，在判定为机器人臂或者在其尖端安装的工具与部件干涉的情况下，如果干涉区间长度不超过预定值，则在干涉位置分断机器人的作业路径，在该分断的作业路径内使机器人动作。

另外，作为其他的现有技术，在日本特开平9-27046号公报中，公开了一种干涉检查方法：生成非凸多面体的凸包，进行该凸包与其他物体间的干涉检查，在干涉开始时，解除凸包，进行上述非凸多面体与其他物体间的干涉检查，该方法具有下述步骤：把构成非凸多面体的顶点分割为第一轴(例如X轴)的坐标值的差为零或者微小量ε以内的多个顶点组的步骤；针对各顶点组在第二-第三轴平面(例如YZ平面)上生成二维凸包的步骤；合并邻接的二维凸包生成三维凸包，以后依次合并邻接的三维凸包生成目的的非凸多面体的凸包的步骤。

进而作为其他的现有技术，在日本特开2004-280635号公报中公开了一种模拟多个机器人的动作的模拟装置，该模拟装置具有轨迹信息记录单元，用于记录表示每一台机器人模型的一定时间动作的轨迹的形状的多个多面体的坐标值和模拟时刻；和干涉检测单元，用于分别在数据表(spread sheet)内输入表示上述多个机器人的轨迹的形状的多个多面体的三维坐标值和时刻，通过计算检测在多个表间的相同时刻空间干涉的多面体。

在日本特开2000-326280号公报或者日本特开2002-331480号公报中记载的技术，即使能够确认移动结束位置处的干涉，而确认、预测移动路径上的干涉也困难。例如，在日本特开2002-331480号公报的图2中，表示在取出位于收纳箱4中的工件7时的工具3的移动路径，虽然在移动结束时刻T4时工具3和收纳箱4不干涉，但是在移动中的时刻T2和T3之间工具3和收纳箱4有时干涉。

另外，日本特开2002-273675号公报中记载的技术，为以高的精度预测生成的移动路径上的干涉，对于移动路径上的全部插补位置，逐次检查机器人的着眼部位与周边物是否干涉。但是在该技术中，计算时间过长，认为不适合在机器人动作中实时地预测干涉。

日本特开平9-27046号公报中记载的技术，是在预测干涉时利用所谓的凸包的技术，但是这是预测处于静止状态的多面体之间干涉的技术，不能应用于移动的多面体。