[發(fā)明專利]生成具有曲線部的軌道的機(jī)器人的軌道生成裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610146859.2
• 申請(qǐng)日: 2016-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN105983968B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杉生憲司
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 發(fā)那科株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11243
• 代理人: 張敬強(qiáng),嚴(yán)星鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生成機(jī)器人的軌道的軌道生成裝置。

背景技術(shù)

機(jī)器人被控制為沿著預(yù)先生成的軌道移動(dòng)。機(jī)器人的軌道能夠由軌道生成裝置生成。軌道生成裝置基于作業(yè)者指定的示教點(diǎn)以及速度生成軌道。例如，作業(yè)者將預(yù)先生成的示教點(diǎn)輸入至軌道生成裝置。然后，軌道生成裝置以通過示教點(diǎn)或者示教點(diǎn)的附近的方式生成軌道。

然而，若沿著由軌道生成裝置生成的軌道以被指定的速度驅(qū)動(dòng)機(jī)器人，則存在施加于機(jī)器人的負(fù)載變大的情況。在現(xiàn)有技術(shù)中，公知有在施加于機(jī)器人的負(fù)載變大的情況下，使機(jī)器人的速度降低。

日本特開平10－69310號(hào)公報(bào)公開了求出在機(jī)器人前端部通過示教點(diǎn)的內(nèi)側(cè)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)的移動(dòng)速度，來計(jì)算相對(duì)于被記錄在示教點(diǎn)數(shù)據(jù)的移動(dòng)速度的減速率的機(jī)器人的軌道生成裝置。公開了在機(jī)器人的動(dòng)作時(shí)，根據(jù)內(nèi)轉(zhuǎn)部的減速率，使機(jī)器人減速動(dòng)作。

日本特開2014－14876號(hào)公報(bào)公開了將機(jī)器人臂的可動(dòng)范圍分成多個(gè)空間，設(shè)定加加速度的限制值以使各個(gè)空間中的負(fù)載扭矩在允許范圍內(nèi)的機(jī)器人控制裝置。而且，公開了運(yùn)算部以通過所指定的軌跡的方式生成電動(dòng)馬達(dá)的指令值。

加速以及減速的情況、方向變化的情況等負(fù)載施加于機(jī)器人。例如，較大的力施加于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的關(guān)節(jié)部的驅(qū)動(dòng)裝置的變速機(jī)。尤其是與驅(qū)動(dòng)軌道為直線狀的部分的情況相比，在驅(qū)動(dòng)軌道為曲線狀的部分的情況下，較大的負(fù)載施加于機(jī)器人。若在過大的負(fù)載施加于機(jī)器人的狀態(tài)下繼續(xù)動(dòng)作，則存在機(jī)器人的壽命變短這樣的問題。

如上述的日本特開平10－69310號(hào)公報(bào)所記載的那樣，在負(fù)載較大的情況下，能夠使機(jī)器人減速而減少負(fù)載。尤其在軌道為曲線狀的部分中，能夠使機(jī)器人減速而減少負(fù)載。然而，若使機(jī)器人的速度降低，則存在機(jī)器人的周期時(shí)間變長這樣的問題。即，存在機(jī)器人的作業(yè)時(shí)間變長這樣的問題。

另一方面，存在與軌道的精度相比作業(yè)者更想加快機(jī)器人的速度的情況。即，存在優(yōu)選即使多少離開所希望的示教點(diǎn)也盡量不減少速度地驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的情況。尤其為了在施加于機(jī)器人的負(fù)載變大的軌道為曲線狀的部分中減速率變大，而優(yōu)選在軌道為曲線狀的部分中加快機(jī)器人的動(dòng)作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的機(jī)器人的軌道生成裝置具備：基準(zhǔn)軌道生成部，其基于多個(gè)基準(zhǔn)示教點(diǎn)生成具有曲線部的基準(zhǔn)軌道；以及負(fù)載判定部，其在使機(jī)器人沿著基準(zhǔn)軌道動(dòng)作的情況下計(jì)算施加于預(yù)先規(guī)定的機(jī)器人的構(gòu)成部件的負(fù)載，將負(fù)載與預(yù)先規(guī)定的負(fù)載判定值相比較。機(jī)器人的軌道生成裝置具備：速度減少部，其在負(fù)載大于負(fù)載判定值的情況下，將機(jī)器人的速度減少到負(fù)載成為負(fù)載判定值以下的速度；比較軌道生成部，其在速度被速度減少部減少了的情況下，設(shè)定變更了基準(zhǔn)示教點(diǎn)的位置之后的比較示教點(diǎn)，并基于比較示教點(diǎn)生成比較軌道；以及軌道選擇部，其對(duì)比較軌道的通過時(shí)間和基準(zhǔn)軌道的通過時(shí)間進(jìn)行比較，選擇通過時(shí)間短的軌道。

在上述發(fā)明中，也能夠比較軌道生成部以在曲線部中比較軌道的曲率半徑比基準(zhǔn)軌道的曲率半徑大的方式設(shè)定比較示教點(diǎn)。

在上述發(fā)明中，也能夠比較軌道生成部基于預(yù)先規(guī)定的軌道的允許條件生成比較軌道，軌道的允許條件是從基準(zhǔn)示教點(diǎn)到比較軌道的距離小于預(yù)先規(guī)定的判定值。

在上述發(fā)明中，也能夠比較軌道生成部基于預(yù)先規(guī)定的軌道的允許條件生成比較軌道，軌道的允許條件是基準(zhǔn)軌道與比較軌道的距離小于預(yù)先規(guī)定的判定值。

在上述發(fā)明中，也能夠負(fù)載是施加于構(gòu)成部件的扭矩，負(fù)載判定部根據(jù)機(jī)器人的各軸的加速度計(jì)算扭矩。

在上述發(fā)明中，也能夠負(fù)載是施加于構(gòu)成部件的扭矩的變化率，負(fù)載判定部根據(jù)機(jī)器人的各軸的沖擊躍度計(jì)算扭矩的變化率。

附圖說明

圖1是實(shí)施方式中的機(jī)器人系統(tǒng)的框圖。

圖2是對(duì)實(shí)施方式中的第一基準(zhǔn)軌道進(jìn)行說明的概略圖。

圖3是對(duì)實(shí)施方式中的第一比較軌道進(jìn)行說明的概略圖。

圖4是對(duì)設(shè)定比較示教點(diǎn)時(shí)的第一移動(dòng)方向進(jìn)行說明的概略圖。

圖5是對(duì)設(shè)定比較示教點(diǎn)時(shí)的第二移動(dòng)方向進(jìn)行說明的概略圖。

圖6是對(duì)生成比較軌道時(shí)的第一軌道的允許條件進(jìn)行說明的概略圖。

圖7是對(duì)生成比較軌道時(shí)的第二軌道的允許條件進(jìn)行說明的概略圖。

圖8是實(shí)施方式中的生成機(jī)器人的軌道的第一控制的流程圖。

圖9是實(shí)施方式中的生成機(jī)器人的軌道的第二控制的流程圖。

圖10是對(duì)實(shí)施方式中的第二基準(zhǔn)軌道進(jìn)行說明的概略圖。

圖11是對(duì)實(shí)施方式中的第二比較軌道進(jìn)行說明的概略圖。