[發(fā)明專利]計(jì)算掃描空間的機(jī)器人的模擬裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710081482.1
• 申請(qǐng)日: 2017-02-15
• 公開（公告）號(hào): CN107088878B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武田俊也
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 發(fā)那科株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B25J9/22
• 分類號(hào): B25J9/22
• 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: 范勝杰;趙宇

本發(fā)明涉及計(jì)算掃描空間的機(jī)器人的模擬裝置。模擬裝置在執(zhí)行機(jī)器人的動(dòng)作程序時(shí)，取得在按機(jī)器人的動(dòng)作路徑的微小區(qū)間而設(shè)定的設(shè)定點(diǎn)上的機(jī)器人各驅(qū)動(dòng)軸的位置及動(dòng)作速度。模擬裝置具備停止位置推定部，其基于機(jī)器人的各驅(qū)動(dòng)軸的位置、各驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)作速度、以及作業(yè)工具的重量，推定在設(shè)定點(diǎn)上實(shí)施機(jī)器人的緊急停止時(shí)，在各驅(qū)動(dòng)軸上因慣性而進(jìn)行動(dòng)作后停止的停止位置。模擬裝置具備掃描空間計(jì)算部，其基于停止位置來(lái)計(jì)算機(jī)器人及作業(yè)工具的三維模型的掃描空間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人的模擬裝置。

背景技術(shù)

機(jī)器人能夠通過(guò)變更位置及姿態(tài)，進(jìn)行工件的運(yùn)輸或焊接等預(yù)定作業(yè)。為了使機(jī)器人配合作業(yè)地來(lái)變化位置及姿態(tài)，有時(shí)在具備機(jī)器人的機(jī)器人系統(tǒng)的周圍，為了限制作業(yè)者進(jìn)入而配置有柵欄。以在機(jī)器人動(dòng)作的期間中機(jī)器人不會(huì)接觸柵欄的方式，遠(yuǎn)離機(jī)器人地配置機(jī)器人系統(tǒng)周圍的柵欄。為了決定這樣的柵欄位置，優(yōu)選預(yù)先取得在機(jī)器人動(dòng)作時(shí)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)部件所通過(guò)的掃描空間。能夠以不與掃描空間接觸的方式來(lái)配置柵欄。

在日本特開2014-213399號(hào)公報(bào)中公開了以下方法：操作員用手抓持操縱裝置(manipulator)端部，連同機(jī)器人示教系統(tǒng)的控制一起，通過(guò)手動(dòng)操作操縱裝置來(lái)對(duì)示教點(diǎn)進(jìn)行示教。該機(jī)器人的示教方法公開了：通過(guò)操縱裝置的機(jī)身來(lái)掃描機(jī)器人周圍的空間，將掃描空間的信息記錄在機(jī)器人示教系統(tǒng)中。并且，在該方法中，公開了將掃描空間用于示教作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容

機(jī)器人有時(shí)在動(dòng)作期間中實(shí)施緊急停止。例如，機(jī)器人控制裝置在檢測(cè)出機(jī)器人接觸到人時(shí)，實(shí)施機(jī)器人的緊急停止。或者，通過(guò)由作業(yè)者按壓緊急停止按鈕，機(jī)器人控制裝置使機(jī)器人瞬時(shí)停止。

機(jī)器人具有驅(qū)動(dòng)軸，基于驅(qū)動(dòng)軸來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂等結(jié)構(gòu)部件。機(jī)器人的結(jié)構(gòu)部件通過(guò)電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)中配置有用于阻止電動(dòng)機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)器。在切斷向電動(dòng)機(jī)的供電的情況下，為了維持機(jī)器人的位置及姿態(tài)，制動(dòng)器進(jìn)行工作。

在要實(shí)施機(jī)器人的緊急停止時(shí)，制動(dòng)器進(jìn)行工作，但是由于機(jī)器人的慣性，機(jī)器人將從實(shí)施了緊急停止控制后的位置及姿態(tài)起進(jìn)一步移動(dòng)而停止。因此，在基于動(dòng)作程序而驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的期間中實(shí)施了緊急停止時(shí)，機(jī)器人有時(shí)會(huì)停止在脫離了執(zhí)行動(dòng)作程序時(shí)的正常路徑的位置。

因此，在機(jī)器人系統(tǒng)的周圍配置柵欄的情況下，不只是基于動(dòng)作程序供機(jī)器人通過(guò)的區(qū)域，還需要考慮機(jī)器人實(shí)施緊急停止而從正常路徑脫離的區(qū)域。柵欄需要以不干擾從正常路徑脫離的區(qū)域的方式來(lái)配置。在現(xiàn)有技術(shù)中，包圍機(jī)器人系統(tǒng)的柵欄將以充分遠(yuǎn)離機(jī)器人系統(tǒng)的方式來(lái)配置。因此，存在機(jī)器人系統(tǒng)的作業(yè)區(qū)域變得太大的情況。或者，在機(jī)器人實(shí)施了緊急停止時(shí)的動(dòng)作預(yù)測(cè)量較小的情況下，機(jī)器人系統(tǒng)的作業(yè)區(qū)域變小，存在當(dāng)機(jī)器人實(shí)施了緊急停止時(shí)機(jī)器人與柵欄接觸的情況。

在上述日本特開2014-213399號(hào)公報(bào)中，針對(duì)機(jī)器人動(dòng)作時(shí)的掃描空間的取得進(jìn)行了提案，但是并未考慮機(jī)器人由于緊急停止而脫離正常路徑這一情況。

本發(fā)明的模擬裝置將機(jī)器人以及安裝在機(jī)器人上的作業(yè)工具的三維模型配置在同一空間，來(lái)進(jìn)行機(jī)器人的模擬。模擬裝置具備重量取得部，其取得作業(yè)工具的重量。模擬裝置具備位置取得部，其取得在執(zhí)行機(jī)器人的動(dòng)作程序時(shí)，針對(duì)機(jī)器人的動(dòng)作路徑的每個(gè)微小區(qū)間設(shè)定的設(shè)定點(diǎn)的機(jī)器人各驅(qū)動(dòng)軸的位置。模擬裝置具備速度取得部，其取得設(shè)定點(diǎn)的各驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)作速度。模擬裝置具備停止位置推定部，其基于機(jī)器人各驅(qū)動(dòng)軸的位置、各驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)作速度、以及作業(yè)工具的重量，推定在設(shè)定點(diǎn)上實(shí)施機(jī)器人的緊急停止時(shí)，各驅(qū)動(dòng)軸由于慣性而進(jìn)行動(dòng)作后停止的停止位置。模擬裝置具備掃描空間計(jì)算部，其基于停止位置來(lái)計(jì)算機(jī)器人及作業(yè)工具的三維模型的掃描空間。