[发明专利]把持位置计算装置以及把持位置计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过计算机的离线处理来确定可由移动单元移动的多关节机械手把持工件的位置的把持位置计算装置以及把持位置计算方法。

背景技术

目前，已经在汽车的制造过程中实现了使用机械手的自动化组装，例如，通过再现预先示教的动作的示教回放动作，来实现焊接、涂装等各种处理的自动化。

另一方面，如果不仅仅是示教回放，而是能够根据工件进行不同的动作，则机械手的应用范围会更加广泛，例如，最好能把持不同形状的工件或按不同的朝向配置的工件。

作为通过机械手把持不同形状的工件的情况，日本特开2006-26875号公报记载了计算与工件的接触点最多的条件作为最佳把持条件的手段。

发明内容

日本特开2006-26875号公报记载了进行控制，使得与工件接触的接触点数最多，但是，未能对这样的条件是否是最佳把持条件进行定量评价。

本发明着眼于以上问题，目的在于提供求出在通过机械手把持工件时能够更稳定地把持工件的位置的把持位置计算装置以及把持位置计算方法。

本发明的把持位置计算装置(11)通过计算机的离线处理来确定可由移动单元(17)移动的多关节机械手(14)把持工件(16)的位置，所述把持位置计算装置包括：容许外力计算部(114)，其对于给定的把持条件计算作为表示所容许的外力大小的指标的容许外力；以及选择部(116)，其通过所述容许外力计算部(114)针对多个所述把持条件求出容许外力，选择计算出的容许外力最大的把持条件。

由此，根据作为表示所容许的外力大小的指标的容许外力来求出把持位置，从而在通过机械手把持工件时，能更稳定地进行把持。

可以根据距以在所述把持条件下所述机械手(14)的末端把持所述工件(16)的位置为基准的摩擦力的圆锥边界面、以及所述机械手(14)的末端所能产生的把持力的极限边界面的距离中的最小距离，来求出容许外力。这样，若根据摩擦力的圆锥边界面和机械手的末端所能产生的把持力的极限边界面进行判断，则能恰当地求出容许外力，更加稳定地把持工件。

另外，本发明的把持位置计算方法通过计算机的离线处理来确定可由移动单元(17)移动的多关节机械手(14)把持工件(16)的位置，包括以下步骤：第1步骤，确定所述移动单元(17)的使得所述机械手(14)能以任意姿态把持所述工件(16)的位置；第2步骤，以所述第1步骤中求出的所述移动单元(17)的位置为基准，确定在所述机械手(14)的末端把持所述工件(16)的把持位置的初始值，将该初始值作为计算对象位置；第3步骤，计算并存储容许外力，该容许外力是表示在此时的计算对象位置处把持所述工件(16)的情况下所容许的外力大小的指标；第4步骤，分别计算并存储在所述计算对象位置周围的多个附近位置处进行把持时的容许外力；以及第5步骤，在所述第3步骤和所述第4步骤之后，在所述计算对象位置处的容许外力大于等于其周围的所有所述附近位置处的容许外力的情况下，所述将计算对象位置确定为把持候选位置，在除此以外的情况下，将容许外力最大的所述附近位置更新为所述计算对象位置，进行返回所述第4步骤的判断。

这样，根据作为所容许的外力大小的指标的容许外力来求出把持位置，从而在通过机械手把持工件时能够更稳定地进行把持。另外，通过重复第4步骤和第5步骤，能求出更合适的把持位置。

可以根据距以在所述把持条件下所述机械手(14)的末端把持所述工件(16)的位置为基准的摩擦力的圆锥边界面、以及所述机械手(14)的末端所能产生的把持力的极限边界面的距离中的最小距离，来求出容许外力。

可以设定多个所述第2步骤中的初始值，并且根据该多个初始值分别执行所述第3步骤至所述第5步骤，在多个所述把持候选位置中选择容许外力最大的把持候选位置。由此可以更稳定地把持工件。

根据本发明的把持位置计算装置和把持位置计算方法，基于作为所容许的外力大小的指标的容许外力来求出把持位置，从而在通过机械手把持工件时，能够相对于外力稳定地进行把持。

附图说明

图1是作为本发明实施方式的把持位置计算装置的控制对象的把持装置的示意图。

图2是本发明实施方式的把持位置计算装置的结构框图。

图3是本发明实施方式的把持位置计算方法的流程图。

图4是示出通过四个手指把持工件的情形的图。

图5是示出根据一个初始位置求出容许外力的情形的示意图。

图6是示出根据多个初始位置求出容许外力的情形的示意图。

图7是示出与的初始位置关系的图。