特許 7691385 軌道計画装置及び軌道計画方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-06-03

(45)【発行日】2025-06-11

(54)【発明の名称】軌道計画装置及び軌道計画方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/00 20060101AFI20250604BHJP

   B25J 9/22 20060101ALI20250604BHJP

   G05B 19/4093 20060101ALI20250604BHJP

【ＦＩ】

B25J13/00 Z

B25J9/22 A

G05B19/4093 E

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022030023

(22)【出願日】2022-02-28

(65)【公開番号】P2023125754

(43)【公開日】2023-09-07

【審査請求日】2024-06-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001678

【氏名又は名称】藤央弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】林 直宏

(72)【発明者】

【氏名】中須 信昭

【審査官】松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－００３７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０３４５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０５５４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０６５９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１３１９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０４９５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６２６６１０４（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２

Ｇ０５Ｂ １９／１８－１９／４１６

Ｇ０５Ｂ １９／４２－１９／４２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

演算部と、記憶部と、を有する軌道計画装置であって、
前記記憶部は、複数の部品に対する作業の順序を示す順序情報と、前記複数の部品に対する作業におけるピック位置及びプレイス位置を含む目標位置情報と、複数のロボットの構造を示す構造情報と、を保持し、
前記順序情報は、作業の順序を交換可能な複数の前記部品からなる半順序グループを特定する情報を含み、
前記演算部は、
前記順序情報が示す順序に従って前記複数の部品に対する作業が実行されるように、前記複数の部品に対する作業を複数のロボットに割り当て、
前記複数のロボットの各々について、前記目標位置情報及び前記構造情報に基づいて、前記割り当てられた部品に対する作業を行うための軌道計画を生成し、
前記複数のロボット間で干渉が発生する場合、それぞれ異なる方法で干渉を回避する軌道計画を含む複数の軌道計画を生成し、
前記複数の軌道計画について計算された作業時間の長さに基づいて、前記複数の軌道計画のいずれかを選択し、
前記複数の軌道計画は、前記半順序グループに属する前記複数の部品の作業の順序を変更することによって生成された複数の軌道計画を含むことを特徴とする軌道計画装置。

【請求項2】

請求項１に記載の軌道計画装置であって、
前記複数の軌道計画は、前記干渉が発生する二つのロボットのうち一方のロボットが他方のロボットを迂回することによって前記干渉を回避する軌道計画を含むことを特徴とする軌道計画装置。

【請求項3】

請求項２に記載の軌道計画装置であって、
前記軌道計画は、時刻ごとの前記ロボットの経由点の姿勢を示す情報を含み、
前記演算部は、前記一方のロボットの前記経由点のうち、前記他方のロボットとの干渉が発生する前記経由点の一つ前の時刻の前記経由点からの移動方向を、前記一方のロボットの移動可能範囲内であって、前記他方のロボットの移動方向と反対の方向の成分を含む方向に変更することによって、前記干渉を回避する軌道計画を生成することを特徴とする軌道計画装置。

【請求項4】

請求項３に記載の軌道計画装置であって、
前記演算部は、前記他方のロボットとの干渉が発生する前記経由点の一つ前の時刻の前記経由点からの移動方向を変更しても、前記他方のロボットとの干渉が解消されない場合、さらに前の時刻の前記経由点からの移動方向を、前記一方のロボットの移動可能範囲内であって、前記他方のロボットの移動方向と反対の方向の成分を含む方向に変更することによって、前記干渉を回避する軌道計画を生成することを特徴とする軌道計画装置。

【請求項5】

請求項２に記載の軌道計画装置であって、
前記複数の軌道計画は、前記一方のロボットが減速することによって前記干渉を回避する軌道計画、及び、前記一方のロボットが一時停止することによって前記干渉を回避する軌道計画の少なくともいずれかをさらに含むことを特徴とする軌道計画装置。

【請求項6】

演算部と、記憶部と、を有する軌道計画装置であって、
前記記憶部は、複数の部品に対する作業の順序を示す順序情報と、前記複数の部品に対する作業におけるピック位置及びプレイス位置を含む目標位置情報と、複数のロボットの構造を示す構造情報と、を保持し、
前記演算部は、
前記順序情報が示す順序に従って前記複数の部品に対する作業が実行されるように、前記複数の部品に対する作業を複数のロボットに割り当て、
前記複数のロボットの各々について、前記目標位置情報及び前記構造情報に基づいて、前記割り当てられた部品に対する作業を行うための軌道計画を生成し、
前記複数のロボット間で干渉が発生する場合、それぞれ異なる方法で干渉を回避する軌道計画を含む複数の軌道計画を生成し、
前記複数の軌道計画について計算された作業時間の長さに基づいて、前記複数の軌道計画のいずれかを選択し、
前記複数の軌道計画は、前記干渉が発生する二つのロボットのうち一方のロボットが他方のロボットを迂回することによって前記干渉を回避する軌道計画を含み、
前記一方のロボットは、前記干渉が発生する二つのロボットのうち、前記干渉が発生する時刻に行われている前記部品に対する作業の開始時刻が遅い方のロボットであることを特徴とする軌道計画装置。

【請求項7】

演算部と、記憶部と、を有する軌道計画装置であって、
前記記憶部は、複数の部品に対する作業の順序を示す順序情報と、前記複数の部品に対する作業におけるピック位置及びプレイス位置を含む目標位置情報と、複数のロボットの構造を示す構造情報と、を保持し、
前記順序情報は、作業の順序を交換可能な複数の前記部品からなる半順序グループを特定する情報を含み、
前記演算部は、
前記順序情報が示す順序に従って前記複数の部品に対する作業が実行されるように、前記複数の部品に対する作業を複数のロボットに割り当て、
前記複数のロボットの各々について、前記目標位置情報及び前記構造情報に基づいて、前記割り当てられた部品に対する作業を行うための軌道計画を生成し、
前記複数のロボット間で干渉が発生する場合、それぞれ異なる方法で干渉を回避する軌道計画を含む複数の軌道計画を生成し、
前記複数の軌道計画について計算された作業時間の長さに基づいて、前記複数の軌道計画のいずれかを選択し、
前記複数の軌道計画は、前記干渉が発生する二つのロボットのうち一方のロボットが他方のロボットを迂回することによって前記干渉を回避する軌道計画を含み、
前記干渉が発生する二つのロボットにおいて、前記干渉が発生する時刻に行われている作業の対象の前記部品が同一の前記半順序グループに属し、かつ、前記作業の開始時刻が同一である場合、前記一方のロボットは、前記干渉が発生する二つのロボットのうち、前記干渉が発生する時刻に行われている前記作業の対象の前記部品との距離が近い方のロボットであることを特徴とする軌道計画装置。

【請求項8】

請求項１に記載の軌道計画装置であって、
前記複数の軌道計画は、前記複数のロボットの各々への前記部品に対する作業の割り当てが異なる複数の軌道計画を含むことを特徴とする軌道計画装置。

【請求項9】

請求項１に記載の軌道計画装置であって、
前記演算部は、前記複数の軌道計画のうち、前記計算された作業時間が最短の軌道計画を選択することを特徴とする軌道計画装置。

【請求項10】

請求項１に記載の軌道計画装置であって、
表示装置に接続され、
前記演算部は、前記複数の軌道計画に基づく前記ロボットの動作の少なくともいずれかを表示するためのデータを前記表示装置に送信することを特徴とする軌道計画装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の軌道計画装置であって、
前記演算部は、前記複数の軌道計画のうち、前記計算された作業時間が最短の軌道計画に基づく前記ロボットの動作、又は、ユーザによって選択された軌道計画に基づく前記ロボットの動作の少なくともいずれかを表示するためのデータを前記表示装置に送信することを特徴とする軌道計画装置。

【請求項12】

請求項１０に記載の軌道計画装置であって、
ユーザによる操作を受け付ける操作機器に接続され、
前記演算部は、前記操作機器を介して前記ユーザから入力された情報に基づいて、前記軌道計画を変更することを特徴とする軌道計画装置。

【請求項13】

演算部と、記憶部と、を有する軌道計画装置が実行する軌道計画方法であって、
前記記憶部は、複数の部品に対する作業の順序を示す順序情報と、前記複数の部品に対する作業におけるピック位置及びプレイス位置を含む目標位置情報と、複数のロボットの構造を示す構造情報と、を保持し、
前記順序情報は、作業の順序を交換可能な複数の前記部品からなる半順序グループを特定する情報を含み、
前記軌道計画方法は、
前記演算部が、前記順序情報が示す順序に従って前記複数の部品に対する作業が実行されるように、前記複数の部品に対する作業を複数のロボットに割り当てる手順と、
前記演算部が、前記複数のロボットの各々について、前記目標位置情報及び前記構造情報に基づいて、前記割り当てられた部品に対する作業を行うための軌道計画を生成し、前記複数のロボット間で干渉が発生する場合、それぞれ異なる方法で干渉を回避する軌道計画を含む複数の軌道計画を生成する手順と、
前記演算部が、前記複数の軌道計画について計算された作業時間の長さに基づいて、前記複数の軌道計画のいずれかを選択する手順と、を含み、
前記複数の軌道計画は、前記半順序グループに属する前記複数の部品の作業の順序を変更することによって生成された複数の軌道計画を含むことを特徴とする軌道計画方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数ロボットの軌道計画技術に関する。

【背景技術】

【0002】

生産環境変動に即応するフレキシブルラインでは、ロボットへの作業割当や、複数ロボットが相互干渉しない軌道を動的に変更することが求められている。本技術分野の背景技術として、特開２０１９－１９３９７５号公報（特許文献１）がある。この公報には、「実環境で複数台のロボットアームを動作させる時、その通過領域が互いに交差する可能性を著しく低減できるようロボット軌道生成を行う。複数のロボットアームの軌道の始点および終点を含む動作指令リストを生成する（軌道定義データ生成行程）。動作指令リストに基づき各々の軌道生成を行う順序を決定する（生成順序決定行程）。動作指令リスト中の特定のロボットアームに関し、始点および終点に基づき、障害物メモリに他のロボットアームの軌道生成に関して登録された障害物空間を回避するよう、軌道生成を行う（軌道生成行程）。生成軌道で当該ロボットアームを動作させた際、当該アームの躯体によって掃引される掃引空間を、他のロボットアームが回避すべき障害物空間として障害物メモリに追加する（障害物登録行程）。」と記載されている（要約参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１９３９７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１には、複数のロボットアームが同作業エリアで動作する環境で、同タイミングに作業する他ロボットの移動領域全てを迂回するように軌道を生成することが記載されている。しかし、特許文献１の手法では、他ロボットの時刻ごとの位置を考慮せず遠回りする軌道を生成するため、作業時間が伸び、生産性が低下する。また、軌道で実現する作業の前提となる、複数ロボットに対する部品割当や組立順序の作業時間が短くなる最適な組合せは考慮されていない。

【0005】

そこで本発明は、生産計画変更に応じて、複数の干渉回避軌道の中から、作業時間を考慮して最適なロボット軌道を選択することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、演算部と、記憶部と、を有する軌道計画装置であって、前記記憶部は、複数の部品に対する作業の順序を示す順序情報と、前記複数の部品に対する作業におけるピック位置及びプレイス位置を含む目標位置情報と、複数のロボットの構造を示す構造情報と、を保持し、前記順序情報は、作業の順序を交換可能な複数の前記部品からなる半順序グループを特定する情報を含み、前記演算部は、前記順序情報が示す順序に従って前記複数の部品に対する作業が実行されるように、前記複数の部品に対する作業を複数のロボットに割り当て、前記複数のロボットの各々について、前記目標位置情報及び前記構造情報に基づいて、前記割り当てられた部品に対する作業を行うための軌道計画を生成し、前記複数のロボット間で干渉が発生する場合、それぞれ異なる方法で干渉を回避する軌道計画を含む複数の軌道計画を生成し、前記複数の軌道計画について計算された作業時間の長さに基づいて、前記複数の軌道計画のいずれかを選択し、前記複数の軌道計画は、前記半順序グループに属する前記複数の部品の作業の順序を変更することによって生成された複数の軌道計画を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様によれば、ロボット間の干渉を回避し、作業時間の短縮と教示工数削減を実現する軌道計画を生成することができる。

【0008】

上記の以外の課題、構成、及び効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施例の軌道計画装置の全体構成の例を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施例の軌道計画装置における軌道生成処理の流れの例を示すフローチャートである。

【図3】本発明の実施例の作業割当部の処理の流れの例を示すフローチャートである。

【図4】本発明の実施例の組立半順序情報記憶部から取得される組立半順序情報の例を示す説明図である。

【図5】本発明の実施例の作業優先度設定部の処理の流れの例を示すフローチャートである。

【図6】本発明の実施例の部品別ロボット目標位置情報記憶部から取得される部品別ロボット目標位置情報の例を示す説明図である。

【図7】本発明の実施例の作業優先度設定部による各部品の作業開始時刻の算出結果の例の説明図である。

【図8】本発明の実施例の優先度付きタイプ別軌道計画情報の例を示す説明図である。

【図9】本発明の実施例の回避方法別軌道計画部の処理の流れの例を示すフローチャートである。

【図10】本発明の実施例の回避方法別軌道計画部による他ロボットの軌道計画の切り分けの例を示す説明図である。

【図11】本発明の実施例の回避方法別軌道計画部が干渉回避軌道を生成する処理の詳細の例を示すフローチャートである。

【図12】本発明の実施例の回避方法別軌道計画部が生成する到達位置の例を示す説明図である。

【図13】本発明の実施例の動作選択部の処理の流れの例を示すフローチャートである。

【図14】本発明の実施例の画面表示装置が表示する画面の例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係る軌道計画装置について、図面を参照しつつ、実施形態に基づいて説明する。

【0011】

図１は、本発明の実施例における軌道計画装置の全体構成の例を示すブロック図である。

【0012】

図１に示すように、軌道計画装置１０は、作業割当部２０と、作業優先度設定部３０と、回避方法別軌道計画部４０と、作業割当組立順序変更部５０と、動作選択部６０と、生成軌道表示部７０と、通信部８０と、セル構造情報記憶部９０と、組立半順序情報記憶部１００と、部品別ロボット目標位置情報記憶部１１０と、優先度付きタイプ別軌道計画情報記憶部１２０と、軌道計画情報記憶部１３０とを備える。

【0013】

作業割当部２０は、セル構造情報と、部品別ロボット目標位置情報と、交換可能な組立順序を表現した組立半順序情報と、に基づいて、候補案としての作業割当情報を生成する。作業優先度設定部３０は、複数のロボットが同時に作業する場合、回避するロボットの優先度を、組立半順序情報から判別し、ロボット同士の干渉を考慮しない優先度付き初期の軌道計画情報を生成する。回避方法別軌道計画部４０は、セル構造情報と部品別ロボット目標位置情報と組立半順情報とに基づいて、回避方法ごとの候補軌道計画を生成する。

【0014】

作業割当組立順序変更部５０は、組立半順序情報に基づいてロボットへの作業割当及び組立順序のパターンを変更する。動作選択部６０は、生成された各回避方法の軌道計画と作業割当と組立順序変更のパターンから、最短の作業時間になるパターンを選択する。生成軌道表示部７０は、生成した軌道を画面に表示する。通信部８０は、画面表示装置１３及び画面操作機器１４と接続する。

【0015】

セル構造情報記憶部９０には、ラインの複腕ロボットセルのモデルが記述されたセル構造情報が記憶される。組立半順序情報記憶部１００には、組立半順序と呼ぶ製品のいずれかの部品どちらを先に組み付けてもよいという情報と、各部品の組立順序番号と、各部品を担当するロボット名が記述された情報情報と、が記憶される。部品別ロボット目標位置情報記憶部１１０には、各部品を操作する時のロボット目標位置を表す部品別ロボット目標位置情報が記憶される。優先度付きタイプ別軌道計画情報記憶部１２０には、ロボット同士の干渉を考慮せず生成した軌道または回避方法ごとの優先度付きタイプ別軌道計画情報が記憶される。軌道計画情報記憶部１３０には、選択された作業割当および組立順序で使用される軌道計画が保存される軌道計画情報が記憶される。

【0016】

軌道計画装置１０は、例えば演算部１１、記憶部１２および通信部８０を有する計算機によって実現されてもよい。この例において、演算部１１は、記憶部１２に格納されたプログラムを実行するプロセッサである。作業割当部２０、作業優先度設定部３０、回避方法別軌道計画部４０、作業割当組立順序変更部５０、動作選択部６０および生成軌道表示部７０は、演算部１１がプログラムを実行することによって実現される。

【0017】

また、記憶部１２は、例えばＤＲＡＭ等の主記憶装置及びハードディスクドライブ又はソリッドステートドライブ等の補助記憶装置を含み、演算部１１が実行するプログラム及び演算部１１の処理に使用されるデータ等を格納する。セル構造情報記憶部９０、組立半順序情報記憶部１００、部品別ロボット目標位置情報記憶部１１０、優先度付きタイプ別軌道計画情報記憶部１２０および軌道計画情報記憶部１３０は、記憶部１２内の記憶領域である。

【0018】

画面表示装置１３は、軌道計画装置１０を実現する計算機に含まれる装置であってもよいし、軌道計画装置１０を実現する計算機と通信する別の計算機に含まれる装置であってもよい。画面操作機器１４は、例えばキーボード、マウス又はタッチセンサ等、情報を入力するための機器を含む。画面操作機器１４は、軌道計画装置１０を実現する計算機に含まれる装置であってもよいし、軌道計画装置１０を実現する計算機と通信する別の計算機に含まれる装置であってもよい。また、画面操作機器１４は、例えばいわゆるタッチパネルのように、画面表示装置１３と一体化されていてもよい。

【0019】

図２は、本発明の実施例の軌道計画装置１０における軌道生成処理の流れの例を示すフローチャートである。以下、図１および図２を参照しながら、軌道計画装置１０における処理の流れについて、説明する。

【0020】

＜作業割当部＞
図２に示す第１の手順では、作業割当部２０が、作業対象ロボットが記述されたセル構造情報と組立対象部品が記述された組立半順序情報内の組立半順序の情報から、各部品を担当するロボットを組立半順序情報に出力する（ステップＳ１００）。

【0021】

作業割当部２０の処理によって、各ロボットが作業担当する部品割当を初期案として自動生成できる。そのため、ユーザの作業割当設計工数を低減することができる。

【0022】

図３は、本発明の実施例の作業割当部２０の処理の流れの例を示すフローチャートである。

【0023】

図３を参照して、図２のステップＳ１００における作業割当処理の詳細を説明する。図３に示すように、作業割当部２０は、事前にセル構造情報記憶部９０に記憶されたセル構造情報と、組立半順序情報記憶部１００に記憶された組立半順序情報とを基に、作業割当情報を生成する。

【0024】

まず、ステップＳ１０１で、作業割当部２０が、セル構造情報記憶部９０から、セル構造情報を取得する。

【0025】

ここで、セル構造情報の形式は限定されないが、ここでは、一例として、セルを構成するロボット、台座および治具等の、部品構成、位置および３次元ポリゴン情報（ＳＴＬ、ＤＡＥ形式など）を含む電子図面情報（３ＤＣＡＤなど）をセル構造情報として用いた例を説明する。

【0026】

次に、ステップＳ１０２で、作業割当部２０が、組立半順序情報記憶部１００から、組立半順序情報を取得する。

【0027】

図４は、本発明の実施例の組立半順序情報記憶部１００から取得される組立半順序情報の例を示す説明図である。

【0028】

組立半順序情報の一例である組立半順序情報テーブル１００ａは、部品名欄１００ｂと、組立半順序部品グループ番号欄１００ｃと、組立順序番号欄１００ｄと、作業割当ロボット名欄１００ｅと、を有する。

【0029】

部品名欄１００ｂには、組立対象部品の部品名を識別する情報が格納される。

【0030】

組立半順序部品グループ番号欄１００ｃには、部品名欄１００ｂで特定される部品が属する組立半順序部品グループ番号を特定する情報が格納される。

【0031】

組立順序番号欄１００ｄには、部品名欄１００ｂで特定される部品の組立順序の番号を特定する情報が格納される。

【0032】

作業割当ロボット名欄１００ｅには、部品名欄１００ｂで特定される部品の作業に割り当てられたロボット名を特定する情報が格納される。

【0033】

ここで、組立半順序部品グループは、組立半順序部品グループ番号順に組み立てなければならないが、各組立半順序グループ内に属する部品はどの順番で組み立ててもよいとする。図４の例では、組立半順序グループ番号１～４までは、グループに属する部品がそれぞれ部品Ａ～Ｄの１個しかないため、部品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に組み立て、組立半順序グループ番号５に属する部品Ｅと部品Ｆはどちらを先に組み立ててもよいことを表している。以下の説明では、仮に部品Ｆ、Ｅの順で組み立てる例を示す。

【0034】

次に、ステップＳ１０３で、作業割当部２０が、セル構造情報と組立半順序情報を基に、初期案となるロボットへの作業割当を生成する。

【0035】

ここで、作業割当方法として、各ロボットに近い距離にある部品を割り当てる方法、または、各ロボットが物体干渉を考慮せずに各部品の組立作業をした場合の作業時間を計算し、作業時間が短かったロボットへ部品を割り当てる方法など。一般的な方法を用いることができる。ただし、作業割当の方法はこれらに限定されず、任意の方法を用いることができる。

【0036】

次に、ステップＳ１０４で、作業割当部２０が、組立半順序情報記憶部１００に作業割当ロボット名を入力した組立半順序情報を出力する。

【0037】

その後、作業割当処理のフローチャートの実行が終了する。

【0038】

以降の作業優先度設定部３０によるステップＳ２００からＳ６までの処理では、組立順序変更可能な組立半順序部品グループごとに、軌道計画及び作業割当の変更、並びに、組立順序の変更が処理される。

【0039】

＜作業優先度設定部＞
図２に示すステップＳ２００では、作業優先度設定部３０が、あるロボットに割り当てられた部品の組立作業時に、回避せねばならない他ロボットおよび部品の軌道を設定する。

【0040】

作業優先度設定部３０は、まず、ロボット同士の干渉を考慮せず生成した初期タイプの軌道の作業時間を用いることによって、自動的に回避せねばならない他ロボットおよび部品の軌道を自動設定することができる。これを設定することによって、優先度の高いロボットの作業時間が回避動作によって伸びることを防ぎ、より短い作業時間で組立作業をする軌道計画を自動生成することができる。

【0041】

図５は、本発明の実施例の作業優先度設定部３０の処理の流れの例を示すフローチャートである。

【0042】

図５を参照して、ステップＳ２００における作業優先度設定処理の詳細を説明する。図５に示すように、作業優先度設定部３０は、セル構造情報記憶部９０に記憶されたセル構造情報と、組立半順序情報記憶部１００に記憶された組立半順序情報と、部品別ロボット目標位置情報記憶部１１０に記憶された部品別ロボット目標位置情報とを基に、作業優先度を生成する。

【0043】

まず、ステップＳ２０１で、作業優先度設定部３０が、組立半順序情報記憶部１００から組立半順序情報を、セル構造情報記憶部９０からセル構造情報を、部品別ロボット目標位置情報記憶部１１０から部品別ロボット目標位置情報を、作業割当情報記憶部から作業割当情報を取得する。

【0044】

図６は、本発明の実施例の部品別ロボット目標位置情報記憶部１１０から取得される部品別ロボット目標位置情報の例を示す説明図である。

【0045】

部品別ロボット目標位置情報の一例である部品別ロボット目標位置情報テーブル１１０ａは、部品名欄１１０ｂと、ピック位置ｘ欄１１０ｃと、ピック位置ｙ欄１１０ｄと、ピック位置ｚ欄１１０ｅと、プレイス位置ｘ欄１１０ｆと、プレイス位置ｙ欄１１０ｇと、プレイス位置ｚ欄１１０ｈと、を有する。

【0046】

部品名欄１１０ｂには、組立対象の部品名称を識別することのできる部品名を特定する情報が格納される。

【0047】

ピック位置ｘ欄１１０ｃには、部品名欄１１０ｂで特定される部品をロボットがピック操作する時のロボット目標ｘ座標位置を特定する情報が格納される。

【0048】

ピック位置ｙ欄１１０ｄには、部品名欄１１０ｂで特定される部品をロボットがピック操作する時のロボット目標ｙ座標位置を特定する情報が格納される。

【0049】

ピック位置ｚ欄１１０ｅには、部品名欄１１０ｂで特定される部品をロボットがピック操作する時のロボット目標ｚ座標位置を特定する情報が格納される。

【0050】

プレイス位置ｘ欄１１０ｆには、部品名欄１１０ｂで特定される部品をロボットがプレイス操作する時のロボット目標ｘ座標位置を特定する情報が格納される。

【0051】

プレイス位置ｙ欄１１０ｇには、部品名欄１１０ｂで特定される部品をロボットがプレイス操作する時のロボット目標ｙ座標位置を特定する情報が格納される。

【0052】

プレイス位置ｚ欄１１０ｈには、部品名欄１１０ｂで特定される部品をロボットがプレイス操作する時のロボット目標ｚ座標位置を特定する情報が格納される。

【0053】

次に、ステップＳ２０２で、作業優先度設定部３０が、組立半順序情報とセル構造情報と部品別ロボット目標位置情報とを基に、計画対象としている組立半順序部品グループに含まれる全部品の移動に関し、ロボット同士の干渉を考慮せずに実行する軌道計画を生成し、動作時間を算出する。

【0054】

ここでは、ロボット同士の干渉を考慮せずに軌道を生成する時に、一般的な軌道計画手法（Probabilistic Roadmap Method（ＰＲＭ）、Rapidly-Exploring Random Tree（ＲＲＴ）、Covariant Hamiltonian Optimization for Motion Planning（ＣＨＯＭＰ）など）を用いた例を説明するが、軌道計画の方法を限定するものではない。

【0055】

次に、ステップＳ２０３で、作業優先度設定部３０が、各ロボットに割り当てられた部品の作業時間を作業順に加算していくことによって、各部品の作業開始時刻を算出する。

【0056】

図７は、本発明の実施例の作業優先度設定部３０による各部品の作業開始時刻の算出結果の例の説明図である。

【0057】

図７に示す算出結果１１００ａは、各ロボットに割り当てられた部品の作業時間を作業順に加算していくことによって、各部品の作業開始時刻を算出した結果を示す。

【0058】

図７に例示する算出結果１１００ａによれば、まず、ロボットＡ、Ｂ、Ｃがそれぞれ部品Ａ、Ｂ、Ｃに対する作業を開始する。その後、ロボットＡの部品Ａに対する作業が最初に終了して、部品Ｄに対する作業が開始する。次に、ロボットＢの部品Ｂに対する作業が終了して、部品Ｅに対する作業が開始する。次に、ロボットＣの部品Ｃに対する作業が終了して、部品Ｆに対する作業が開始する。次に、次に、ロボットＡの部品Ｄに対する作業が終了して、部品Ｇに対する作業が開始する。

【0059】

次に、ステップＳ２０４で、作業優先度設定部３０が、ある部品の作業開始時刻と作業時間とを基に、作業時間中に同時に作業する他ロボットおよび部品を特定する。

【0060】

図７に示す算出結果１１００ｂは、ロボットＢの部品Ｈに対する軌道を計画する時に同時に作業される他ロボットおよび部品を特定した結果の例である。ロボットＢが部品Ｅの作業終了の後に部品Ｈの作業を開始する場合、ロボットＢの部品Ｈの動作が実行されるのは、楕円形で示す時間帯、すなわち、ロボットＢが部品Ｅの作業を終了した後の、部品Ｈの作業時間の長さに相当する時間帯である。図７に示すロボットＢの部品Ｈの作業開始時刻に、ロボットＡの部品ＧとロボットＣの部品Ｆは作業中であることから、それらが、ロボットＢの部品Ｈの作業中に同時に作業される他ロボットおよび部品として識別できる。よって、作業優先度設定部３０は、作業中のロボットＡの部品ＧおよびロボットＣの部品Ｆを、ロボットＢの部品Ｈを軌道計画が回避するロボットと部品の組合せの軌道として特定する。

【0061】

次に、ステップＳ２０５で、作業優先度設定部３０が、ステップＳ２０２で初期タイプの軌道計画として生成したロボット同士の干渉を考慮せずに実行する各軌道計画と、その軌道が回避する他ロボットおよび部品名とを、優先度付きタイプ別軌道計画情報記憶部１２０内の優先度付きタイプ別軌道計画情報に出力する。ここで、軌道とはロボットの手先初期位置と手先目標位置の間を補間する経由点位置群に対し、その各経由点に手先を移動するための各ロボット姿勢の情報と、その各経由点に手先が到達する時刻から構成される情報である。

【0062】

図８は、本発明の実施例の優先度付きタイプ別軌道計画情報の例を示す説明図である。

【0063】

優先度付きタイプ別軌道計画情報の一例である優先度付きタイプ別軌道計画情報テーブル１２０ａは、計画ロボット名欄１２０ｂと、計画部品名欄１２０ｃと、軌道タイプ欄１２０ｄと、回避ロボット欄１２０ｅと、回避部品欄１２０ｆと、ＩＤ欄１２０ｇと、経由時刻欄１２０ｈと、Ｊ１欄１２０ｉと、Ｊ２欄１２０ｊと、Ｊ３欄１２０ｋと、Ｊｎ欄１２０ｌとを有する。

【0064】

ロボット名欄１２０ｂには、軌道計画対象のロボットを識別することのできるロボット名を特定する情報が格納される。

【0065】

部品名欄１２０ｃには、軌道計画対象の部品を識別することのできる部品名を特定する情報が格納される。

【0066】

軌道タイプ欄１２０ｄには、軌道のタイプ名称を特定する情報が格納される。具体的には、ロボット同士の干渉を考慮せず生成した初期タイプの軌道か、減速による干渉回避方法が適用された軌道か、一時停止による干渉回避方法が適用された軌道か、迂回による干渉回避方法が適用された軌道か、が特定される。

【0067】

回避ロボット欄１２０ｅには、計画ロボット名欄１２０ｂで特定されるロボットと計画部品名欄１２０ｃで特定される部品名で特定される軌道とが回避するべきロボットの名称を特定する情報が格納される。

【0068】

回避部品欄１２０ｆには、計画ロボット名欄１２０ｂで特定されるロボットと計画部品名欄１２０ｃで特定される部品名で特定される軌道とが回避するべき部品の名称を特定する情報が格納される。

【0069】

ＩＤ欄１２０ｇには、計画ロボット名欄１２０ｂで特定されるロボットと計画部品名欄１２０ｃで特定される部品名で特定される軌道のロボット手先の経由点の番号を特定する情報が格納される。

【0070】

経由時刻欄１２０ｈには、計画ロボット名欄１２０ｂで特定されるロボットと計画部品名欄１２０ｃで特定される部品名とＩＤ欄１２０ｇで特定される経由点の、手先到達時間を特定する情報が格納される。

【0071】

Ｊ１欄１２０ｉ～Ｊｎ欄１２０ｌには、生成された軌道計画の時刻ごとのロボットの姿勢を示す情報として、ロボットの関節Ｊ１～Ｊｎの関節角を示す情報が格納される。図８の例ではＪ１関節角、Ｊ２関節角、Ｊ３関節角およびＪｎ関節角を表示し、他を省略しているが、実際には、計画された軌道の各経由点に対応するロボットの全ての関節角が格納される。また、図８の例では初期の軌道計画における時刻ごとの関節角を示しているが、その後の処理で干渉を回避するための軌道計画が生成された場合には、生成された軌道計画における時刻ごとの関節角の情報が追加され、それらの関節角に対応する軌道タイプ欄１２０ｄには、回避方法を示す情報が格納される。

【0072】

図８の例において、初期軌道のＪ１欄１２０ｉには、計画ロボット名欄１２０ｂで特定されるロボットと計画部品名欄１２０ｃで特定される部品名とＩＤ欄１２０ｇとで特定される経由点に手先を移動する時の、ロボットのＪ１関節角を特定する情報が格納される。

【0073】

初期軌道のＪ２欄１２０ｊには、計画ロボット名欄１２０ｂで特定されるロボットと計画部品名欄１２０ｃで特定される部品名とＩＤ欄１２０ｇとで特定される経由点に手先を移動する時の、ロボットのＪ２関節角を特定する情報が格納される。

【0074】

初期軌道のＪ３欄１２０ｋには、計画ロボット名欄１２０ｂで特定されるロボットと計画部品名欄の１２０ｃで特定される部品名とＩＤ欄１２０ｇとで特定される経由点に手先を移動する時の、ロボットのＪ３関節角を特定する情報が格納される。

【0075】

初期軌道のＪｎ欄１２０ｌには、計画ロボット名欄１２０ｂで特定されるロボットと計画部品名欄１２０ｃで特定される部品名とＩＤ欄１２０ｇとで特定される経由点に手先を移動する時の、ロボットのＪｎ関節角を特定する情報が格納される。

【0076】

ここで、複数のロボットに割り当てられた部品の作業順序に従って、例えば同一の作業開始時刻に複数のロボットが同一の半順序グループに属する部品に対する作業を開始する場合、どちらのロボットが先に作業してもよい。例えば、目標位置までの距離が遠いロボットから作業優先度を高くすることによって、先に作業するロボットを決定してもよい。作業優先度が高く設定されたロボットと部品とに対応する図８の回避ロボット欄１２０ｅと回避部品欄１２０ｆは空欄となり、回避する他ロボットの軌道がない状態となる。この場合、当該ロボット及び当該部品の作業のための軌道と、他のロボット及び他の部品の作業のための軌道とが干渉するとき、他のロボットの他の部品の作業のための軌道が、干渉回避のための変更の対象となる。

【0077】

その後、作業優先度設定処理のフローチャートの実行が終了する。

【0078】

＜回避方法別軌道計画部＞
図２に示すＳ３００の手順では、回避方法別軌道計画部４０が、ロボット同士の干渉回避方法別の軌道を計画する。

【0079】

ステップＳ３００において、回避方法別軌道計画部４０は、ロボット同時の干渉回避について回避方法別（例えば後述する迂回回避、一時停止回避、減速回避など）の軌道計画を自動生成する。この回避方法別軌道を候補軌道として生成することによって、ステップＳ３００以降の処理で回避方法別の各軌道を選択することが可能になる。その選択肢内から最適な軌道を選択することによって組立作業全体での作業時間を短くすることができる。

【0080】

図９は、本発明の実施例の回避方法別軌道計画部４０の処理の流れの例を示すフローチャートである。

【0081】

図９を参照して、ステップＳ３００における回避方法別軌道計画処理の詳細を説明する。図９に示すように、回避方法別軌道計画部４０は、部品別ロボット目標位置情報記憶部１１０に記憶された部品別ロボット目標位置情報と、優先度付きタイプ別軌道計画情報記憶部１２０に記憶された優先度付きタイプ別軌道計画情報とを基に、作業の優先度が低いロボットおよび部品の組合せが動作時に回避するほかロボットの軌道を特定し、その軌道を回避しながら目標位置へ向かう回避方法別候補軌道計画を生成する。

【0082】

ここで、回避方法別軌道計画部４０は、回避方法として、他のロボットと衝突しそうな場合、避ける方向に迂回しながら作業する迂回回避方式と、一時停止して他のロボットが衝突しない位置に移動するまで待機する一時停止回避方式と、減速して他のロボットと衝突しないように移動する減速回避方式を用いる。ただし、実施例に合わせて他のロボット同士の干渉回避方法を追加してもよく、本発明は使用する干渉回避方法を限定するものではない。

【0083】

ステップＳ３００における回避方法別軌道計画処理では、図９に示すように、部品別ロボット目標位置情報と優先度付きタイプ別軌道計画情報を基に、軌道計画対象のロボットおよび部品の組合せに対し、回避方法別の軌道計画情報を生成する。

【0084】

まず、ステップＳ３０１で、回避方法別軌道計画部４０が、部品別ロボット目標位置情報記憶部１１０に記憶された部品別ロボット目標位置情報と、優先度付きタイプ別軌道計画情報記憶部１２０に記憶された優先度付きタイプ別軌道計画情報とを取得する。

【0085】

次に、ステップＳ３０２で、回避方法別軌道計画部４０が、軌道計画対象の各ロボットおよび部品の組合せに対し、前述した作業優先度設定部３０が設定した回避対象の他ロボットおよび部品の組合せの軌道計画を、軌道計画対象のロボットおよび部品の組合せの動作開始時刻の姿勢が開始姿勢になる軌道と、残りの軌道（すなわちその開始姿勢に至るまでの軌道）とに切り分ける。

【0086】

図１０は、本発明の実施例の回避方法別軌道計画部４０による他ロボットの軌道計画の切り分けの例を示す説明図である。この例では、ロボットＢおよび楕円形で示される部品Ｈの組合わせを、ステップＳ３０２における現在の軌道計画対象とする。

【0087】

まず、作業時間割当１２００ａ内のロボットＢおよび部品Ｈの組合せに対し、図８に示す優先度付きタイプ別軌道計画情報の計画ロボット名１２０ｂがロボットＢかつ計画部品名１２０ｃが部品Ｈである行の回避ロボット欄１２０ｅおよび回避部品欄１２０ｆの情報が参照される。図１０の作業時間割当１２００ａは、図７に示した算出結果１１００ｂに基づくものであり、図８に示した優先度付きタイプ別軌道計画情報の例に対応している。図８の回避ロボット欄１２０ｅおよび回避部品欄１２０ｆの情報から、ロボットＡおよび部品Ｇの組合せと、ロボットＣおよび部品Ｆの組合せとが、回避対象として特定される。これらの特定された組合わせの作業は、軌道計画対象であるロボットＢおよび部品Ｈの組合せの作業より先に開始されるため、それらの作業優先度が参照された情報から特定される他のロボットおよび部品の組合わせの作業優先度はロボットＢおよび部品Ｈの組合せの作業優先度より高い。このため、ロボットＢ側が回避することによって先に動作させなければならないロボットおよび部品の組み合わせとして、ロボットＡおよび部品Ｇの組合せと、ロボットＣおよび部品Ｆの組合せとが特定され、それらの軌道が回避対象の軌道となる。

【0088】

そして、回避方法別軌道計画部４０は、部品Ｈの作業開始時刻に対し、作業時間割当１２００ｂに示すように、ロボットＡおよび部品Ｇの組合せの軌道と、ロボットＣおよび部品Ｆの組合せの軌道とを、部品Ｈの作業開始時刻から開始する軌道とその前の軌道とに切り分ける。

【0089】

次に、ステップＳ３０３で、回避方法別軌道計画部４０が、迂回方式の干渉回避軌道を生成する。

【0090】

ここで、本実施例の迂回方式の干渉回避軌道は、他ロボットのある時刻の動作と、軌道計画対象のロボットの移動可能方向とを逐次比較することによって、現在の移動可能方向で干渉回避できない場合、現在の回避開始する時刻より前時刻の経由位置から回避方向に動かすことによって生成される。これによって、急方向変換による減速を発生させることなく、緩やかに迂回して回避する軌道を生成することができる。そのため、一般的な干渉が予測された場合、急方向変換して回避するために急減速してしまう方法、および、同時に動作している他のロボットの軌道が通過する領域すべてを迂回するため遠回りになる軌道を生成する方法と比較し、作業時間が短くなる軌道を生成することができる。

【0091】

図１１は、本発明の実施例の回避方法別軌道計画部４０が干渉回避軌道を生成する処理（ステップＳ３０３）の詳細の例を示すフローチャートである。

【0092】

まず、ステップＳ１３０１で、回避方法別軌道計画部４０が、作業空間内で、現在位置から任意の移動可能範囲内で目標位置方向へ指定距離移動した到達位置を生成する。

【0093】

図１２は、本発明の実施例の迂回方式軌道計画部４０が生成する到達位置の例を示す説明図である。

【0094】

図１２の生成例１２００ａは、現在位置から移動可能範囲内で指定距離移動した到達位置を生成した例である。現在位置に対し、移動可能範囲を制限することによって、ロボットが急方向変換して減速または停止することを防ぐ。

【0095】

次に、ステップＳ１３０２で、回避方法別軌道計画部４０が、到達位置への到達時刻を算出する。

【0096】

ここで、到達時刻算出方法として、一般的なロボットの到達位置に到達時の到達姿勢を逆運動学計算で算出し、関節速度、関節加速度仕様およびその到達姿勢までの関節回転角量を用いて算出する方法、または、ロボット手先速度および加速度仕様と到達位置までの手先移動距離とを用いて算出する方法を例として説明するが、到達時刻算出方法をそれらに限定するものではない。

【0097】

次に、ステップＳ１３０３で、回避方法別軌道計画部４０が、ステップＳ３０２で切り分けた回避対象の軌道から、ステップＳ１３０２で算出した到達時刻における他ロボットの姿勢を取得する。

【0098】

次に、ステップＳ１３０４で、回避方法別軌道計画部４０が、到達時刻のロボットの到達姿勢と、他ロボットの姿勢とが干渉するかを判定する。干渉する場合はステップＳ１３０５へ遷移する。干渉しない場合はステップＳ１３０９へ遷移する。

【0099】

次に、ステップＳ１３０５で、回避方法別軌道計画部４０が、現在位置での移動可能範囲と、現在位置と、到達時刻の他ロボットの移動方向から回避方向ベクトルを算出し、その干渉回避方向ベクトルの方向へ任意の距離を移動する。

【0100】

図１２の生成例１２００ｂは、ステップＳ１３０５で実施される、回避方向ベクトルの生成の例である。到達時刻における他ロボット移動方向を表すベクトルに対し、ロボットは現在位置からの移動可能範囲内で、他ロボット移動方向を表すベクトルと反対方向（少なくとも反対方向の成分を含む方向）に任意の回避角度分、回避方向ベクトルを設定する。

【0101】

次に、ステップＳ１３０６で、回避方法別軌道計画部４０が、移動後のロボット姿勢と、他ロボットの姿勢とが干渉するかを判別する。干渉する場合はステップＳ１３０７へ遷移する。干渉しない場合はステップＳ１３０９へ遷移する。

【0102】

次に、ステップＳ１３０７で、回避方法別軌道計画部４０が、現在位置より一つ前の過去の経由点から、回避方向ベクトルの向きに移動することによる到達位置を生成する。

【0103】

図１２の生成例１２００ｃは、ステップＳ１３０７で実施される、過去の経由点から、回避方向ベクトルの向きに移動することによる到達位置の生成の例を示す。これによって、現時刻より前の経由点及び時刻から他ロボットに対して、回避を開始することができ、衝突直前で急方向変換し減速しながら回避してしまうことを防ぐことができる。

【0104】

次に、ステップＳ１３０８で、回避方法別軌道計画部４０が、移動後のロボット姿勢と、他ロボットの姿勢が干渉するかを判別する。干渉する場合はステップＳ１３０７へ遷移する。

【0105】

ステップＳ１３０７に再び遷移することによって、過去の経由点から経由点が再設定され、急方向変更せず干渉回避する軌道に更新することができる。干渉しない場合はステップＳ１３０９へ遷移する。

【0106】

次に、ステップＳ１３０９で、回避方法別軌道計画部４０が、移動後のロボット姿勢が目標位置へ到達したか判別する。到達した場合は回避方法別軌道計画部４０の処理フローを終了する。到達していない場合はステップＳ１３０２へ遷移し、上記の移動後のロボット姿勢を新たな現在位置として、ステップＳ１３０２以降の処理を実行する。この処理を目標位置に到達するまで繰り返すことによって、目標位置までの経由点を生成していく。

【0107】

次に、ステップＳ３０４で、回避方法別軌道計画部４０が、減速方式の干渉回避軌道を生成する。

【0108】

ここで、減速方式の干渉回避軌道計画方法として、一般的な、軌道の各経由点通過時刻でロボット同士の干渉が発生するかを判定し、干渉する場合は、干渉が発生する経由点までの移動速度を減速させて干渉回避する方法を用いた例を説明するが、減速方式の干渉回避軌道計画の方法を限定するものではない。

【0109】

次に、ステップＳ３０５で、回避方法別軌道計画部４０が、一時停止方式の干渉回避軌道を生成する。

【0110】

ここで、一時停止方式の干渉回避軌道計画方法として、一般的な、軌道の各経由点通過時刻でロボット同士の干渉が発生するかを判定し、干渉する場合は、干渉する前時刻の経由点で任意時間、ロボットを一時停止させて干渉回避する方法を用いた例を説明するが、一時停止方式の干渉回避軌道計画の方法を限定するものではない。

【0111】

次に、ステップＳ３０６で、回避方法別軌道計画部４０が、優先度付きタイプ別軌道計画情報記憶部１２０に生成した各干渉回避方式の軌道を出力する。

【0112】

図２に示すステップＳ１では、軌道計画装置１０が現在、計画対象としている組立半順序部品グループの部品数が１より多いか判別する。部品数が１より多い場合はステップＳ４００へ遷移する。部品数が１の場合はステップＳ３へ遷移する。

【0113】

図２に示すステップＳ３では、軌道計画装置１０が、現在、計画対象としている組立半順序部品グループの部品（このステップＳ３に遷移している場合、計画対象としている組立半順序部品グループの部品数は１であるため、その部品）に対し、全ロボット割当パターンで軌道生成が完了しているか判別する。完了している場合はステップＳ５００へ遷移し、完了していない場合はステップＳ４へ遷移する。

【0114】

図２に示すステップＳ４では、軌道計画装置１０が、現在、計画対象としている組立半順序部品グループの部品に対し、まだ軌道計画を生成していないロボットへの割当変更を実施し、ステップＳ２００へ再度、遷移し、軌道計画を実施するフローに入る。

【0115】

＜作業割当組立順序変更部＞
図２に示すステップＳ４００では、作業割当組立順序変更部５０が、作業割当と組立順序の組合せを変更する。

【0116】

作業割当組立順序変更部５０は、組立半順序情報を使用していることによって、候補となる作業割当と半順序情報に基づく組立順序の候補との組合せを生成することができる。そのため、以降の動作選択部ステップＳ５００および軌道計画装置の全体処理フローにおいて、候補の組合せ内から最適な組合せを選択することが可能になり、組立作業全体の作業時間を短くすることができる。

【0117】

ステップＳ４００では、作業割当組立順序変更部５０が、現在の軌道計画対象の組立半順序部品グループの作業割当・組立順序変更の全パターンの軌道計画をステップＳ３００にて生成するために、軌道計画されていない作業割当・組立順序変更のパターンを生成する。

【0118】

作業割当組立順序変更部５０は、現在の軌道計画対象の組立半順序部品グループの作業割当・組立順序変更の全パターンの軌道計画が完了していなければ、全パターン軌道生成完了フラグをＯＦＦにし、完了していればＯＮにする。

【0119】

その後、作業割当組立順序変更処理が終了する。

【0120】

次に、図２に示す全体処理フローのステップＳ２で、作業割当組立順序変更部５０が、全パターン軌道生成完了フラグがＯＮであるかを判別し、ＯＮの場合、ステップＳ５００へ遷移する。全パターン軌道生成完了フラグがＯＮでない（すなわち全パターンの軌道計画が完了していない）場合は、作業優先度設定部によるステップＳ３００に遷移し、軌道計画されていない作業割当および組立順序パターンの軌道計画をするフローへ進む。

【0121】

＜動作選択部＞
図２に示すステップＳ５００では、動作選択部６０が、作業時間が最短となる回避方法別軌道計画および作業割当、組立順序を選択する。

【0122】

動作選択部６０の処理によって、前述の作業割当組立順序変更処理によって生成された作業割当、組立順序および回避方法別軌道計画の候補組合せの中から、最適な組合せを選択することができ、組立作業全体での作業時間を短くすることができる。

【0123】

図１３は、本発明の実施例の動作選択部６０の処理の流れの例を示すフローチャートである。

【0124】

図１３を参照して、ステップＳ５００における動作選択処理の詳細を説明する。図１３に示すように、動作選択部６０は、組立半順序情報記憶部１００に記憶された組立半順序情報と、優先度付きタイプ別軌道計画情報記憶部１２０に記憶されたタイプ別の優先度付きタイプ別軌道計画情報とを基に、優先度付きタイプ別軌道計画情報内の組立順序と作業割当情報とを更新し、選択された回避方法別軌道計画を軌道計画情報として出力する。

【0125】

まず、ステップＳ５０１で、動作選択部６０が、回避方法別の優先度付きタイプ別軌道計画情報を取得する。

【0126】

次に、ステップＳ５０２で、動作選択部６０が、現在の組立半順序部品グループ内での、作業割当と組立順序と回避方法別軌道との組合せパターンごとに、回避方法別優先度付きタイプ別軌道計画情報から各ロボットの担当部品の作業時間を取得する。

【0127】

次に、ステップＳ５０３で、動作選択部６０が、ステップＳ５０２で取得した各組合せでの各ロボットの担当部品の作業時間を比較し、現在の組立半順序部品グループまでの作業時間が最短になるパターンを選択する。

【0128】

次に、ステップＳ５０４で、動作選択部６０が、軌道計画情報記憶部１４０にステップＳ５０３で選択された回避方法の軌道計画情報を優先度付きタイプ別軌道計画情報からコピーし、軌道計画情報記憶部１３０に出力する。

【0129】

次に、ステップＳ５０５で、動作選択部６０が、組立半順序情報記憶部１００にステップＳ５０３で選択された作業割当および組立順序に更新した組立半順序情報を出力する。

【0130】

その後、動作選択処理のフローチャートの実行が終了する。

【0131】

次に、図２に示す前述したステップＳ５で、全ての組立半順序部品グループの動作選択が完了しているかを判別する。全ての組立半順序部品グループの動作選択が完了している場合は、軌道計画生成処理のフローチャートの実行が終了する。全ての組立半順序部品グループの動作選択が完了していない場合は、ステップＳ６に遷移し、計画対象の組立半順序部品グループ番号に１を加算し、作業優先度設定部によるステップＳ２００へ遷移する。これによって、各組立半順序部品グループに対し、順番に軌道計画、作業割当、および組立順序変更を軌道計画装置の全体フロー内で実行する。

【0132】

軌道計画が完了すると、生成軌道表示部７０が、組立半順序情報、優先度付きタイプ別軌道計画情報、および軌道計画情報を、通信部８０に接続された画面表示装置１３に表示する。

【0133】

図１４は、本発明の実施例の画面表示装置１３が表示する画面の例を示す説明図である。

【0134】

具体的には、図１４は、組立半順序情報、優先度付きタイプ別軌道計画情報、および軌道計画情報の表示画面の例を示す。表示画面１５００ａは、組立順序情報、優先度付きタイプ別軌道計画情報、および軌道計画情報の表示画面の表示と、各部品の作業順序を画面から変更することができる領域１５００ｂと、セル全体で各ロボットの軌道計画を再生して表示する領域１５００ｃと、各ロボットと部品の組合せごとの軌道計画を回避方法別に再生することができる領域１５００ｄとを有する。

【0135】

以上説明した実施例によれば、組立半順序に基づき、組立順序と作業割当と相互に干渉回避する複数ロボット軌道とをいずれも最適化することによって、総作業時間の短縮と教示工数削減を実現する。以上、本発明について実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施形態に限定されるものではなく、軌道計画装置において、その要旨を逸脱しない範囲において変更可能であることは言うまでもない。

【0136】

また、本発明の実施形態のシステムは次のように構成されてもよい。

【0137】

（１）演算部（例えば演算部１１）と、記憶部（例えば記憶部１２）と、を有する軌道計画装置（例えば軌道計画装置１０）であって、記憶部は、複数の部品に対する作業の順序を示す順序情報（例えば組立半順序情報記憶部１１０に格納された情報）と、複数の部品に対する作業におけるピック位置及びプレイス位置を含む目標位置情報（例えば部品別ロボット目標位置情報記憶部１１０に格納された情報）と、複数のロボットの構造を示す構造情報（例えばセル構造情報記憶部９０に格納された情報）と、保持し、演算部は、順序情報が示す順序に従って複数の部品に対する作業が実行されるように、複数の部品に対する作業を複数のロボットに割り当て（例えばステップＳ１００）、複数のロボットの各々について、目標位置情報及び構造情報に基づいて、割り当てられた部品に対する作業を行うための軌道計画を生成し（例えばステップＳ３００）、複数のロボット間で干渉が発生する場合、それぞれ異なる方法で干渉を回避する軌道計画を含む複数の軌道計画を生成し（例えばステップＳ３０１～Ｓ３０６）、複数の軌道計画について計算された作業時間の長さに基づいて、複数の軌道計画のいずれかを選択する（例えばステップＳ５００）。

【0138】

これによって、ロボット間の干渉を回避し、作業時間を短縮する軌道計画を生成する軌道計画を生成することができる。

【0139】

（２）上記（１）において、複数の軌道計画は、干渉が発生する二つのロボットのうち一方のロボットが他方のロボットを迂回することによって干渉を回避する軌道計画を含む（例えばステップＳ３０３）。

【0140】

これによって、ロボット間の干渉を回避する軌道計画を生成することができる。

【0141】

（３）上記（２）において、軌道計画は、時刻ごとのロボットの経由点の姿勢を示す情報（例えば図８の優先度付きタイプ別軌道計画情報における各経由点の情報）を含み、演算部は、一方のロボットの経由点のうち、他方のロボットとの干渉が発生する経由点の一つ前の時刻の経由点からの移動方向を、一方のロボットの移動可能範囲内であって、他方のロボットの移動方向と反対の方向の成分を含む方向に変更することによって、干渉を回避する軌道計画を生成する（例えばステップＳ１３０５）。

【0142】

これによって、衝突直前の急方向変換等を行わずに、ロボット間の干渉を回避する軌道計画を生成することができる。

【0143】

（４）上記（３）において、演算部は、他方のロボットとの干渉が発生する経由点の一つ前の時刻の経由点からの移動方向を変更しても、他方のロボットとの干渉が解消されない場合、さらに前の時刻の経由点からの移動方向を、一方のロボットの移動可能範囲内であって、他方のロボットの移動方向と反対の方向の成分を含む方向に変更することによって、干渉を回避する軌道計画を生成する（例えばステップＳ１３０７）。

【0144】

これによって、衝突直前の急方向変換等を行わずに、ロボット間の干渉を回避する軌道計画を生成することができる。

【0145】

（５）上記（２）において、複数の軌道計画は、一方のロボットが減速することによって干渉を回避する軌道計画、及び、一方のロボットが一時停止することによって干渉を回避する軌道計画の少なくともいずれかをさらに含む（例えばステップＳ３０４、Ｓ３０５）。

【0146】

これによって、異なる方法で干渉を回避する複数の軌道計画を生成することができる。

【0147】

（６）上記（２）において、一方のロボットは、干渉が発生する二つのロボットのうち、干渉が発生する時刻に行われている部品に対する作業の開始時刻が遅い方のロボットである。

【0148】

これによって、予め定められた組み立て順序に従って、干渉を回避する軌道計画を生成することができる。

【0149】

（７）上記（２）において、順序情報は、作業の順序を交換可能な複数の部品からなる半順序グループを特定する情報を含み、干渉が発生する二つのロボットにおいて、干渉が発生する時刻に行われている作業の対象の部品が同一の半順序グループに属し、かつ、作業の開始時刻が同一である場合、一方のロボットは、干渉が発生する二つのロボットのうち、干渉が発生する時刻に行われている作業の対象の部品との距離が近い方のロボットである。

【0150】

これによって、全体の作業時間が短くなるように、干渉を回避する軌道計画を生成することができる。

【0151】

（８）上記（１）において、順序情報は、作業の順序を交換可能な複数の部品からなる半順序グループを特定する情報を含み、複数の軌道計画は、半順序グループに属する複数の部品の作業の順序を変更することによって生成された複数の軌道計画を含む（例えばステップＳ４００）。

【0152】

これによって、複数の軌道計画を生成して、作業時間が短いものを選択することができる。

【0153】

（９）上記（１）において、複数の軌道計画は、複数のロボットの各々への部品に対する作業の割り当てが異なる複数の軌道計画を含むことを特徴とする軌道計画装置。

【0154】

これによって、複数の軌道計画を生成して、作業時間が短いものを選択することができる。

【0155】

（１０）上記（１）において、演算部は、複数の軌道計画のうち、計算された作業時間が最短の軌道計画を選択する（例えばステップＳ５０３）。

【0156】

これによって、ロボット間の干渉を回避し、作業時間を短縮する軌道計画を生成する軌道計画を生成することができる。

【0157】

（１１）上記（１）において、軌道計画装置は、表示装置（例えば画面表示装置１３）に接続され、演算部は、複数の軌道計画に基づくロボットの動作の少なくともいずれかを表示するためのデータ（例えば図１４の表示のためのデータ）を表示装置に送信する。

【0158】

これによって、生成した軌道計画をユーザが確認することができる。

【0159】

（１２）上記（１１）において、演算部は、複数の軌道計画のうち、計算された作業時間が最短の軌道計画に基づくロボットの動作、又は、ユーザによって選択された軌道計画に基づくロボットの動作の少なくともいずれかを表示するためのデータ（例えば図１４の表示のためのデータ）を表示装置に送信する。

【0160】

これによって、生成した軌道計画をユーザが確認することができる。

【0161】

（１３）上記（１１）において、軌道計画装置は、ユーザによる操作を受け付ける操作機器（例えば画面操作機器１４）に接続され、演算部は、操作機器を介してユーザから入力された情報に基づいて、軌道計画を変更する。

【0162】

これによって、生成した軌道計画をユーザが確認し、変更を加えることができる。

【0163】

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したものであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0164】

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によってハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによってソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、不揮発性半導体メモリ、ハードディスクドライブ、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶デバイス、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の計算機読み取り可能な非一時的データ記憶媒体に格納することができる。

【0165】

また、制御線及び情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線及び情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【符号の説明】

【0166】

１０…軌道計画装置、１３…画面表示装置、１４…画面操作機器、２０…作業割当部、３０…作業優先度設定部、４０…回避方法別軌道計画部、５０…作業割当組立順序変更部、６０…動作選択部、７０…生成軌道表示部、８０…通信部、９０…セル構造情報記憶部、１００…組立半順序情報記憶部、１１０…部品別ロボット目標位置情報記憶部、１２０…優先度付きタイプ別軌道計画情報記憶部、１３０…軌道計画情報記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】