干涉檢查裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及對機器人彼此之間、或者機器人和外圍設備之間的干設進行檢查的干 設檢查裝置。
【背景技術】
[0002] 干設檢查裝置是W事先防止工業用機器人、其外圍設備發生碰撞為目的，而對發 生碰撞的可能性進行檢查的裝置。干設檢查裝置預先對碰撞的可能性進行檢查，從而在有 可能發生碰撞的情況下，對機器人等輸出適當的指令值（停止或者對動作軌道進行修正的 指令值），由此，事先防止碰撞。特別是對于即使在機器人處于運轉過程中的情況下也在線 執行檢查的干設檢查裝置而言，不使工業用機器人、其外圍設備保持本來的細致的形狀，而 是臨時置換為容易高速地對干設檢查進行計算處理的模型（例如，球體、圓筒體等），并實 施該模型彼此的干設檢查。
[0003] 在將機器人主體等模型化對象（物體）置換為模型時，干設檢查裝置考慮關節的 可動軸數量等（機構的自由度）而預先將模型化對象分割至多個區域。并且，干設檢查裝 置將模型配置為使得每一個區域分別由被稱作基元（primitive)的簡單的幾何模型（球 體?圓筒體?長方體?多面體等）包圍。并且，干設檢查裝置分別對各基元之間的最短距離 進行計算，在最短距離為0、或者比預先設定的規定距離小的情況下，判定為"發生了干設"， 輸出停止指令并開始進行停止動作。
[0004] 該里，對模型化對象的具體模型的生成方法進行敘述。模型化的過程中，需要"在 模型比模型化的對象大的狀態下將對象包圍"。關于對象的包圍，假設在W過度的余量進行 包圍、且模型設定得過大的情況下，盡管不存在對象彼此發生干設的可能性，但也成為產生 判定為"發生了干設"的誤判定的主要原因。因此，在進行模型化的情況下，重要的是如何 高效地使用剩余區域較小的模型將對象整體包圍。
[0005]W往采用如下方式，即，將單位判定計算成本方面有優勢的球體用作干設檢查用 的模型。即使在該種利用球體彼此的判定的情況下，如果對存在的所有模型彼此進行判定， 則計算處理成本也與模型組合的數量相對應地增大。為了提高計算處理的效率，提出有如 下方法，即，并不始終對所有模型彼此進行判定，而是僅對有可能發生干設的部位進行細致 的判定。
[0006] 在該方法中，例如，對于機器人階層式地準備將半徑增大而W數量較少的模型粗 略地進行模型化的模型、和將半徑減小而W數量較多的模型細致地進行模型化的模型。并 且，通過采用如下方法而W良好的精度削減計算處理成本，即，首先對粗略的模型彼此進行 判定，如果有可能發生干設，則對細致的模型也進行判定（例如，參照專利文獻1)。
[0007] 在需要針對機器人等進行離線或者在線的干設檢查的現場，希望該樣使用W良好 的精度進行模型化得到的模型來進行干設檢查。
[000引專利文獻1 ;日本特許第3612781號公報
【發明內容】
[0009] 然而，在上述現有技術中，雖然避免了對所有模型彼此進行判定，但是另一方面， 在模型彼此處于接近狀態的情況下，最終導致進行判定所需的模型數增多。其結果，出現如 下問題，即，在利用每個單位的計算成本較小的球體進行細致的模型化的情況下，有可能產 生較大的計算成本。
[0010] 另外，即使在針對模型而應用單一種類的基元的情況下，有時也會由于使模型數 相對于N個增加1個而使得包圍的體積的剩余量增加。并且，在該情況下，盡管模型的包圍 剩余量幾乎未產生變化，但有時用于判定的計算處理成本也會增加。
[0011] 因此，為了實現始終穩定的計算處理成本、且使得包圍體積也減小，需要選擇形狀 方面有效的包圍模型而并非單一的模型。另外，在計算處理成本存在上限該種情況下，必須 考慮總計算處理成本是否不比上限大。
[0012] 例如，作為進行包圍的模型，由于使用除了球體W外的圓筒體而使得每1個模型 單位的干設檢查處理時間有所增加，但卻能夠W與球體相比更少的模型數將模型化對象包 圍。因此，希望對總體上有效的模型選定?配置進行研究。但是，現實情況是由搭載有干設 檢查裝置的機器人的用戶進行追加模型的作業，通過用戶的調整難W實施考慮到上述必要 條件的模型配置。
[0013] 本發明就是鑒于上述情形而提出的，其目的在于獲得一種干設檢查裝置，能夠在 受到限制的計算成本內容易地生成使得模型的包圍體積最小的模型。
[0014] 為了解決上述課題而實現目的，本發明的干設檢查裝置的特征在于，具備；模型數 上限輸入部，其輸入有針對干設檢查的對象即模型化對象而設定的幾何模型的上限數；模 型化處理部，其在作為干設檢查用的模型而對所述模型化對象設定能夠將所述模型化對象 包圍的長方體時，W小于或等于所述模型上限數的數量，使用與所述長方體相比每單位距 離計算的計算成本更小的新幾何模型，將所述長方體置換為所述新幾何模型，由此對所述 模型化對象進行模型化；模型候補存儲部，其將使用所述新幾何模型的模型作為模型候補 而預先進行存儲；運算量上限設定部，其基于與控制所述模型化對象的控制器進行的各處 理所需的運算處理量相關的信息，對進行干設檢查時的計算處理運算量的上限即運算上限 量進行設定；體積模型確定部，其從所述模型候補中提取能夠W小于或等于所述運算上限 量執行所述干設檢查的計算處理的模型候補，并且將提取的模型候補中模型的包圍體積最 小的模型候補確定為所述模型化對象的模型；W及干設檢查部，其使用由所述體積模型確 定部確定的模型對模型彼此進行干設檢查，并且，如果有可能發生干設則輸出動作停止指 令，如果不存在發生干設的可能性則輸出動作持續指令。
[0015] 根據本發明，能夠實現如下效果，即，能夠在受到限制的計算成本內容易地生成使 得模型的包圍體積最小的模型。
【附圖說明】
[0016] 圖1是表示具備實施方式1所設及的干設檢查裝置的干設檢查系統的結構的圖。
[0017] 圖2是表示實施方式1所設及的干設檢查裝置的結構的框圖。
[0018] 圖3是用于說明進行球體模型判定時的每次單位距離計算的計算成本的圖。
[0019] 圖4是表示單位距離計算的其他對象例的圖。
[0020] 圖5是用于對模型化處理進行說明的圖。
[0021] 圖6是表示將模型上限數設為1個的情況下的模型例的圖。
[0022] 圖7是表示將模型上限數設為2個的情況下的模型例的圖。
[0023]圖8是表示模型數和剩余包圍體積比的關系的圖。
[0024] 圖9是表示干設檢查系統的其他結構例的圖。
[0025] 圖10是表示實施方式2所設及的干設檢查裝置的結構的框圖。
[0026] 圖11是用于對使用了CAD/CAM系統的針對每個集合的分割處理進行說明的圖。
[0027] 圖12是表示實施方式3所設及的干設檢查裝置的結構的框圖。
[002引圖13是表示干設檢查裝置的硬件結構的圖。
[0029] 圖14是表示實施方式4所設及的干設檢查裝置的結構的框圖。
【具體實施方式】
[0030] 下面，基于附圖對本發明的實施方式所設及的干設檢查裝置進行詳細說明。此外， 本發明不限定于該些實施方式。
[0031] 實施方式1.
[0032]圖1是表示具備實施方式1所設及的干設檢查裝置的干設檢查系統的結構的圖。 干設檢查系統100A是包含如下部件而構成的系統；機器人生產系統；通信設備3,其將機器 人生產系統的設備之間連接；W及計算機9,其對機器人生產系統所具備的各控制器的設 定進行變更。此外，干設檢查系統100A可W具備化C(可編程邏輯控制器，Programmable Logic Controller)等控制裝置W取代通信設備3,其中，該PLC具備通信功能和對各設備 發送指令值、信號的功能。
[0033] 通信設備3利用Ethernet(注冊商標）等進行干設檢查系統100A內的通信。具 體而言，通信設備3與機器人控制器2、外圍設備控制器4W及計算機9進行通信。
[0034] 計算機9是PC(Personalcomputer)等進行信息處理的設備。計算機9經由通信 設備3對各控制器（機器人控制器2、外圍設備控制器4等）的設定進行變更。此外，在除 了計算機9W外還具備直接對各控制器進行設定變更的裝置的情況下，干設檢查系統100A 的結構中也可W包含該些裝置。
[0035] 機器人生產系統包含機器人10、機械手裝置6、視覺傳感器7、外圍設備5、外圍設 備控制器4 W及機器人控制器（機器人控制裝置）2而構成。
[0036] 機器人10與機器人控制器2連接，根據來自機器人控制器2的指令而進行動作。 另外，機器人10根據來自機器人控制器2的指令而使機械手裝置6等進行動作。
[0037] 機械手裝置6是通過機器人10而進行動作的裝置。機械手裝置6W不與外圍設 備5等碰撞的方式移動。視覺傳感器7是對機械手裝置6、外圍設備5等的附近進行拍攝 的圖像傳感器。視覺傳感器7例如配置于機械手裝置6的附近，與機械手裝置6 -起移動。 視覺傳感器7W不與外圍設備5等碰撞的方式移動。
[003引外圍設備控制器4與外圍設備5連接，根據來自計算機9的指令而對外圍設備5進行控制。外圍設備5是配置于機器人10的周圍的設備。外圍設備5與外圍設備控制器 4連接，根據來自外圍設備控制器4的指令而進行動作。
[0039] 機器人控制器2與機器人10、機械手裝置6、視覺傳感器7連接，根據來自計算機 9的指令而對機器人10、機械手裝置6、視覺傳感器7進行控制。
[0040] 另外，機器人控制器2具有干設檢查裝置IX。干設檢查裝置IX是實施干設檢查處 理（碰撞預測）的裝置，在實際發生碰撞之前對機械手裝置6和外圍設備5碰撞的可能性、 視覺傳感器7和外圍設備5碰撞的可能性進行檢查。在有可能碰撞的情況下，干設檢查裝 置IX對機器人10或者機械手裝置6發出用于避免碰撞的指令值（停止或者對動作軌道進 行修正的指令值）。此外，干設檢查裝置IX也可W對外圍設備5發出用于避免碰撞的指令 值。
[0041] 此外，干設檢查系統100A可W具備1個機器人控制器2，也可W具備多個機器人控 制器2。另外，干設檢查系統100A可W具備1個外圍設備控制器4,也可W具備多個外圍設 備控制器4。另外，機器人生產系統可W不具備視覺傳感器7。
[0042] 本實施方式的干設檢查裝置IX對干設檢查對象（機器人10、機械手裝置6、視覺 傳感器7、外圍設備5)分別進行模型化，如果有可能發生干設，則發出停止信號，W不會發 生干設而使干設檢查對象安全地停止。此外，干設檢查裝置IX還能夠將算法本身應用于除 了機器人控制器2W外的部件，因此，可W利用除了機器人控制器2W外的運算處理裝置構 成干設檢查裝置。例如，干設檢查裝置IX可W配置于外圍設備控制器4內。
[0043] 該里，說明本實施方式中所進行的干設檢查處理。在本實施方式中，將根據機器人 10的可動范圍而形成的、機器人10能夠通過的空間表述為動作區域。在大于或等