干涉检查装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及对机器人彼此之间、或者机器人和外围设备之间的干设进行检查的干 设检查装置。
【背景技术】
[0002] 干设检查装置是W事先防止工业用机器人、其外围设备发生碰撞为目的，而对发 生碰撞的可能性进行检查的装置。干设检查装置预先对碰撞的可能性进行检查，从而在有 可能发生碰撞的情况下，对机器人等输出适当的指令值（停止或者对动作轨道进行修正的 指令值），由此，事先防止碰撞。特别是对于即使在机器人处于运转过程中的情况下也在线 执行检查的干设检查装置而言，不使工业用机器人、其外围设备保持本来的细致的形状，而 是临时置换为容易高速地对干设检查进行计算处理的模型（例如，球体、圆筒体等），并实 施该模型彼此的干设检查。
[0003] 在将机器人主体等模型化对象（物体）置换为模型时，干设检查装置考虑关节的 可动轴数量等（机构的自由度）而预先将模型化对象分割至多个区域。并且，干设检查装 置将模型配置为使得每一个区域分别由被称作基元（primitive)的简单的几何模型（球 体?圆筒体?长方体?多面体等）包围。并且，干设检查装置分别对各基元之间的最短距离 进行计算，在最短距离为0、或者比预先设定的规定距离小的情况下，判定为"发生了干设"， 输出停止指令并开始进行停止动作。
[0004] 该里，对模型化对象的具体模型的生成方法进行叙述。模型化的过程中，需要"在 模型比模型化的对象大的状态下将对象包围"。关于对象的包围，假设在W过度的余量进行 包围、且模型设定得过大的情况下，尽管不存在对象彼此发生干设的可能性，但也成为产生 判定为"发生了干设"的误判定的主要原因。因此，在进行模型化的情况下，重要的是如何 高效地使用剩余区域较小的模型将对象整体包围。
[0005]W往采用如下方式，即，将单位判定计算成本方面有优势的球体用作干设检查用 的模型。即使在该种利用球体彼此的判定的情况下，如果对存在的所有模型彼此进行判定， 则计算处理成本也与模型组合的数量相对应地增大。为了提高计算处理的效率，提出有如 下方法，即，并不始终对所有模型彼此进行判定，而是仅对有可能发生干设的部位进行细致 的判定。
[0006] 在该方法中，例如，对于机器人阶层式地准备将半径增大而W数量较少的模型粗 略地进行模型化的模型、和将半径减小而W数量较多的模型细致地进行模型化的模型。并 且，通过采用如下方法而W良好的精度削减计算处理成本，即，首先对粗略的模型彼此进行 判定，如果有可能发生干设，则对细致的模型也进行判定（例如，参照专利文献1)。
[0007] 在需要针对机器人等进行离线或者在线的干设检查的现场，希望该样使用W良好 的精度进行模型化得到的模型来进行干设检查。
[000引专利文献1 ;日本特许第3612781号公报
【发明内容】
[0009] 然而，在上述现有技术中，虽然避免了对所有模型彼此进行判定，但是另一方面， 在模型彼此处于接近状态的情况下，最终导致进行判定所需的模型数增多。其结果，出现如 下问题，即，在利用每个单位的计算成本较小的球体进行细致的模型化的情况下，有可能产 生较大的计算成本。
[0010] 另外，即使在针对模型而应用单一种类的基元的情况下，有时也会由于使模型数 相对于N个增加1个而使得包围的体积的剩余量增加。并且，在该情况下，尽管模型的包围 剩余量几乎未产生变化，但有时用于判定的计算处理成本也会增加。
[0011] 因此，为了实现始终稳定的计算处理成本、且使得包围体积也减小，需要选择形状 方面有效的包围模型而并非单一的模型。另外，在计算处理成本存在上限该种情况下，必须 考虑总计算处理成本是否不比上限大。
[0012] 例如，作为进行包围的模型，由于使用除了球体W外的圆筒体而使得每1个模型 单位的干设检查处理时间有所增加，但却能够W与球体相比更少的模型数将模型化对象包 围。因此，希望对总体上有效的模型选定?配置进行研究。但是，现实情况是由搭载有干设 检查装置的机器人的用户进行追加模型的作业，通过用户的调整难W实施考虑到上述必要 条件的模型配置。
[0013] 本发明就是鉴于上述情形而提出的，其目的在于获得一种干设检查装置，能够在 受到限制的计算成本内容易地生成使得模型的包围体积最小的模型。
[0014] 为了解决上述课题而实现目的，本发明的干设检查装置的特征在于，具备；模型数 上限输入部，其输入有针对干设检查的对象即模型化对象而设定的几何模型的上限数；模 型化处理部，其在作为干设检查用的模型而对所述模型化对象设定能够将所述模型化对象 包围的长方体时，W小于或等于所述模型上限数的数量，使用与所述长方体相比每单位距 离计算的计算成本更小的新几何模型，将所述长方体置换为所述新几何模型，由此对所述 模型化对象进行模型化；模型候补存储部，其将使用所述新几何模型的模型作为模型候补 而预先进行存储；运算量上限设定部，其基于与控制所述模型化对象的控制器进行的各处 理所需的运算处理量相关的信息，对进行干设检查时的计算处理运算量的上限即运算上限 量进行设定；体积模型确定部，其从所述模型候补中提取能够W小于或等于所述运算上限 量执行所述干设检查的计算处理的模型候补，并且将提取的模型候补中模型的包围体积最 小的模型候补确定为所述模型化对象的模型；W及干设检查部，其使用由所述体积模型确 定部确定的模型对模型彼此进行干设检查，并且，如果有可能发生干设则输出动作停止指 令，如果不存在发生干设的可能性则输出动作持续指令。
[0015] 根据本发明，能够实现如下效果，即，能够在受到限制的计算成本内容易地生成使 得模型的包围体积最小的模型。
【附图说明】
[0016] 图1是表示具备实施方式1所设及的干设检查装置的干设检查系统的结构的图。
[0017] 图2是表示实施方式1所设及的干设检查装置的结构的框图。
[0018] 图3是用于说明进行球体模型判定时的每次单位距离计算的计算成本的图。
[0019] 图4是表示单位距离计算的其他对象例的图。
[0020] 图5是用于对模型化处理进行说明的图。
[0021] 图6是表示将模型上限数设为1个的情况下的模型例的图。
[0022] 图7是表示将模型上限数设为2个的情况下的模型例的图。
[0023]图8是表示模型数和剩余包围体积比的关系的图。
[0024] 图9是表示干设检查系统的其他结构例的图。
[0025] 图10是表示实施方式2所设及的干设检查装置的结构的框图。
[0026] 图11是用于对使用了CAD/CAM系统的针对每个集合的分割处理进行说明的图。
[0027] 图12是表示实施方式3所设及的干设检查装置的结构的框图。
[002引图13是表示干设检查装置的硬件结构的图。
[0029] 图14是表示实施方式4所设及的干设检查装置的结构的框图。
【具体实施方式】
[0030] 下面，基于附图对本发明的实施方式所设及的干设检查装置进行详细说明。此外， 本发明不限定于该些实施方式。
[0031] 实施方式1.
[0032]图1是表示具备实施方式1所设及的干设检查装置的干设检查系统的结构的图。 干设检查系统100A是包含如下部件而构成的系统；机器人生产系统；通信设备3,其将机器 人生产系统的设备之间连接；W及计算机9,其对机器人生产系统所具备的各控制器的设 定进行变更。此外，干设检查系统100A可W具备化C(可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller)等控制装置W取代通信设备3,其中，该PLC具备通信功能和对各设备 发送指令值、信号的功能。
[0033] 通信设备3利用Ethernet(注册商标）等进行干设检查系统100A内的通信。具 体而言，通信设备3与机器人控制器2、外围设备控制器4W及计算机9进行通信。
[0034] 计算机9是PC(Personalcomputer)等进行信息处理的设备。计算机9经由通信 设备3对各控制器（机器人控制器2、外围设备控制器4等）的设定进行变更。此外，在除 了计算机9W外还具备直接对各控制器进行设定变更的装置的情况下，干设检查系统100A 的结构中也可W包含该些装置。
[0035] 机器人生产系统包含机器人10、机械手装置6、视觉传感器7、外围设备5、外围设 备控制器4 W及机器人控制器（机器人控制装置）2而构成。
[0036] 机器人10与机器人控制器2连接，根据来自机器人控制器2的指令而进行动作。 另外，机器人10根据来自机器人控制器2的指令而使机械手装置6等进行动作。
[0037] 机械手装置6是通过机器人10而进行动作的装置。机械手装置6W不与外围设 备5等碰撞的方式移动。视觉传感器7是对机械手装置6、外围设备5等的附近进行拍摄 的图像传感器。视觉传感器7例如配置于机械手装置6的附近，与机械手装置6 -起移动。 视觉传感器7W不与外围设备5等碰撞的方式移动。
[003引外围设备控制器4与外围设备5连接，根据来自计算机9的指令而对外围设备5进行控制。外围设备5是配置于机器人10的周围的设备。外围设备5与外围设备控制器 4连接，根据来自外围设备控制器4的指令而进行动作。
[0039] 机器人控制器2与机器人10、机械手装置6、视觉传感器7连接，根据来自计算机 9的指令而对机器人10、机械手装置6、视觉传感器7进行控制。
[0040] 另外，机器人控制器2具有干设检查装置IX。干设检查装置IX是实施干设检查处 理（碰撞预测）的装置，在实际发生碰撞之前对机械手装置6和外围设备5碰撞的可能性、 视觉传感器7和外围设备5碰撞的可能性进行检查。在有可能碰撞的情况下，干设检查装 置IX对机器人10或者机械手装置6发出用于避免碰撞的指令值（停止或者对动作轨道进 行修正的指令值）。此外，干设检查装置IX也可W对外围设备5发出用于避免碰撞的指令 值。
[0041] 此外，干设检查系统100A可W具备1个机器人控制器2，也可W具备多个机器人控 制器2。另外，干设检查系统100A可W具备1个外围设备控制器4,也可W具备多个外围设 备控制器4。另外，机器人生产系统可W不具备视觉传感器7。
[0042] 本实施方式的干设检查装置IX对干设检查对象（机器人10、机械手装置6、视觉 传感器7、外围设备5)分别进行模型化，如果有可能发生干设，则发出停止信号，W不会发 生干设而使干设检查对象安全地停止。此外，干设检查装置IX还能够将算法本身应用于除 了机器人控制器2W外的部件，因此，可W利用除了机器人控制器2W外的运算处理装置构 成干设检查装置。例如，干设检查装置IX可W配置于外围设备控制器4内。
[0043] 该里，说明本实施方式中所进行的干设检查处理。在本实施方式中，将根据机器人 10的可动范围而形成的、机器人10能够通过的空间表述为动作区域。在大于或等