干涉检查装置的制造方法_3

文档序号:9252330阅读:来源:国知局
查所需的计算处理时间。最小包围体积模型确定部18AW 模型类型数X模型数的次数而反复进行该计算处理。
[0074] 最小包围体积模型确定部18对各干设检查的计算处理时间和干设检查中能够使 用的运算处理时间106进行比较。最小包围体积模型确定部18A从模型候补中仅提取如下 模型候补,即,能够W比干设检查中能够使用的运算处理时间106小的计算处理时间进行 干设检查的模型候补。最小包围体积模型确定部18A从提取的模型候补中选择模型化剩 余量104最小的模型候补,将选择的模型候补作为最小包围体积模型109而存储于设定后 模型存储部19。此时,在相对于1个模型化对象较旧的最小包围体积模型109存在于设定 后模型存储部19内的情况下,最小包围体积模型确定部18A利用较新的最小包围体积模型 109进行覆盖。
[0075] 干设检查部20利用设定后模型存储部19所存储的最小包围体积模型109执行干 设检查。此时,干设检查部20利用针对最小包围体积模型109而设定的模型尺寸W及模型 位置约束条件111来执行干设检查。模型位置约束条件111是与对模型进行约束的位置W 及姿态相关的条件,模型化指令101中包含该模型位置约束条件111。
[0076] 在判断为有可能发生干设的情况下,干设检查部20将动作停止指令输出至驱动 控制部21。在判断为不存在发生干设的可能性的情况下,干设检查部20将动作持续指令 输出至驱动控制部21。干设检查部20将动作停止指令、动作持续指令作为动作变更指令 值112而输出至驱动控制部21。驱动控制部21对机器人10、机械手装置6进行与动作变 更指令值112相对应的驱动控制。
[0077] 下面,对利用干设检查装置1A进行的干设检查处理的处理次序进行说明。预先 由用户向长方体设定输入部11输入模型化指令101。长方体设定输入部11将模型化指令 101发送至包围体积比较部13化及模型化处理部14。另外,预先由用户将模型上限数102 向模型数上限输入部12输入。模型数上限输入部12将模型上限数102发送至模型化处理 部14。
[007引模型化处理部14根据模型化指令101而将执行模型化处理时所使用的模型信息103(各模型的个数、各模型的类型、各模型的尺寸、各模型的配置)预先存储于模型候补存 储部17。模型化处理部14将模型信息103发送至包围体积比较部13。
[0079] 另外,模型化处理部14基于模型化指令101W及模型上限数102,将模型化对象从 长方体置换为球体、圆筒体等模型。由此,模型化处理部14针对模型化对象执行模型化处 理,生成多个模型候补。模型化处理部14将模型候补写入模型信息103内而存储于模型候 补存储部17。
[0080] 该里,对模型数和剩余包围体积比进行说明。通常,越增加模型的数量,模型所包 围的误差量(模型和模型化对象之间的误差量)越降低。此外,误差量并不单纯地降低。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,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。
[OOW] 在图6中,示出W能够使用1个模型的限制,利用球体对长方体形状(细长且较薄 的物体)50进行模型化的情况下的模型51、和利用圆筒体对长方体形状50进行模型化的情 况下的模型60、61。该里的圆筒体是对球体进行扫描拉伸而得的形状,包围方向按照长度方 向较长的顺序具有2种模式。在图6中,由模型61示出利用长度方向与长方体形状50的 长度方向相同的圆筒体进行模型化的情况下的模型,由模型60示出利用长度方向与长方 体形状50的长度方向垂直的圆筒体进行模型化的情况下的模型。
[0082] 在将模型上限数设为1个的情况下,在利用球体对长方体形状50进行模型化时, W使得利用球体的模型达到最小体积的方式进行模型化,因此,设定为模型51。另外,在将 模型上限数设为1个的情况下,在利用圆筒体对长方体形状50进行模型化时,W使得利用 圆筒体的模型达到最小体积的方式进行模型化,因此,设定为模型61。
[008引在图7中,示出W能够使用的模型最多为2个的限制,利用球体对长方体形状50 进行模型化的情况下的模型52A、52B、和利用圆筒体对长方体形状50进行模型化的情况下 的模型62A、62BW及模型63A、63B。此外,在将模型上限数设为2个的情况下,可W利用1 个球体或者1个圆筒体对长方体形状50进行模型化,但该样就变为与图6相同的模型,因 此,在图7中将图示省略。
[0084] 在图7中,由模型63A、63B示出利用长度方向与长方体形状50的长度方向相同的 圆筒体进行模型化的情况下的模型,由模型62A、62B示出利用长度方向与长方体形状50的 长度方向垂直的圆筒体进行模型化的情况下的模型。
[0085] 在将模型上限数设为2个的情况下,在利用球体对长方体形状50进行模型化时, W使得利用球体的模型达到最小体积的方式进行模型化,因此,设定为模型52A、52B。另外, 在将模型上限数设为2个的情况下,在利用圆筒体对长方体形状50进行模型化时,W使得 利用圆筒体的模型达到最小体积的方式进行模型化,因此,设定为模型63A、63B。
[0086] 如图6、图7所示可知,如果利用圆筒体模型进行模型化,则模型化(包围体积)的 浪费较少。该一点能够通过人们的反复试验推测得知,但是,与球体的情况相比,球体和球 体之间的干设检查、圆筒体和圆筒体之间的干设检查所需的计算量增大几倍。因此,有时计 算量由于模型结构的不同而变得过大,由此干设检查处理的处理量在机器人控制器2的所 有处理中所占据的比例变得过大。
[0087] 图8是表示模型数和剩余包围体积比的关系的图。在图8中,由关系71示出利用 球体模型(S地ere)的情况下的、模型数和剩余包围体积比的关系。另外,由关系72、73示 出利用圆筒体模型(cylinder)的情况下的、模型数和剩余包围体积比的关系。关系72是 将圆筒体模型的长度方向设为L的情况下的关系,关系73是将长度方向设为a的情况下的 关系。
[008引图8中的横轴为模型个数,纵轴为剩余包围体积比。该里的剩余包围体积比表示 将长方体的模型包围后的剩余体积除W长方体的模型的体积得到的量,在恰好将长方体 (模型化对象)的模型包在里面的情况下设为0。换言之,剩余包围体积比是表示进行包围 后的剩余量的比率。
[0089] 如图8所示可知,如果在能够使用的模型数较大且达到某种程度的情况下形成为 单纯地增加模型数的配置,则包围的剩余量因模型数的增加而增大。
[0090] 与该种状况相对,模型化处理部14利用用户预先指定的2种信息(模型化指令 101W及模型上限数102),W模型类型数MX模型数N而执行模型化处理。此外,该里的N、 M为自然数。另外,模型数N由模型上限数102确定。另外,在模型类型为"球体"、"圆筒体" 化及"球体和圆筒体"的情况下,模型类型数M= 3。即,模型类型数是指,能够根据使用的 模型数和模型类型而进行计算的所有组合的数量。在该情况下,在应用球体模型的情况下, 模型化处理部14执行N次的模型化处理,在应用圆筒体模型的情况下,模型化处理部14执 行N次的模型化处理,在应用球体W及圆筒体的情况下,模型化处理部14执行N次的模型 化处理。由此,模型化处理部14执行MXN次的模型化处理。
[0091] 在每种模型类型的模型化处理中,模型化处理部14将从模型数上限输入部12获 得的上限数设为N,首先实施将模型本身分割为k个化=1~脚长方体的处理。关于k分 割的方法,根据每种模型类型而不同。对此,下面分别对不同的模型类型的模型化规则的一 个例子进行说明。
[0092] 在将球体用作模型类型的情况下,针对所赋予的模型化指令101,尽量分割为接近 立方体的长方体,由此能够实现高效的包围。因此,规则如下,即,对于分割的目标,尽量形 成较多的接近立方体的模型。在球体模型的情况下,利用分割后的第ki个(i= 1…,脚长 方体的端点Plki、P2ki、P3ki、P4ki、P5ki、P6ki、P7ki、P8ki,能够通过W下式(1)而求出中屯、位置 化nt_ki,能够通过W下式(2)而求出半径R。此外,normO)是对*的矢量的范数进行计算 的函数。
[0093] 化nt_ki= (Plki+P2ki+P3ki+P4ki+P5ki+P6ki+P7ki+P8ki)/8 ? ? ? (1)
[0094]R=norm(Pcnt_ki-Plki) ? ? ?似
[0095] 在球体的情况下,在能够使用的模型数k化=1~脚的条件下,自动地对利用指 定的模型类型的模型(球体或者圆筒体)而实现最小包围体积的配置进行计算。作为配置 的方法,W在如下所示的指定的方向上指定的分割次数对根据模型化指令101而确定的长 方体进行分割,对能够将分割后的长方体包围的最小的球体进行定义。
[0096] 下面,利用前述的长方体的3条边的长度、即L[mm]、a[mm]、b[mm](L>a>b)进 行说明。关于分割方向W及分割数,L[mm]的定义方向上的分割数定义为k_L[次],a[mm] 的定义方向上的分割数定义为k_a[次],b[mm]的定义方向上的分割数定义为k_b[次], 分别从k_L= 0、k_a= 0、k_b= 0开始。首先,使k_L增加,按照后述的次序,即,在k_L满 足规定条件的情况下使k_a增加,同样地,在k_a满足规定条件的情况下使k_b增加,按照 该次序实施分割。每当各方向上的分割数增加时,k_L、k_a、k_b分别增加1。并且,利用k_ tot=k_L+k_a+k_b对根据模型化指令101而确定的长方体分割数进行定义,直至分割后的 长方体的数量(k_tot+l)达到能够使用的模型数k为止,对根据模型化指令101而确定的 长方体进行分割。
[0097] 此外,在进行各方向上的分割时,在1次的分割中,按照将1个长方体分割为2个 长方体的次序来实施。另外,如后所述,如果能够使用的模型数k得到确定,则模型化处理 部14在模型化处理中进行规定的分割处理,直至k_tot达到k为止。由此,k_tot达到k, 唯一地确定了分割的长方体。
[009引该情况下的最小包围球体,变为将如式(2)所示那样地进行分割得到的长方体的 对角线作为直径的球体。下面,对模型化处理部14的模型化处理中的规定的分割处理进行 说明。首先,在进行k_L分割的情况下,确认W下的条件(式(3))是否成立。如果成立,贝U W继续使k_L增加1的方式实施分割处理。
[0099]LAk_L+l) >a? ? ? (3)
[0100] 在式(3)不成立的情况下,将分割的长度方向变更为a[mm]的定义方向而进行分 害d。此外,在对分割方向进行变更的情况下,将L/(k_L+l) <a成立的初始的k_L设为k_ 10,将与此次的k之差设为差Ak=k- (k_L0+l)。并且,在Ak> 0的情况下,确认W下 的条件(式(4))是否成立。
[0101] a>LAk_L0+l) ? ? ? (4)
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