DE112014000700T5

DE112014000700T5 - Interferenzprüfgerät

Info

Publication number: DE112014000700T5
Application number: DE112014000700.5T
Authority: DE
Inventors: Koji Shiratsuchi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2014-01-22
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2034-01-23
Also published as: KR101781709B1; US9550295B2; DE112014000700B4; JP5872077B2; KR20150103257A; US20150328776A1; WO2014122995A1; CN104969134B; CN104969134A; JPWO2014122995A1

Abstract

Dieses Interferenzprüfgerät (1A) ist mit einer Modellzahl-Obergrenzen-Eingabeeinheit (12), in die die Modellzahl-Obergrenzen-Zählung für geometrische Modelle, eingestellt zur Modellierung eines Subjekts, welches Subjekt einer Interferenzprüfung ist, eingegeben wird, eine Modellierungs-Verarbeitungseinheit (14), die Modellkandidaten für das Modellierungssubjekt erzeugt und nicht mehr als die Modellzahl-Obergrenze geometrischer Modelle benutzt, eine Berechnungsverarbeitungsaufwand-Obergrenzen-Einstelleinheit (16), die die Obergrenze eines Berechnungsvolumens für die Interferenzprüfung auf der Basis des Berechnungsverarbeitungsvolumens einstellt, das für jeden Prozess eines Kontrollers erforderlich ist, der das Modellierungssubjekt steuert, eine Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit (18A), die den Modellkandiaten bestimmt, der unter den Modellkandidaten, die dem Berechnungsverfahren der Interferenzprüfung unterzogen werden, das kleinste Einschlussvolumen hat, bei einem Berechnungsaufwand der nicht größer als die Obergrenze des Berechnungsvolumens ist, und eine Interferenzprüfeinheit (20) einschließt, die die Interferenzprüfung zwischen den Modellen unter Nutzung des bestimmten Modells ausführt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Interferenzprüfgerät, welches Interferenz zwischen Robotern oder zwischen einem Roboter und einem Peripheriegerät prüft.
Hintergrund
Ein Interferenzprüfgerät ist ein Gerät, welches die Möglichkeit von Kollisionen zwischen einem Industrieroboter und dessen Peripheriegeräten prüft, um das Auftreten von Kollisionen zu verhindern. Durch Prüfen der Möglichkeit einer Kollision, wenn es die Möglichkeit einer Kollision gibt, gibt das Interferenzprüfgerät einen geeigneten Befehlswert (einen Befehlswert zum Stoppen eines Roboters oder zur Korrektur einer Bewegungsbahn desselben) an einen Roboter oder ähnliches aus, wodurch das Auftreten einer Kollision verhindert wird. Insbesondere werden in einem Interferenzprüfgerät, welches einen Online-Interferenzcheck auch dann ausführt, wenn ein Roboter in Betrieb ist, die tatsächliche genaue Gestalt des Industrieroboters und von Peripheriegeräten nicht benutzt, sondern durch Modelle (beispielsweise einen sphärischen Körper oder einen zylindrischen Körper) ersetzt, die eine leichte und schnelle Berechnungs-Verarbeitung einer Interferenzprüfung ermöglichen, um eine Interferenzprüfung zwischen den Modellen auszuführen.
Wenn ein Modellierungsziel (ein Objekt), wie etwa ein Roboterkörper, durch ein Modell ersetzt wird, teilt das Interferenzprüfgerät das Modellierungsziel vorab in eine Mehrzahl von Regionen auf, wobei die Anzahl der Bewegungsachsen von Gelenken (die Flexibilität eines Mechanismus) o. ä. in Betracht gezogen wird. Das Interferenzprüfgerät arrangiert das Modell derart, dass jedes Gebiet in einem einfachen geometrischen Modell (wie etwa einem sphärischen Körper, einem zylindrischen Körper, einem Quader bzw. rechtwinkligem Prisma oder einem Polyeder) eingeschlossen ist, die als „Primitive” bezeichnet werden. Weiterhin berechnet das Interferenzprüfgerät den kürzesten Abstand zwischen den jeweiligen Primitiven, und wenn der kürzeste Abstand kleiner als 0 oder ein vorab eingestellter vorbestimmter Abstand wird, bestimmt das Interferenzprüfgerät „eine Interferenz wird auftreten” und gibt eine Stoppbefehl aus, um einen Stoppvorgang einzuleiten.
Ein spezielles Modellerzeugungsverfahren für ein Modellierungsziel wird hier beschrieben. Die Modellierung erfordert, dass „ein Modellierungsziel in einem Zustand eingeschlossen ist, wo ein Modell größer als das Modellierungsziel ist”. Betreffend den Einschluss des Ziels, wenn das Ziel in einem übergroßen Raum eingeschlossen ist und die Modelleinstellung zu groß ist, ergibt dies eine fehlerhafte Bestimmung des „eine Interferenz ist aufgetreten”, obgleich es keine Möglichkeit einer Interferenz zwischen den Zielen gibt. Daher ist es, wenn eine Modellierung ausgeführt wird, wichtig, das gesamte Ziel effektiv unter Nutzung eines Modells einzuschließen, welches einen kleinen Überschuss-Raum hat.
Als ein für Interferenzprüfungen verwendetes Modell wurde bis jetzt ein Modell unter Einsatz eines sphärischen Körpers benutzt, welches vorteilhafte Einheits-Bestimmungskosten hat. Sogar wenn eine Bestimmung zwischen sphärischen Körpern ausgeführt wird, steigen aber, wenn die Möglichkeit der Interferenz für alle vorhandenen Modelle geprüft wird, die Berechnungskosten in dem Maße wie die Kombinationen der Modelle an. Um die Effizienz der Berechnungs-Verarbeitung zu erhöhen, wurde daher ein Verfahren zur Bestimmung der Möglichkeit von Interferenz nicht für alle Modelle zu jeder Zeit, sondern eine Bestimmung im Detail nur für einen Abschnitt vorgeschlagen, bei dem eine Möglichkeit der Interferenz besteht.
Gemäß diesem Verfahren wird beispielsweise ein Modell, das einen großen Radius hat und grob durch eine kleine Anzahl von Modellen modelliert wird, und ein Modell mit einem großen Radius, welches detailliert durch eine große Anzahl von Modellen modelliert wird, hierarchisch bezüglich eines Roboters vorgeschlagen. Durch Anwendung eines Verfahrens der Ausführung einer Bestimmung der Interferenz zunächst zwischen groben Modellen und dann, wenn eine Möglichkeit der Interferenz besteht, der Ausführung einer Bestimmung der Interferenz zwischen detaillierten Modellen, werden die Berechnungskosten bei hoher Genauigkeit verringert (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
In einem Gebiet, wo ein Offline- oder Online-Interferenzcheck eines Roboters o. ä. benötigt wird, ist es gewünscht, den Interferenzcheck unter Nutzung eines Modells auszuführen, das genau modelliert ist, wie oben beschrieben.
Zitierungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 3612781

Zusammenfassung
Technisches Problem
Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Technik steigt jedoch, obgleich Bestimmungen von Störungen zwischen allen Modellen vermieden werden können, wenn die Modelle nahe zueinander platziert werden, die Anzahl der die Bestimmung benötigenden Modelle an. Im Ergebnis können, wenn eine detaillierte Modellierung unter Nutzung eines sphärischen Körpers ausgeführt wird, der niedrige Berechnungskosten pro Einheit hat, hohe Berechnungskosten auftreten.
Weiterhin kann, wenn eine einzelne Art von Primitiv auf ein Modell angewandt wird, durch Erhöhung der Anzahl der Modelle von N auf N + 1, das Überschuss-Volumen bei Einschluss des Ziels ansteigen. In diesem Falle können, obwohl es kaum eine Änderung im Überschuss-Einschluss des Modells gibt, die Berechnungskosten der Bestimmung ansteigen. Daher muss, um ein Einschlussvolumen zu verringern und zugleich die Berechnungskosten für alle Zeiten stabil zu halten, kein einzelnes Modell, sondern ein für die spezielle Gestalt effektives Einschlussmodell ausgewählt werden. Wenn es eine Obergrenze der Berechnungskosten gibt, ist es erforderlich zu betrachten, ob die Gesamt-Berechnungskosten nicht die Obergrenze übersteigen.
Beispielsweise steigt bei Nutzung eines zylindrischen Körpers gegenüber dem sphärischen Körper als Einschlussmodell die Interferenz-Prüfzeit pro Modelleinheit an; jedoch kann das Modellierungsziel mit weniger Modellen eingeschlossen werden als bei einem sphärischen Körper. Daher ist es wünschenswert, eine effektive Modellauswahl und -anordnung insgesamt zu studieren. In der Praxis führt jedoch der Nutzer eines Roboters, in den ein Interferenzprüfgerät eingebaut ist, eine Arbeit zur Hinzufügung eines Modells aus, und es hat sich als schwierig herausgestellt, Modellanordnungen durch Nutzereinstellungen unter Würdigung der obigen Faktoren auszuführen.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das Obige gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Interferenzprüfgerät bereitzustellen, welches leicht ein Modell mit einem minimalen Modelleinschlussvolumen mit begrenzten Berechnungskosten generieren kann.
Lösung des Problems
Um die obigen Probleme zu lösen und das Ziel zu erreichen, ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein Interferenzprüfgerät, welches aufweist: eine Modellzahl-Obergrenzen-Eingabeeinheit, in die eine Obergrenze einer Anzahl geometrischer Modelle, die einem Modellierungsziel zugeordnet werden, eingegeben wird, wobei das Modellierungsziel ein Ziel einer Interferenzprüfung ist; eine Modellierungseinheit, die, wenn ein Quader, welcher dazu ausgebildet ist, das Modellierungsziel einzuschließen, als Modellierungsziel als ein Modell für eine Interferenzprüfung eingegeben wird, neue geometrische Modelle nutzt, die niedrigere Berechnungskosten pro Berechnungsabstandseinheit als der Quader haben und deren Anzahl gleich oder kleiner als die Obergrenzen-Zahl der Modelle ist, um den Quader mit den neuen geometrischen Modellen und Modellen des Modellierungsziels zu ersetzen; eine Modellkandidaten-Speichereinheit, die als Modellkandidaten Modelle speichert, in denen die neuen geometrischen Modelle benutzt werden; eine Volumenmodell-Bestimmungseinheit, die aus den Modellkandidaten einen Modellkandidaten herauszieht, auf dem eine Berechnungsverarbeitung der Interferenzprüfung mit einem Berechnungs-Verarbeitungsbetrag ausgeführt werden kann, der gleich oder kleiner als die Berechnungsbetrag-Obergrenze ist, und die, wenn es unter den herausgezogenen Modellkandidaten ein Modell mit einem Volumen gibt, das gleich der oder kleiner als die Volumenobergrenze ist, einen Modellkandidaten mit einem kleinsten Modelleinschlussvolumen als ein Modellmodellierungsziel aus den herausgezogenen Modellkandidaten bestimmt; eine Interferenzprüfeinheit, die eine Interferenzprüfung zwischen Modellen unter Nutzung eines durch die Volumenmodell-Bestimmungseinheit bestimmten Modells ausführt und die, wenn es die Möglichkeit einer Interferenz gibt, einen Betriebsstopp-Befehl ausgibt und, wenn es keine Möglichkeit einer Interferenz gibt, einen Betriebsfortsetzungs-Befehl ausgibt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Wirkung erreicht, dass es möglich ist, leicht ein Modell mit einem minimalen Modelleinschlussvolumen mit begrenzten Berechnungskosten zu erzeugen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration eines Interferenzprüfsystems zeigt, welches ein Interferenzprüfgerät gemäß einer ersten Ausführungsform einschließt.
2 ist ein Blockschaltbild, welches die Konfiguration des Interferenzprüfgeräts gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
3 ist eine erläuternde Darstellung der Berechnungskosten pro Einheitsabstands-Berechnung, wenn eine Bestimmung eines sphärischen Modells ausgeführt wird.
4 ist eine Darstellung, die andere Ziel-Beispiele der Einheitsabstands-Berechnung darstellt.
5 ist ein erläuterndes Diagramm eines Modellierungsprozesses.
6 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Modells zeigt, wenn die Obergrenze der Modellzahl auf eins gesetzt ist.
7 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Modells zeigt, wenn die Obergrenze der Modellzahl auf zwei gesetzt ist.
8 ist eine Darstellung, die die Relation zwischen der Anzahl der Modelle und dem Überschuss-/Einschlussvolumen-Verhältnis zeigt.
9 ist eine Darstellung, die ein anderes Konfigurationsbeispiel des Interferenzprüfsystems zeigt.
10 ist ein Blockschaltbild, welches die Konfiguration des Interferenzprüfgeräts gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
11 ist ein erläuterndes Diagramm eines Aufteilungsprozesses für jede Zusammenstellung unter Nutzung eines CAD/CAM-Systems.
12 ist ein Blockschaltbild, welches die Konfiguration des Interferenzprüfgeräts gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.
13 ist eine Darstellung, die eine Hardware-Konfiguration eines Interferenzprüfgeräts zeigt.
14 ist ein Blockschaltbild, welches die Konfiguration des Interferenzprüfgeräts gemäß der vierten Ausführungsform darstellt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Ein Interferenzprüfgerät gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
Erste Ausführungsform
1 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration eines Interferenzprüfsystems zeigt, welches ein Interferenzprüfgerät gemäß einer ersten Ausführungsform einschließt. Ein Interferenzprüfsystem 100A ist ein System, welches dazu konfiguriert ist, ein Roboter-Produktionssystem, ein Kommunikationsgerät 3, welches eine Verbindung zwischen Geräten des Roboter-Produktionssystems herstellt, und einen Computer 9 einzuschließen, welcher die Einstellungen jedes im Roboter-Produktionssystem vorgesehenen Controllers bzw. jeder Steuerung ändert. Das Interferenzprüfsystem 100A kann anstelle des Kommunikationsgeräts 3 ein Steuergerät, wie etwa einen PLC (Programmable Logic Controller) mit einer Kommunikationsfunktion und einer Funktion der Aussendung von Befehlswerten und Signalen an jedes Gerät einschließen.
Das Kommunikationsgerät 3 führt eine Kommunikation im Interferenzprüfsystem 100A unter Nutzung des Ethernet^® o. ä. aus. Speziell kommuniziert das Kommunikationsgerät 3 mit Robotersteuerungen 2, einer Peripheriegerätesteuerung 4 und dem Computer 9.
Der Computer 9 ist ein Gerät wie etwa ein PC (Personal Computer), welches eine Informationsverarbeitung ausführt. Der Computer 9 ändert die Einstellungen der jeweiligen Controller (wie etwa der Robotersteuerungen 2 und der Peripheriegerätesteuerung 4) über das Kommunikationsgerät 3. Wenn es Geräte gibt, die direkt die Einstellungen der jeweiligen Controller, neben dem Computer 9, ändern, so können diese Geräte in der Konfiguration des Interferenzprüfsystems 100A eingeschlossen sein.
Das Roboter-Produktionssystem ist so konfiguriert, dass es einen Roboter 10, ein Handgerät 6, einen Sichtsensor 7, ein Peripheriegerät 5, die Peripheriegerätesteuerung 4 und die Robotersteuerung (ein Robotersteuergerät) 2 einschließt.
Der Roboter 10 ist mit der Robotersteuerung 2 verbunden und arbeitet gemäß Befehlen von der Robotersteuerung 2. Der Roboter 10 steuert das Handgerät 6 o. ä. gemäß den Befehlen von der Robotersteuerung 2.
Das Handgerät 6 ist ein durch den Roboter 10 angetriebenes bzw. gesteuertes Gerät. Das Handgerät 6 bewegt sich so, dass es nicht mit dem Peripheriegerät 5 o. ä. kollidiert. Der Sichtsensor 7 ist ein Bildsensor, der Bilder nahe dem Handgerät 6, dem Peripheriegerät 5 o. ä. erfasst. Der Sichtsensor 7 ist beispielsweise nahe dem Handgerät 6 vorgesehen und bewegt sich zusammen mit dem Handgerät 6. Der Sichtsensor 7 bewegt sich so, dass er nicht mit dem Peripheriegerät 5 o. ä. kollidiert.
Die Peripheriegerätesteuerung 4 ist mit dem Peripheriegerät 5 verbunden und steuert das Peripheriegerät 5 gemäß Befehlen vom Computer 9. Das Peripheriegerät 5 ist ein Gerät, welches in der Nähe des Roboters 10 angeordnet ist. Das Peripheriegerät 5 ist mit der Peripheriegerätesteuerung 4 verbunden und arbeitet gemäß Befehlen von der Peripheriegerätesteuerung 4.
Die Robotersteuerung 2 ist mit dem Roboter 10, dem Handgerät 6 und dem Sichtsensor 7 verbunden und steuert den Roboter 10, das Handgerät 6 und den Sichtsensor 7 gemäß Befehlen vom Computer 9.
Die Robotersteuerung 2 schließt ein Interferenzprüfgerät 1X ein. Das Interferenzprüfgerät 1X ist ein Gerät, welches einen Interferenzprüfprozess (eine Kollisionsvorhersage) ausführt und die Möglichkeit einer Kollision zwischen dem Handgerät 6 und dem Peripheriegerät 5 oder die Möglichkeit einer Kollision zwischen dem Sichtsensor 7 und dem Peripheriegerät 5 prüft, bevor eine tatsächliche Kollision auftritt. Wenn es die Möglichkeit einer Kollision gibt, gibt das Interferenzprüfgerät 1X einen Befehlswert (einen Befehlswert zum Stoppen des Roboters oder des Handgeräts oder zur Korrektur von deren Bewegungsbahn) an den Roboter 10 oder das Handgerät 6 aus, um die Kollision zu vermeiden. Das Interferenzprüfgerät 1X kann den Befehlswert an das Peripheriegerät 5 ausgeben, um Kollisionen zu vermeiden.
Das Interferenzprüfsystem 100A kann eine Robotersteuerung 2 oder eine Mehrzahl von Robotersteuerungen 2 einschließen. Das Interferenzprüfsystem 100A kann auch eine Peripheriegerätesteuerung 4 oder eine Mehrzahl von Peripheriegerätesteuerungen 4 einschließen. Das Roboter-Produktionssystem muss nicht den Sichtsensor 7 einschließen.
Das Interferenzprüfgerät 1X gemäß der vorliegenden Ausführungsform modelliert jedes der Interferenzprüfziele (den Roboter 10, das Handgerät 6, den Sichtsensor 7 und das Peripheriegerät 5). Wenn es die Möglichkeit einer Interferenz gibt, gibt das Interferenzprüfgerät 1X ein Stoppsignal aus, um das Interferenzprüfziel sicher ohne Auftreten einer Interferenz bzw. Störung zu stoppen. Weil das Interferenzprüfgerät 1X den Algorithmus selbst auf andere Geräte als die Robotersteuerung 2 anwenden kann, kann das Interferenzprüfgerät dazu konfiguriert sein, ein anderes Berechnungs-Verarbeitungsgerät als die Robotersteuerung 2 zu nutzen. Beispielsweise kann das Interferenzprüfgerät 1X in der Peripheriegerätesteuerung 4 vorgesehen sein.
Der bei der vorliegenden Ausführungsform ausgeführte Interferenzprüfprozess wird hier beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Raum, welcher durch einen Bewegungsbereich des Roboters 10 aufgespannt ist und durch den der Roboter 10 hindurchgehen kann, als „Betriebsbereich” bezeichnet. Wenn die Betriebsbereiche zweier oder mehrerer Roboter 10 einander überschneiden, können die Roboter 10 miteinander kollidieren. Als Ausdruck für eine Kollision zwischen den Robotern 10 wird der Begriff „Interferenz” für einen Zustand benutzt, in dem die durch die Roboter 10 eingenommenen Räume miteinander zu einem bestimmten Zeitpunkt eine Überschneidung haben.
Wenn der Roboter 10 durch eine Mehrzahl von Modellen repräsentiert wird, wird ein durch jedes Modell eingenommener Bereich als ein „Interferenzbestimmungsbereich” bezeichnet, und der Begriff „Interferenz” wird auch für einen Zustand benutzt, wo die Interferenzbestimmungsbereiche eine Überschneidung miteinander haben. Das Prüfen dessen, ob eine solche Interferenz auftritt, wird als „Interferenzprüfung” bezeichnet. Um eine Interferenzprüfung auszuführen, ist es erforderlich, jeden Roboter 10 unter Nutzung einer Mehrzahl sphärischer Körper, zylindrischer Körper, Quader o. ä. zu modellieren.
Wenn beispielsweise der Nutzer eine Roboterhand entwirft und die Roboterhand auf ein Produktionssystem anwendet, bevor eine Interferenzprüfung ausgeführt wird, wird die Roboterhand durch ein sphärisches Modell o. ä. modelliert, und Modelltypen (ein sphärischer Körper, ein zylindrischer Körper oder ein Quader), Modellgrößen, Modellanordnungen (welches Objekt ein Modell beschränkt) o. ä. werden vorab eingestellt.
Ein vorab durch einen Roboterhersteller zum Zeitpunkt der Lieferung eingestellter Modellwert kann auf den Körper des Roboters 10 angewandt werden. Jedoch muss der Nutzer die neu eingestellten Modellwerte für das Handgerät 6, den Sichtsensor 7 und das Peripheriegerät 5 wissen, die durch den Nutzer entworfen und ausgewählt werden.
Daher muss der Nutzer die Modellgröße und die Modellposition jedes Modells, das bei der tatsächlichen Berechnung benutzt wird, über einen Trial-and-Error-Prozess bestimmen. Bei der Einstellung solcher Modellbedingungen ist es erforderlich, zwei Beschränkungen in Betracht zu ziehen.
Die erste Beschränkung ist, dass es eine Obergrenze bei der Anzahl der Modelle gibt, die als Modell gehandhabt werden können, infolge der Beschränkung der Kommunikationsgeschwindigkeit zwischen den Robotersteuerungen 2 oder der Speichermöglichkeiten eines Speicherbereichs. Die zweite Beschränkung ist die, dass es eine Obergrenze bezüglich der Anzahl der verarbeitbaren Modelle gibt. Die zweite Beschränkung ergibt sich daraus, dass für den Interferenzprüfprozess allein keine großen Berechnungsressourcen genutzt werden können, weil die Berechnungs-Verarbeitungseinrichtung der Robotersteuerung 2 allgemein eine Mehrzahl von Aufgaben auszuführen hat.
Üblicherweise ist es schwierig gewesen, ein Modell derart einzustellen, dass ein Berechnungs-Verarbeitungsaufwand nicht andere Berechnungsprozesse (beispielsweise die Bewegungsbahnberechnung und die Erzeugung von Beschleunigungs-/Verzögerungs-Befehlen) beeinträchtigt, während zugleich das Volumen eines Einschlussmodelltyps so weit als möglich reduziert wird und diese Restriktionen in Betracht zu ziehen.
Wenn die äußere Form des Gebiets, das man zu modellieren wünscht, als Quader spezifiziert wird, extrahiert das Interferenzprüfgerät 1X gemäß der vorliegenden Ausführungsform automatisch ein Modell, welches ein minimales Einschlussvolumen hat, aus Modellkandidaten, die nicht andere Berechnungsvorgänge bezüglich des Berechnungs-Verarbeitungsaufwands beeinträchtigen.
Die Konfiguration des Interferenzprüfgeräts 1X wird als nächstes beschrieben. 2 ist ein Blockschaltbild, welches die Konfiguration des Interferenzprüfgeräts gemäß der ersten Ausführungsform illustriert. Die Konfiguration eines Interferenzprüfgeräts 1A als Beispiel des Interferenzprüfgeräts 1X wird hier beschrieben.
Das Interferenzprüfgerät 1A schließt eine Quadereinstell-Eingabeeinheit 11, eine Modellzahl-Obergrenzen-Eingabeeinheit 12, eine Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13, eine Modellierungseinheit 14, eine Modellkandidaten-Speichereinheit 17, eine Berechnungsverarbeitungsaufwand-Obergrenzen-Einstelleinheit 16, eine Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A, eine Modelleinstell-Speichereinheit 19, eine Robotersteuerungsgerät-Einstellungsspeichereinheit 15, eine Interferenzprüfeinheit 20 und eine Antriebssteuereinheit 21 ein.
Die Quadereinstell-Eingabeeinheit 11 ist eine Schnittstelle, in die ein Befehl zur Ersetzung eines Modellierungsziels, wie etwa des Handgeräts 6 und des Sichtsensors 7, durch einen Quader (ein Modellierungsbefehl 101) eingegeben wird. Der Modellierungsbefehl 101 wird in die Quadereinstell-Eingabeeinheit 11 durch den Nutzer unter Verwendung einer Maus, einer Tastatur o. ä. eingegeben.
Der Modellierungsbefehl 101, der in die Quadereinstell-Eingabeeinheit 11 eingegeben wird, schließt beispielsweise eine Quadergröße, eine Einschränkungsbedingung o. ä. ein. Die Quadergröße ist beispielsweise „L” (mm), „a” (mm) und „b” (mm) (L ≥ a ≥ b), welche die Längen der drei Seiten des Quaders sind. Die Einschränkungsbedingung ist die Position, in der das Modell eingeschränkt ist, und die Stellung des Modells.
Die Einschränkungsbedingung ist beispielsweise eine Information, die eine Position spezifiziert, die eine Anhangs-Referenz, wie etwa eine Flansch- bzw. Wangenposition, ein Offset-Betrag (X, Y, Z, A, B, C) gegenüber der Position, die die Anhangs-Referenz zur Anhangs-Position eines Modells ist, u. ä. im Roboter 10 ist. In diesem Beispiel bezeichnet „A” einen Rotationsbetrag um die x-Achse, „B” einen Rotationsbetrag um die y-Achse und „C” einen Rotationsbetrag um die z-Achse.
Die Rotationsbeträge und Offsetbeträge werden auf der Basis eines speziellen Koordinatensystems definiert. Das Koordinatensystem wird für jede Roboterachse vorab definiert, und es wird angenommen, dass das Koordinatensystem beispielsweise in Form eines Basis-Systems eines Erste-Achse-Koordinatensystems, eines Zweite-Achse-Koordinatensystems, eines Dritte-Achse-Koordinatensystems, eines Vierte-Achse-Koordinatensystems, eines Fünfte-Achse-Koordinatensystems, eines Sechste-Achse-Koordinatensystems und eines Flanschpositions-Koordinatensystems bestimmt ist. Die Quadereinstell-Eingabeeinheit 11 sendet den Modellierungsbefehl 101 an die Einschlussvolumen-Vergleiche-Einheit 13 und die Modellierungseinheit 14.
Die Modellzahl-Obergrenzen-Eingabeeinheit 12 ist eine Schnittstelle, in die eine Modellzahl-Obergrenze 102 eingegeben wird, welche die Obergrenze der Anzahl von Modellen ist. Die Modellzahl-Obergrenze 102 wird in die Modellzahl-Obergrenzen-Eingabeeinheit 12 durch den Nutzer unter Nutzung einer Maus, einer Tastatur o. Ä. eingegeben. Die Modellzahl-Obergrenze 102 ist die erlaubte Obergrenze der Anzahl von Modellen, die dem Modellziel zugeordnet ist. Die Modellzahl-Obergrenze 102 ist eine ganze Zahl, die gleich oder größer als 1 ist und keine Obergrenze hat. Die Modellzahl-Obergrenzen-Eingabeeinheit 12 sendet die Modellzahl-Obergrenze 102 an die Modellierungseinheit 14.
Der Grund dafür, dass das Modellierungsziel als Quader spezifiziert wird, ist, dass viele der verschiedenen Formen in der FA (Fabrikautomatisierung) leicht in eine rechteckige Gestalt eingeschlossen werden können und daher die Einstellungen leicht sind. Die Berechnungskosten eines Intramodell-Abstandes und einer Kollisionsbestimmung unter Nutzung der rechteckigen Gestalt schließen einen großen Aufwand an Informationsverarbeitung ein, und es ist daher schwierig, die rechtwinklige Gestalt für Echtzeitberechnungen zu nutzen. Daher ersetzt die Modellierungseinheit 14 im Interferenzprüfgerät 1A das Quadermodell durch ein sphärisches oder zylindrisches (säulenartiges) Modell, mit denen die Informationsverarbeitung bei niedrigen Einheits-Berechnungskosten und durch Echtzeitberechnung ausgeführt werden kann.
Die Modellierungseinheit 14 ersetzt das Modellierungsziel durch ein sphärisches Modell, ein zylindrisches Modell o. Ä. auf der Basis des Modellierungsbefehls 101, der ein Befehl vom Nutzer ist, wodurch ein Modellierungsprozess ausgeführt wird. Die Modellierungseinheit 14 ersetzt das Modellierungsziel durch ein neues geometrisches Modell (wie etwa ein sphärisches Modell oder ein zylindrisches Modell), welches niedrigere Berechnungskosten pro Einheitsabstands-Berechnung als dasjenige des Quaders hat, um eine Modellierung auszuführen. Die Modellierungseinheit 14 erzeugt ein Modell durch Nutzung von einer gleichen oder kleineren Anzahl von Modellen als der Obergrenze der Anzahl der geometrischen Modelle (der Anzahl der Modelle N) (der Modellzahl-Obergrenze 102), die durch den Nutzer in Bezug auf jeden Typ einer Mehrzahl von Typen geometrischer Modelle spezifiziert ist.
Die ”Berechnungskosten pro Einheitsabstandsberechnung” werden hier unter Nutzung eines speziellen Falles beschrieben. Die Verarbeitung gibt Berechnungskosten an, die in eine ”Abstandsberechnung” einfließen. 3 ist eine erläuternde Darstellung der Berechnungskosten pro Einheitsabstandsberechnung, wenn eine sphärische Modellbestimmung bzw. Bestimmung anhand eines sphärischen Modells ausgeführt wird. Beispielsweise repräsentiert, wie in 3 dargestellt, im Falle einer Bestimmung zwischen Kugeln (einer sphärischen Modellbestimmung), die ”Abstandsberechnung zwischen Punkten” die Kosten einer Berechnung. Wenn angenommen wird, dass der Mittelpunkt eines bestimmten Modells iP1 ist, der Mittelpunkt eines anderen Modells jP2 ist, und P1 = (X1, Y1, Z1) und P2 = (X2, Y2, Z2) ist, kann ein Abstand L_j zwischen P1 und P2 durch die folgende Formel erhalten werden. L_ij= |P1 – P2| = √((X1 – X2)^2 + (Y – Y2)^2 + (Z1 – Z2)^2)
4 ist eine Darstellung, die andere Zielbeispiele der Einheitsabstandsberechnung illustriert. Als Ziel der Einheitsabstandsberechnung können ein Zylinder 301 (ein Einschlusskörper, der durch einen bestimmten Abstand von einem Liniensegment mit gegenüberliegenden Enden mit halbkugelförmiger Gestalt definiert ist), wie in 4(a) illustriert, ein Kreiszylinder 302, wie in 4(b) illustriert, und eine finite Ebene (eine polygonale Gestalt, wie etwa ein Dreieck 303B oder ein Rechteck 303A), wie in 4(c) und 4(d) dargestellt, betrachtet werden. Weiterhin können als Ziel der Einheitsabstandsberechnung ein Kegel (ein Kreiskegel), eine dreieckige Pyramide 305 wie in 4(d) dargestellt, o. Ä.), ein Polyeder (ein Tetraeder, ein Hexaeder 304, wie in 4(c) dargestellt, ein Oktaeder o. Ä.) und Einschlusskörper 306A und 306B (eine geschlossene Region, eingeschlossen durch eine gekrümmte Oberfläche mit einem bestimmten Abstand von einer gekrümmten Linie), wie in 4(e) und 4(f) dargestellt, betrachtet werden.
5 ist eine erläuternde Darstellung eines Modellierungsprozesses. In 5 ist ein Modellierungsprozess eines Falles dargestellt, wo eine Roboterhand 30, die ein Teil des Handgerätes 6 ist, durch den Nutzer entworfen und auf ein Produktionssystem angewandt wird. Die Modellierungseinheit 14 modelliert die Roboterhand 30 durch ein vorbestimmtes Modell auf der Basis des Modellierungsbefehls 101 und setzt die Beschränkungsbedingung beschränkt auf der Handspitzenseite des Roboters 10 im Modell. 5 illustriert jeweilige Modelldiagramme, wenn die Roboterhand 30 durch ein sphärisches Modell 31, ein zylindrisches Modell 32 und ein Quadermodell 33 modelliert wird.
Die Modellierungseinheit 14 setzt die Modelltypen (einen sphärischen Körper, einen zylindrischen Körper, ein Quader u. ä.), die Modellgrößen und die Anordnung der Modelle (welchen Objektbeschränkungen ein Modell unterliegt) auf der Basis des Modellierungsbefehls 101, bevor eine Interferenzprüfung ausgeführt wird. Die Modellierungseinheit 14 ersetzt das Modellierungsziel durch das sphärische Modell, das zylindrische Modell o. Ä. auf der Basis der Modelltypen, der Modellgrößen und der Anordnungen der Modelle, die durch den Modellierungsbefehl 101 spezifiziert sind. Die Modellierungseinheit 14 speichert das Modellierungsziel (den Modellkandidaten), ersetzt durch das sphärische Modell, das zylindrische Modell o. Ä. als Modellinformation 103 in der Modellkandidaten-Speichereinheit 17. Die Modellinformation 103 ist Information über die Modellkandidaten und enthält den Modellkandidaten selbst, die Anzahl der jeweiligen Modelle, den Typ des entsprechenden Modells, die Größe des entsprechenden Modells und die Anordnung der jeweiligen Modelle. Die Modellierungseinheit 14 erzeugt eine Mehrzahl von Modellkandidaten und speichert jeden der Modellkandidaten in der Modellkandidaten-Speichereinheit 17.
Die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13 berechnet das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis des Modells zum Modellierungsziel auf der Basis der Quadergröße in dem Modellierungsbefehl 101 und der Modellinformation 103. Das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis ist ein Wert, der durch Dividieren des Volumens des Modells, welches überschüssig das Modellierungsziel einschließt, durch das Volumen des Modellierungsziels erhalten wird. Die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13 berechnet das Volumen des Modellierungsziels auf der Basis der Quadergröße in dem Modellierungsbefehl 101 und berechnet das Volumen des Modells auf der Basis der Modellinformation 103. Die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13 speichert das berechnete Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis als Modellierungs-Überschussbetrag 104 in der Modellkandidaten-Speichereinheit 17. Die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13 kann einen Grenzwert (eine Erlaubtheit) des Volumens des Modells in der Modellkandidaten-Speichereinheit 17 als den Modellierungs-Überschussbetrag 114 an Stelle des Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnisses speichern. Der Grenzwert des Volumens des Modells kann ein Verhältnis oder eine Differenz in Bezug auf das Volumen des Modellierungsziels sein.
Die Modellkandidaten-Speichereinheit 17 ist ein Speicher o. Ä., der die Modellinformation 103 und den Modellierungs-Überschussbetrag 104 speichert. Die Modellkandidaten-Speichereinheit 17 speichert die Modellinformation 103 und den Modellierungs-Überschussbetrag 104 in Verknüpfung miteinander.
Die Robotersteuergerät-Einstellungsspeichereinheit 15 ist ein Speicher o. Ä., der sich auf den Berechnungs-Verarbeitungsaufwand, der für jeden durch die Steuerung ausgeführten Prozess erforderlich ist, beziehende Information als Verarbeitungsinformation 105 speichert. Die Verarbeitungsinformation 105 schließt beispielsweise optional Verarbeitungs-Funktionsinformation ein, die in jeder Steuerung gültig ist, die Berechnungs-Verarbeitungszeit jeder Verarbeitungsfunktion, und die Berechnungs-Verarbeitungszeit in einem Steuerzyklus.
Die Robotersteuergerät-Einstellungsspeichereinheit 15 speichert die Interferenzprüfungs-Bestimmungszeit für jedes Einheitsmodell (einen Berechnungsaufwand, der für jede Modelleinheit bzw. jedes Einheitsmodell erforderlich ist), die durch jede der Robotersteuerungen 2 zu verarbeiten ist, als Modelleinheit-Berechnungsaufwand 108.
Die Berechnungsverarbeitungsaufwand-Obergrenzen-Einstelleinheit 16 liest die Verarbeitungsinformation 105 aus der Robotersteuergerät-Einstellungsspeichereinheit 15 und berechnet eine Berechnungs-Verarbeitungszeit 106 (eine Obergrenze des Berechnungsaufwandes), die für eine Interferenzprüfung durch die Robotersteuerung 2 benutzt werden kann, auf der Basis der Verarbeitungsinformation 105. Die Berechnungsverarbeitungsaufwand-Obergrenzen-Einstelleinheit 16 gibt die berechnete Berechnungs-Verarbeitungszeit 106 an, die minimal Einschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A aus.
Die Modelleinstell-Speichereinheit 19 speichert Information, die für die Modellanordnung für eine Interferenzprüfung erforderlich ist, eingeschlossen in die Modellinformation 103, wie den Typ des jeweiligen Modells, die Anzahl der entsprechenden Modelle, die Größe der entsprechenden Modelle und die Anordnungsinformation über entsprechende Modelle, die dem Roboterarm (dem Roboter 10 und der Handeinrichtung 6), dem Sichtsensor 7 und dem Peripheriegerät 5 zugeordnet ist.
Zum Zeitpunkt der Einstellung bzw. des Setzens eines neuen Modells wird ein Minimaleinschlussvolumen-Modell 109 in der Modelleinstell-Speichereinheit 19 als Einstellmodellinformation 110 gelesen. Die Einstellmodellinformation 110 ist beispielsweise Information über den Modelltyp und die Anzahl der Modelle des dem Roboterarm (dem Roboter 10 und der Handeinrichtung 6) zugeordneten Modells. Zur Zeit der Ausführung der Interferenzprüfung wird das Minimaleinschlussvolumen-Modell 109 in der Modelleinstell-Speichereinheit 19 direkt gelesen.
Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A liest die Modellinformation 103 und den Modellierungs-Überschussbetrag 104 als Modellkandidateninformation 107 aus der Modellkandidaten-Speichereinheit 17.
Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A liest auch den Modelleinheit-Berechnungsaufwand 108 aus der Robotersteuergerät-Einstellungsspeichereinheit 15 und liest die Modelleinstellinformation 110 aus der Modelleinstell-Speichereinheit 19.
Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A extrahiert einen Modellkandidaten, der der Schwellenwertbedingung des Verarbeitungsberechnungsaufwandes gerecht wird, aus den Modellkandidaten. Speziell berechnet die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A die Anzahl der für eine Interferenzprüfung erforderlichen Berechnungen bezüglich jedes Modellkandidaten auf der Basis der Einstellmodellinformation 110 und der Modellkandidateninformation 107. Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A berechnet auch die Berechnungsverarbeitungszeit, die für eine Interferenzprüfung für jede Kombination aus einem zylindrischen Körper und einem sphärischen Körper auf der Basis der berechneten Anzahl von Berechnungen und des Modelleinheit-Berechnungsaufwandes 108. Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A wiederholt die Berechnungsverarbeitung eine ”Anzahl von Modelltypen × Anzahl von Modellen” Mal.
Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A vergleicht die Berechnungsverarbeitungszeit für jede Interferenzprüfung und die Berechnungsverarbeitungszeit 106, die für eine Interferenzprüfung genutzt werden kann. Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A extrahiert aus den Modellkandidaten nur diejenigen Modellkandidaten, die eine Interferenzprüfung in einer Berechnungsverarbeitungszeit erlauben, die kürzer als die Berechnungsverarbeitungszeit 106 ist, die für die Interferenzprüfung genutzt werden kann. Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A wählt einen Modellkandidaten, der den kleinsten Modellierungs-Überschussbetrag 104 hat, aus den extrahierten Modellkandidaten und speichert den ausgewählten Modellkandidaten in der Modelleinstellungs-Speichereinheit 19 als Minimaleinschlussvolumenmodell 109. Zu dieser Zeit, wenn es ein altes Minimaleinschluss-Volumenmodell 109 bezüglich eines Modellierungsziels in der Modelleinstell-Speichereinheit 19 gibt, überschreibt die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A das alte Minimaleinschluss-Volumenmodell 109 mit dem neuen Minimaleinschluss-Volumenmodell 109.
Die Interferenzprüfeinheit 20 führt eine Interferenzprüfung unter Nutzung des in der Modelleinstell-Speichereinheit 19 gespeicherten Minimaleinschluss-Volumenmodells 109 aus.
Zu dieser Zeit führt die Interferenzprüfeinheit 20 die Interferenzprüfung unter Nutzung der Modellgröße mit einer Modellpositions-Einschränkungsbedingung 111 aus, die im Minimaleinschlussvolumen-Modell 109 gesetzt ist. Die Modellpositions-Einschränkungsbedingung 111 ist eine Bedingung, die sich auf die Position bezieht, wo das Modell eingeschränkt ist, und dessen Stellung bzw. Ausrichtung, und ist eingeschlossen in den Modellierungsbefehl 101.
Wenn die Interferenzprüfeinheit 20 feststellt, dass es eine Möglichkeit einer Interferenz gibt, gibt die Interferenzprüfeinheit 20 einen Betriebsstopp-Befehl an die Antriebssteuereinheit 21 aus. Wenn die Interferenzprüfeinheit 20 ermittelt, dass es keine Möglichkeit einer Interferenz gibt, gibt die Interferenzprüfeinheit 20 einen Betriebsfortsetzungs-Befehl an die Antriebssteuereinheit 21 aus. Die Interferenzprüfeinheit 20 gibt den Betriebsstopp-Befehl oder den Betriebsfortsetzungs-Befehl an die Antriebssteuereinheit 21 als Betriebsänderungsbefehlswert 112 aus. Die Antriebssteuereinheit 21 führt eine Antriebssteuerung gemäß dem Betriebsänderungsbefehlswert 112 bezüglich des Roboters 10 und des Handgerätes 6 aus.
Der Verfahrensablauf des Interferenzprüfverfahrens, das durch das Interferenzprüfgerät 1a ausgeführt wird, wird nachfolgend beschrieben. Der Modellierungsbefehl 101 wird in die Quadereinstell-Eingabeeinheit 11 durch den Nutzer vorab eingegeben. Die Quadereinstell-Eingabeeinheit 11 sendet den Modellierungsbefehl 101 an die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13 und die Modellierungseinheit 14. Die Modellzahl-Obergrenze 102 wird in die Modellzahl-Obergrenzen-Eingabeeinheit 12 durch den Nutzer vorab eingegeben. Die Modellzahl-Obergrenzen-Eingabeeinheit 12 sendet die Modellzahl-Obergrenze 102 an die Modellierungseinheit 14.
Die Modellierungseinheit 14 speichert vorab in der Modellkandidaten-Speichereinheit 17 die Modellinformation 103 (die Anzahl der jeweiligen Modelle, den Typ des jeweiligen Modells, die Größe des jeweiligen Modells und die Anordnung der jeweiligen Modelle), um benutzt zu werden, wenn der Modellierungsablauf gemäß dem Modellierungsbefehl 101 ausgeführt wird. Die Modellierungseinheit 14 sendet die Modellinformation 103 an die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13.
Die Modellierungseinheit 14 ersetzt das Modellierungsziel durch ein sphärisches Modell, ein zylindrisches Modell o. Ä. auf der Basis des Modellierungsbefehls 101 und der Modellzahl-Obergrenze 102. Entsprechend führt die Modellierungseinheit 14 das Modellierungsverfahren bezüglich des Modellierungsziels aus, um eine Mehrzahl von Modellkandidaten zu erzeugen. Die Modellierungseinheit 14 schließt die Modellkandidaten in die Modellinformation 103 ein und speichert die Modellinformation 103 in der Modellkandidaten-Speichereinheit 17.
Die Anzahl der Modelle und das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis werden hier beschrieben. Allgemein sinkt, wenn die Anzahl der Modelle ansteigt, der im Modell enthaltene Fehlerbetrag (der Betrag des Fehlers zwischen dem Modell und dem Modellierungsziel). Der Fehlerbetrag fällt nicht einfach ab. 6 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Modells zeigt, wenn die Modellzahl-Obergrenze auf eins gesetzt ist. 7 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Modells zeigt, wenn die Modellzahl-Obergrenze auf zwei gesetzt ist.
6 stellt ein Modell 51 dar, in dem eine Quaderform (ein langes und dünnes Objekt) 50 durch einen sphärischen Körper modelliert wird, und Modelle 60 und 61, in denen eine Quaderform 50 durch einen zylindrischen Körper modelliert wird, mit einer Einschränkung, dass ein Modell benutzt werden kann. Der zylindrische Körper ist in einer Gestalt, in der der sphärische Körper gestreckt ist, und die Einschlussrichtungen haben zwei Muster in absteigender Reihenfolge und eine Länge in Längsrichtung. In 6 ist ein durch einen zylindrischen Körper mit der gleichen Längsrichtung wie der Längsrichtung der Quaderform 50 modelliertes Modell durch das Modell 61 dargestellt, und ein durch einen zylindrischen Körper, der eine Längsrichtung senkrecht zur Längsrichtung der Quaderform 50 hat, modelliertes Modell ist durch das Modell 60 repräsentiert.
In dem Fall, dass die Modellzahl-Obergrenze auf eins gesetzt ist, wird, wenn die Quaderform 50 durch einen sphärischen Körper modelliert wird, das Modellieren derart ausgeführt, dass das den sphärischen Körper benutzende Modell ein minimales Volumen hat; daher wird das Modell 51 gesetzt. Weiter wird in dem Fall, dass die Modellzahl-Obergrenze auf eins gesetzt ist, wenn die Quaderform 50 durch einen zylindrischen Körper modelliert wird, das Modellieren derart ausgeführt, dass das den zylindrischen Körper nutzende Modell ein minimales Volumen hat; daher wird das Modell 61 gesetzt.
7 illustriert Modell 52A und 52B, in denen die Quaderform 50 durch sphärische Körper modelliert wird, und Modelle 62A und 62B und Modelle 63A und 63B, in denen die Quaderform 50 durch zylindrische Körper modelliert wird, mit der Einschränkung, dass zwei oder weniger Modelle benutzt werden können. Wenn die Modellzahl-Obergrenze auf zwei gesetzt ist, kann die Quaderform 50 durch einen sphärischen Körper oder einen zylindrischen Körper modelliert werden. Jedoch wird in diesem Fall die Quaderform 50 dasselbe Modell wie in 6. Daher sind Darstellungen hiervon in 7 fortgelassen.
In 7 sind Modelle durch zylindrische Körper modelliert, die die gleiche Längsrichtung wie die Längsrichtung der Quaderform 50 haben und diese sind durch die Modelle 63A und 63B repräsentiert; und Modelle, die durch zylindrische Körper, deren Längsrichtung senkrecht zur Längsrichtung der Quaderform 50 sind, modelliert sind, sind durch die Modelle 62A und 62B repräsentiert.
In dem Fall, dass die Modellzahl-Obergrenze auf zwei gesetzt ist, wenn die Quaderform 50 durch sphärische Körper modelliert wird, wird die Modellierung derart ausgeführt, dass das die sphärischen Körper nutzende Modell ein minimales Volumen hat; daher sind die Modelle 52A und 528 gesetzt. Weiter wird in dem Fall, dass die Modellzahl-Obergrenze auf zwei gesetzt ist, wenn die Quaderform 50 durch zylindrische Körper modelliert wird, die Modellierung derart ausgeführt, dass das die zylindrischen Körper nutzende Modell ein minimales Volumen hat; daher sind die Modelle 63A und 63B gesetzt.
Wie in den 6 und 7 dargestellt, wenn ein zylindrisches Modell zur Modellierung genutzt wird, kann verstanden werden, dass es weniger Vergeudung bei der Modellierung (dem Einschlussvolumen) gibt. Dies kann durch einen verstandesmäßigen Trial-and-Error-Prozess angenommen bzw. erreicht werden. Jedoch steigt der für eine Interferenzprüfung zwischen sphärischen Körpern und eine Interferenzprüfung zwischen zylindrischen Körpern erforderliche Berechnungsaufwand auf ein Mehrfaches, verglichen mit dem Fall eines sphärischen Körpers. Daher, weil abhängig von der Modellkonfiguration der Berechnungsaufwand zu stark ansteigt, wird der Durchsatz im Interferenzprüfverfahren der gesamten durch die Robotersteuerung 2 ausgeführten Verarbeitung zu groß. 8 ist eine Darstellung, die die Relation zwischen der Anzahl der Modelle und dem Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis zeigt. 8 ist die Relation zwischen der Anzahl der Modelle und dem Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis, wenn ein sphärisches Modell (eine Kugel) benutzt wird, durch die Relation 71 repräsentiert. Weiterhin ist die Relation zwischen der Anzahl der Modelle und dem Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis, wenn ein zylindrisches Modell (ein Zylinder) benutzt wird, durch die Relationen 72 und 73 repräsentiert. Die Relation 72 repräsentiert eine Relation, wenn die Längsrichtung des zylindrischen Modells in ein „L” ist, und die Relation „73” repräsentiert eine Relation, wenn die Längsrichtung desselben „a” ist.
In 8 ist die Anzahl der Modelle auf der horizontalen Achse aufgetragen und das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis ist auf der vertikalen Achse aufgetragen. Das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis bei diesem Beispiel ist ein Betrag, der durch Dividieren des Volumens, welches überschüssig das Quadermodell einschließt, durch das Volumen des Quadermodells erhalten wird, wobei der Fall, dass das Quadermodell (ein Modellierungsziel) gerade eingeschlossen wird, als 0 gesetzt ist. Mit anderen Worten, das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis repräsentiert ein Verhältnis, welches den Betrag des überschüssigen Einschließens ausdrückt.
Wie in 8 dargestellt, wurde, wenn das Ausmaß der nutzbaren Zahl von Modellen groß ist, gefunden, dass in einer Anordnung, in der die Anzahl der Modelle einfach erhöht wird, der überschüssige Einschlussbetrag bei Erhöhung der Anzahl der Modelle ansteigt.
Unter diesen Umständen benutzt die Modellierungseinheit 14 zwei Informationselemente (den Modellierungsbefehl 101 und die Modellzahl-Obergrenze 102), die vorab durch den Nutzer spezifiziert werden, um ein Modellierungsverfahren „Anzahl der Modelltypen M × Anzahl der Modelle N” Male auszuführen. N und M sind hier natürliche Zahlen. Die Anzahl der Modelle N ist durch die Modellzahl-Obergrenze 102 definiert. Wenn der Modelltyp „sphärischer Körper”, „zylindrischer Körper” und „sphärischer Körper und zylindrischer Körper” ist, ist die Anzahl der Modelltypen M drei. Das heißt, die Anzahl der Modelltypen bezieht sich auf die Anzahl aller Kombinationen, die auf der Basis der Anzahl der benutzten Modelle und des Modelltyps berechnet werden können. In diesem Fall führt die Modellierungseinheit 14 den Modellierungsprozess n Male für den Fall aus, dass ein sphärisches Modell angewandt wird. Sie führt den Modellierungsprozess N Male für den Fall der Anwendung eines zylindrischen Modells aus und sie führt den Modellierungsprozess N Male für den Fall der Nutzung eines sphärischen Modells und eines zylindrischen Körpers aus. Folglich führt die Modellierungseinheit 14 den Modellierungsprozess M × N Male aus.
Im Modellierungsverfahren für jeden Modelltyp führt die Modellierungseinheit 14 ein Verfahren des Aufteilens des Modells selbst in k (k = 1 bis N) Quader aus, unter der Annahme, dass die von der Modellzahl-Obergrenzen-Eingabeeinheit 12 erhaltene Obergrenze N ist. Ein Verfahren zum Aufteilen des Modells in k ist für jeden Modelltyp unterschiedlich. In Bezug hierauf wird unten ein Beispiel einer Modellierungsregel für jeden Modelltyp beschrieben.
Wenn als Modelltyp ein sphärischer Körper benutzt wird, kann ein effektiver Einschluss durch Aufteilen des Modellierungsziels in Quader erfolgen, die eine Quaderform soweit als möglich annähern, in Bezug auf den bereitgestellten Modellierungsbefehl 101. Ein Ziel der Aufteilung ist daher eine Regel des Erzeugens so vieler Modelle, die eine Quaderform approximieren, wie möglich. Im Falle eines sphärischen Körpers kann eine Zentralposition Pcnt_ki gemäß der folgenden Gleichung (1) unter Nutzung von Endpunkten P1_ki, P2_ki, P3_ki, P4_ki, P5_ki, P6_ki, P7_ki, P8_ki des ki-ten (i = 1, ..., N) Quaders nach der Aufteilung erhalten werden, und ein Radius R kann gemäß der folgenden Gleichung (2) erhalten werden, wobei norm(*) eine Funktion zur Berechnung der Norm eines Vektors * ist. Pcnt_ki = (P1_ki + P2_ki + P3_ki + P4_ki + P5_ki + P6_ki + P7_ki + P8_ki)/8 (1) R = norm(Pcnt_ki – P1_ki) (2)
Im Fall eines sphärischen Körpers wird eine Anordnung, die das minimale Einschlussvolumen mit einem Modell des spezifizierten Modelltyps (einem sphärischen Körper oder einem zylindrischen Körper) realisiert, automatisch unter der Bedingung berechnet, dass die nutzbare Anzahl der Modelle k (k = 1 bis N) ist. Als ein Verfahren zum Anordnen wird der durch den Modellierungsbefehl 101 bereitgestellte Quader durch die spezifizierte Anzahl von Aufteilungen in einer unten repräsentierten spezifizierten Richtung aufgeteilt, um einen sphärischen Körper zu definieren, der minimal den aufgeteilten Quader einschließt.
Dies wird unten unter Nutzung der Längen der drei Seiten des Quaders, d. h. „L” (mm), „a” (mm) und „b” (mm) (L ≥ a ≥ b), beschrieben. Die Aufteilungsrichtung und die Anzahl der Aufteilungen sind derart definiert, dass die Anzahl der Aufteilungen in der definierten Richtung von „L” (mm) k_L (Male), die Anzahl der Aufteilungen in der definierten Richtung „a” (mm) k_a (Male) und die Anzahl der Aufteilungen in der definierten Richtung von „b” (mm) k_b (Male) ist, jeweils beginnend von k_L = 0, k_a = 0 und k_b = 0. Zuerst wird k_L erhöht, und wenn k_L eine vorbestimmte Bedingung erfüllt, wird gemäß einer später beschriebenen Prozedur k_a erhöht. Ähnlich wird, wenn k_a eine vorbestimmte Bedingung erfüllt, k_b erhöht, wodurch die Aufteilung ausgeführt wird. k_L, k_a und k_b werden jeweils um 1 erhöht, jedes Mal, wenn die Anzahl der Aufteilungen in die jeweiligen Richtungen erhöht wird. Danach ist die Anzahl der Aufteilungen des Quaders, die durch den Modellierungsbefehl 101 bereitgestellt wird, definiert als k_tot = k_L + k_a + k_b, und der durch den Modellierungsbefehl 101 bereitgestellte Quader wird aufgeteilt, bis die Anzahl der Quader (k_tot + 1) nach der Aufteilung die nutzbare Anzahl k der Modelle erreicht.
Wenn eine Aufteilung in jede Richtung vorgenommen wird, wird ein solches Vorgehen benutzt, dass ein Quader bei einer Aufteilung in zwei Quader aufgeteilt wird. Wenn die nutzbare Anzahl k der Modelle bestimmt wird wie unten beschrieben, führt die Modellierungseinheit 14 einen vorbestimmten Aufteilungsprozess aus, bis k_tot den Modellierungsprozess k erreicht. Demgemäß erreicht k_tot k, und die aufteilten Quader sind eindeutig bestimmt.
Der minimal einschließende sphärische Körper in diesem Fall ist ein sphärischer Körper mit einer diagonalen Linie der aufgeteilten Quader, wie durch Gleichung (2) ausgedrückt, als Durchmesser. Der vorbestimmte Aufteilungsprozess des Modellierungsprozesses in der Modellierungseinheit 14 wird nachfolgend beschrieben. Zuerst wird im Falle einer Aufteilung in k_L geprüft, ob die nachfolgende Bedingung (Gleichung (3)) erfüllt ist. Wenn Gleichung (3) erfüllt ist, wird k_L um 1 erhöht, um den Aufteilungsprozess fortzuführen. L/(k_L + 1) ≥ a (3)
Wenn Gleichung (3) nicht erfüllt ist, wird die Längsrichtung, in die die Aufteilung ausgeführt wird, zur definierten Richtung von „a” (mm) geändert, um die Aufteilung auszuführen. Wenn die Aufteilungsrichtung zu ändern ist, wird das anfängliche k_L, durch das L/(k_L + 1) ≥ a erfüllt ist, als k_L0 bezeichnet, und die Differenz zwischen dem anfänglichen k_L und dem aktuellen k wird als Δk = k – (k_L0 + 1) bezeichnet. Wenn Δk > 0, wird überprüft, ob die nachfolgende Bedingung (Gleichung (4)) erfüllt ist. a ≥ L/(k_L0 + 1) (4)
Wenn die Bedingung der Gleichung (4) erfüllt ist, wird die Aufteilung in zwei Teile unter Bezeichnung der Längsrichtung als Definitionsrichtung von „a” (mm) ausgeführt. Als Aufteilungsverfahren werden im Falle von (k_L0 + 1) ≥ Δk, Δk Quader unter den (k_L0 + 1) Quadern in zwei Teile in Richtung der Längsrichtung „a” aufgeteilt, wodurch die Aufteilung beendet wird. Das Aufteilungsziel wird beispielsweise von der zur Hand tip nächstliegenden Seite ausgeführt. Im Falle von (k_L0 + 1) < Δk wird, nachdem der Prozess des Aufteilens des Quaders in zwei Teile in Richtung der Längsrichtung „a” k0 Male ausgeführt ist, geprüft, ob die nachfolgende Bedingung (Gleichung (5)) erfüllt ist. L/(k_L0 + 1) ≥ a/2 (5)
Wenn Gleichung (5) erfüllt ist, wird die Aufteilungsrichtung geändert, und die Definitionsrichtung der Längsrichtung „L” (mm) wird in k_L0 + 1 aufgeteilt. Wenn Gleichung (5) nicht erfüllt ist, wird die Aufteilung in Definitionsrichtung der Längsrichtung „a” (mm) fortgesetzt. Um den Prozess bis zur Formel (5) zusammen mit der Aufteilung in Richtung „b” zu verallgemeinern, wenn angenommen wird, dass die Anzahl der Aufteilungen der entsprechenden Seiten „L”, „a” und „b” bezüglich der jeweiligen Achsenrichtungen k_Ln (Male), k_an (Male) und k_bn (Male) (vorausgesetzt, dass n = 0, 1, 2, ...) als jeweilige Bedingungen erfüllt sind, wird die größte Anzahl von Aufteilungen, gesehen von den jeweiligen Achsenrichtungen (der Richtung „L”, der Richtung „k”, der Richtung „b”), wenn eine andere Längsachsenrichtung in jeder Stufe erzeugt wird, wie die Definition von k_L0 ist, definiert als k_Ln, k_an und k_bn. Diese sind in jeder Stufe definiert und die Längen L/k_Ln, a/k_an und b/k_bn werden jedes Mal verglichen, wenn die Anzahl der Aufteilungen k_L, k_a und k_b in den jeweiligen Richtungen ansteigt. In diesem Falle wird L zuerst aufgeteilt, und zu einem Zeitpunkt, wenn die nachfolgende Formel (6) erfüllt ist, wird die Aufteilungsrichtung auf „a” umgeschaltet. Zu einem Zeitpunkt, wenn die nachfolgende Gleichung (7) erfüllt ist, wird geprüft, ob die nachfolgende Gleichung (8) erfüllt ist. L/(k_Ln + 1) < a/(k_an + 1) (6) L/(k_Ln + 1) ≥ a/(k_an + 1) (7) L/(k_Ln + 1) < a/(k_bn + 1) (8)
Wenn die Gleichung (8) erfüllt ist, wird die Anzahl der Aufteilungen in Richtung „b” um eins erhöht. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Gleichung (8) nicht erfüllt ist, die Anzahl der Aufteilungen in Richtung „L” nochmals um eins erhöht. In dem Fall, dass die Anzahl der Aufteilungen erhöht wird, wenn k_tot = k_L + k_a + k_b den Wert k – 1 erreicht hat, endet die Aufteilung, und ein sphärisches Modell ist gemäß der Gleichung (1) und Gleichung (2) definiert. Durch dieses Vorgehen wird ein durch die Aufteilung und die Position und die Größe des sphärischen Modells hierzu korrespondierend definierender Quader bezüglich jedes der Fälle k = 1 bis N erhalten.
Wenn ein zylindrischer Körper als Modelltyp benutzt wird, kann ein effektiver Einschluss durch Erzeugung eines Objekts mit einer langen Form, dessen Endflächen Quadrate sind, erzielt werden. Folglich wird keine Aufteilung in Richtung „L” ausgeführt und eine Aufteilung in die Richtung „a” oder in die Richtung „b” ausgeführt, wodurch die Aufteilung derart fortgeführt wird, dass die Querschnittsfläche nach der Aufteilung senkrecht zur Richtung „L” soweit als möglich ein Quadrat annähert. Als ein Verfahren zur Aufteilung eines zylindrischen Körpers, wenn die Aufteilung beendet ist, werden Endpunkte P1_ki, P2_ki, P3_ki, P4_ki, P5_ki, P6_ki, P7_ki und P8_ki des ki-ten (i = 1, ..., N) Quaders nach der Aufteilung benutzt. Speziell kann die Zentralposition (ein Bezugspunkt) Pcnt_ki gemäß der nachfolgenden Gleichung (9) erhalten werden, und eine Länge L und der Radius R des Modells können gemäß der nachfolgenden Gleichung (10) erhalten werden.
Wenn angenommen wird, dass die Endpunkte näher zur Zentralposition Pcnt_ki in einem Koordinatensystem, welches an einem Punkt längs einer Oberfläche senkrecht zur Richtung „L” beschränkt ist, P1_ki, P2_ki, P3_ki und P4_ki sind und die Endpunkte entfernt von der Zentralposition Pcnt_ki P5_ki, P6_ki, P7_ki und P8_ki sind, werden die nachfolgenden Gleichungen (9) und (10) aufgestellt. Pcnt_ki = (P1_ki + P2_ki + P3_ki + P4_ki)/4 (9) R = norm(Pcnt_ki – P1_ki) (10)
Die Regel für tatsächliche k-malige Aufteilungen ist, dass die Aufteilung entsprechend der gleichen Regeln fortgeführt wird, wie bei der Richtung eines sphärischen Körpers, mit dem Unterschied, dass die Aufteilung nur in die Richtungen „a” und „b” ausgeführt wird. Die Aufteilung ist zu einem Zeitpunkt beendet, wenn die Aufteilung beendet ist und ein zylindrischer Körper zur Modellierung eines Quaders auf der Basis der Gleichungen (9) und (10) erhalten ist.
Die Modellierung im Fall der Kombination eines sphärischen Körpers und eines zylindrischen Körpers als Modelltyp wird als nächstes beschrieben. Das Aufteilungsverfahren ist, dass die Aufteilung gemäß dem gleichen Aufteilungsverfahren wie bei dem sphärischen Körper ausgeführt wird. Nur die Regel zur Zuordnung des Modelltyps zu k (k = 1 bis N) Modellen nach der Aufteilung als Ergebnis der Aufteilung unterscheidet sich vom Fall des sphärischen Modells. Als grundlegendes Verfahren wird ein Verfahren zur Anwendung eines Modells, welches das kleinste Überschussvolumenverhältnis nach der Zuordnung eines sphärischen Körpers und eines zylindrischen Körpers zu jedem Quader hat, ausgeführt. Durch die oben beschriebenen Verfahren werden schließlich M × N Modellkandidaten berechnet.
Für die M × N Modellkandidaten berechnet die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13 den Modellierungs-Überschussbetrag 104 auf der Basis der k Modellpositionen und der k Modellgrößen jedes Modellkandidaten und der Größe des Quaders, eingestellt durch jeden Nutzer.
Speziell extrahiert die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13 eine Modellposition und eine Modellgröße eines Modellkandidaten aus der Modellinformation 103, und sie extrahiert die Größe des Quaders (des Modellierungsziels) aus dem Modellierungsbefehl 101. Die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13 berechnet dann das Volumen des Modellkandidaten auf der Basis der Modellposition und der Modellgröße und berechnet das Volumen des Modellierungsziels auf der Basis der Größe des Modellierungsziels. Weiter berechnet die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13 den Modellierungs-Überschussbetrag 104 (das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis) in Bezug auf das Volumen des Modellkandidaten unter Nutzung des Volumens des Modellierungsziels als Referenz. Als Modellierungs-Überschussbetrag kann ein anderer Wert als das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis definiert sein.
Als nächstes wird ein Berechnungsverfahren des Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnisses beschrieben. Wenn angenommen wird, dass das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis Wst ist, ist das Volumen des durch den Nutzer definierten Quaders Vblock (mm³), die Summe der Volumina der Modelle nach der Aufteilung ist Vmdl (mm³), und das Volumen eines Raums in Vmdl, der nicht mit dem durch den Nutzer definierten Quader überlappt, ist Vwst (mm³), und das Volumen eines Bereichs, in dem die Modelle nach der Aufteilung miteinander überlappen, ist Vovrp (mm³), wobei Wst und Vwst durch die nachfolgenden Gleichungen (11) und (12) definiert werden können. Wst = Vwst/Vblock (11) Vwst = Vmdl – Vovrp – Vblock (12)
Mit anderen Worten, das Überschussvolumen bei der Modellierung kann berechnet werden durch (Überschussvolumen) = (Gesamtvolumen, modelliert durch Kugel/Zylinder auf der Basis des durch Nutzer definierten Quaders) – (Volumen des Überlappungsabschnitts des durch Kugel/Zylinder modellierten Volumens) – (Volumen des durch Nutzer definierten Quaders).
Die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13 berechnet das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis auf der Basis der Gleichung (11) und der Gleichung (12) und speichert das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis in der Modellkandidaten-Speichereinheit 17 als Modellierungs-Überschussbetrag 104. Als der Modellierungs-Überschussbetrag kann ein anderer Wert als das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis, berechnet auf der Basis einer sich in einer vertikalen Richtung von einem Punkt auf einer Oberfläche des durch den Nutzer definierten Quaders und dem generierten Modellgebiet erstreckenden geraden Linie, angewandt werden. In diesem Fall werden Schnittpunkte (zwei Punkte) der sich in vertikaler Richtung vom Punkt auf der Oberfläche des Quaders und der Oberfläche des erzeugten Modells erstreckenden geraden Linie abgeleitet, und der Abstand zwischen den Schnittpunkten wird als Überschussradius Rwst definiert, welcher dann als der Modellierungs-Überschussbetrag 104 evaluiert wird.
Die Modellkandidaten-Speichereinheit 17 speichert die Modellinformation 103 der M·N Modellkandidaten und den Modellierungs-Überschussbetrag 104 jedes Modellkandidaten in Zuordnung zueinander. Nachdem die sich auf alle M·N Modellkandidaten beziehende Information in der Modellkandidaten-Speichereinheit 17 gespeichert wurde, liest die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit aus der Modellkandidaten-Speichereinheit 17 die Modellinformation 103 (jeweilige Modelltypen, jeweilige Modellpositionen, jeweilige Modellgrößen und jeweilige Anzahl der Modelle der M·N Modellkandidaten) und den Modellierungs-Überschussbetrag 104 jedes Modellkandidaten als Modellkandidateninformation 107.
Die Berechnungsverarbeitungsaufwand-Obergrenzen-Einstelleinheit 16 liest aus der Robotersteuergerät-Einstellungsspeichereinheit 15 die optionale Verarbeitungsfunktionsinformation, die in jeder Steuerung gültig ist, die Berechnungsverarbeitungszeit jeder Verarbeitungsfunktion und die Berechnungsverarbeitungszeit in einem Steuerzyklus als Verarbeitungsinformation 105.
Die Berechnungsverarbeitungsaufwand-Obergrenzen-Einstelleinheit 16 berechnet dann die Berechnungsverarbeitungszeit 106, die für eine Interferenzprüfung durch die Robotersteuerung 2 benutzt werden kann, auf der Basis der Verarbeitungsinformation 105 und gibt das Berechnungsergebnis an die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A aus.
Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A liest aus der Robotersteuergerät-Einstellungsspeichereinheit 15 die Interferenzprüfungs-Bestimmungszeit (zwischen sphärischen Körpern, zwischen einem zylindrischen Körper und einem sphärischen Körper und zwischen zylindrischen Körpern) für jedes Einheitsmodell, die durch jede der Robotersteuerungen 2 zu verarbeiten ist, als Modelleinheit-Berechnungsbetrag 108 aus. Der Modelleinheit-Berechnungsbetrag 108 ist der für die Interferenzprüfung jeder Modelleinheit benötigte Berechnungsbetrag und wird für jede Modelleinheit eingestellt. Der Modelleinheit-Berechnungsbetrag 108 wird beispielsweise für jede Kombination eines zylindrischen Körpers und eines sphärischen Körpers (eines sphärischen Körpers und eines sphärischen Körpers, eines zylindrischen Körpers und eines sphärischen Körpers und eines zylindrischen Körpers und eines zylindrischen Körpers) eingestellt.
Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A liest aus der Modelleinstell-Speichereinheit 19 Information über den Modelltyp bezüglich des Roboterarms, die vorher eingestellt wurde, und der Anzahl der Modelle als Einstellmodellinformation 110.
Die Minimaleinschlussvolumen-Bestimmungseinheit 18A berechnet die Anzahl der für eine Interferenzprüfung nötigen Berechnungen auf der Basis der Einstellmodellinformation 10 und des Modelltyps und der Anzahl der Modelle in der Modellkandidateninformation 107. Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A berechnet die Anzahl der Berechnungen für jede Kombination eines sphärischen Körpers und eines sphärischen Körpers, eines zylindrischen Körpers und eines sphärischen Körpers und eines zylindrischen Körpers und eines zylindrischen Körpers.
Weiterhin berechnet die Minimaleinschlussvolumen-Bestimmungseinheit 18A die für eine Interferenzprüfung für jede Kombination eines zylindrischen Körpers und eines sphärischen Körpers benötigte Berechnungsverarbeitungszeit auf der Grundlage der ermittelten Anzahl von Berechnungen und des Modelleinheits-Berechnungsbetrags 108A. Die Minimaleinschlussvolumen-Bestimmungseinheit 18A wiederholt die Berechnungsverarbeitung für „Anzahl von Modelltypen × Anzahl von Modellen (M × N)” Male.
Die Minimaleinschlussvolumen-Bestimmungseinheit 18A vergleicht die Berechnungs-Verarbeitungszeit der M × N Interferenzprüfungen und die Berechnungsverarbeitungszeit 106, die für die Interferenzprüfung benutzt werden kann. Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A extrahiert aus den Modellkandidaten nur Modellkandidaten, die eine Interferenzprüfung in einer kürzeren Berechnungsverarbeitungszeit erlauben als der Berechnungsverarbeitungszeit 106.
Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A wählt aus den extrahierten Modellkandidaten einen Modellkandidaten aus, der den kleinsten Modellierungs-Überschussbetrag 104 hat, und speichert den ausgewählten Modellkandidaten in der Modelleinstell-Speichereinheit 19 als das Minimaleinschlussvolumenmodell 109. Wenn kein Modellkandidat gewonnen werden kann, bewirkt die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A, dass eine Anzeigeeinrichtung o. ä. (nicht dargestellt) einen Fehler anzeigt.
Die Interferenzprüfeinheit 20 führt eine Interferenzprüfung unter Nutzung des Minimaleinschlussvolumenmodells 109 aus, welches in der Modelleinstell-Speichereinheit 19 gespeichert ist. Speziell führt die Interferenzprüfeinheit 20 die Interferenzprüfung unter Nutzung der Modellgröße und der Modellpositions-Einschränkungsbedingung 111 aus, die im Minimaleinschlussvolumenmodell 109 gesetzt ist bzw. sind.
Die Interferenzprüfeinheit 20 aktualisiert die aktuelle Position des Modells unter Nutzung beispielsweise von Information, die sich auf einen Winkel eines Robotergelenks 10 (Robotergelenk-Winkelinformation) bezieht. Wenn der Abstand zwischen den Modellen 0 oder kleiner oder gleich einem vorbestimmten Abstand wird, gibt die Interferenzprüfeinheit 20 einen Betriebsstopp-Befehl an die Antriebssteuereinheit 21 aus, um den Roboter 10 o. ä. zu stoppen. Wenn es keine Möglichkeit einer Interferenz gibt, gibt die Interferenzprüfeinheit 20 einen Betriebsfortsetzungs-Befehl an die Antriebssteuereinheit 21 aus. Entsprechend führt die Antriebssteuereinheit 21 eine Antriebssteuerung gemäß dem Betriebsfortsetzungs-Befehlswert 112 bezüglich des Roboters 10 und des Handgerätes 6 aus.
Die Konfiguration des Interferenzprüfsystems 100A ist nicht auf die in 1 dargestellte Konfiguration beschränkt, sondern kann unterschiedliche Konfigurationen annehmen. 9 ist eine Darstellung, die ein anderes Konfigurationsbeispiel des Interferenzprüfsystems zeigt. Ein Interferenzprüfsystem 100B ist so konfiguriert, dass es ein Roboter-Produktionssystem und einen Computer 9 einschließt. Das Roboter-Produktionssystem im Interferenzprüfsystem 100B ist so konfiguriert, dass es den Roboter 10, das Handgerät 6 und die Robotersteuerung 2 einschließt.
Auch in der als Interferenzprüfsystem 100B gezeigten Konfiguration kann der Nutzer auf die Robotersteuerung 2 zugreifen, um Modelleinstellungen zu ändern. Weiter können in dem Interferenzprüfsystem 100A die Verarbeitungsberechnungsbetrag-Obergrenze-Einstelleinheit 16, die Interferenzprüfeinheit 20, die Antriebssteuereinheit 21 o. ä. des Interferenzprüfgeräts 1A in einem anderen Gerät angeordnet sein.
Auf diese Weise ist es, wenn der Nutzer eine Quadergestalt (eine Quadergröße) spezifiziert, die ein Modellierungsziel einschließt, und die Modellzahl-Obergrenze 102, möglich, automatisch innerhalb eines Bereichs der Modellzahl-Obergrenze 102 die Auswahl eines Modells vorzunehmen, welches das kleinste Einschlussvolumen hat, wobei die Berechnungskosten berücksichtigt werden. Entsprechend kann auch ein Bediener, der keine Kenntnisse bezüglich der Modellierung hat, unter Nutzung der Benutzerschnittstelle leicht eine effektive Interferenzprüfung ausführen.
Wie oben beschrieben, wird bei der ersten Ausführungsform ein Modell auf der Basis des Modellierungsbefehls 100 und der Modellzahl-Obergrenze 102 gesetzt bzw. eingestellt. Entsprechend kann ein Modell mit dem Minimaleinschlussvolumen des Modells leicht mit begrenzten Berechnungskosten erzeugt werden. Weiter kann der Nutzer, wenn eine Mehrzahl von Handgeräten 6 o. ä. zu modellieren sind, leicht planen, ein wie stark detailliertes Modellieren bei jedem Handgerät 6 ausgeführt wird, indem die erlaubte Modellzahl-Obergrenze 102 eingestellt wird.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. Bei der zweiten Ausführungsform wird in einem Interferenzprüfgerät die Modellzahl-Obergrenze 102 auf der Basis eines Grenzwertes des Modellierungs-Überschussbetrags 104 (eines erlaubten Modellierungs-Überschussbetrags 113) abgeleitet, anstelle der Modellzahl-Obergrenze 102 aus der Modellzahl-Obergrenzen-Eingabeeinheit 12.
10 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration des Interferenzprüfgeräts gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Die Konfiguration eines Interferenzprüfgerätes 1B als ein Beispiel des Interferenzprüfgeräts 1X wird hier beschrieben. Unter den in 10 dargestellten Elementen des Aufbaus sind den Aufbau bildende Elemente, die identische Funktionen wie diejenigen des Interferenzprüfgeräts 1A gemäß der ersten Ausführungsform nach 2 erreichen, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und eine redundante Erläuterung derselben wird vermieden.
Das Interferenzprüfgerät 1B schließt die Quadereinstell-Eingabeeinheit 11, die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13, die Modellierungseinheit 14, die Modellkandidaten-Speichereinheit 17, die Berechnungsverarbeitungsaufwand-Obergrenzen-Einstelleinheit 16, eine Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18B, die Modelleinstell-Speichereinheit 19, die Robotersteuergerät-Einstellspeichereinheit 15, die Interferenzprüfeinheit 20, die Antriebssteuereinheit 21 und eine Erlaubter-Modellierungsüberschussaufwand-Eingabeeinheit 23 ein.
Die Erlaubter-Modellierungsüberschussaufwand-Eingabeeinheit (Grenzwert-Eingabeeinheit) 23 ist eine Schnittstelle, in die ein Grenzwert für den Modellierungs-Überschussbetrag bzw. -aufwand 104 (der Erlaubte-Modellierungs-Überschussbetrag 113) eingegeben wird. Der Erlaubte-Modellierungs-Überschussbetrag 113 wird in die Erlaubter-Modellierungsüberschussaufwand-Eingabeeinheit 23 durch den Nutzer unter Nutzung einer Maus, einer Tastatur u. ä. eingegeben. Die Erlaubter-Modellierungsüberschussaufwand-Eingabeeinheit 23 sendet den Erlaubten-Modellierungs-Überschussbetrag 113 an die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18B.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann, da der Erlaubte-Modellierungs-Überschussbetrag 113 eingestellt wird, ein Grenzwert der Anzahl von Modellen (die Modellzahl-Obergrenze 102) nicht bereitgestellt werden. In 10 ist die Konfiguration dargestellt, in der das Interferenzprüfgerät 1B nicht die Modellzahl-Obergrenzen-Eingabeeinheit 12 aufweist.
Wenn die Modellzahl-Obergrenze 102 nicht bereitgestellt wird, nutzt die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18B die Berechnungsverarbeitungszeit 106, den Modelleinheit-Berechnungsaufwand 108 und das Einstellinformationsmodell 110, um die Modellzahl-Obergrenze 102 abzuleiten. Speziell erhält die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18B eine Bestimmungsverarbeitungszeit Tarm (s), die für eine Interferenzprüfung zwischen Roboterarmen benötigt wird, auf der Basis der Modelleinstellinformation 110 und des Modelleinheit-Berechnungsaufwandes 108, die vorab eingestellt wurden. Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18B subtrahiert Tarm von der Berechnungsverarbeitungszeit 106.
Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18B erhält die Anzahl sphärischer Modelle, die durch Hinzufügung zur Einstellmodellinformation 110 bis zu einer Obergrenze erhöht werden kann, die dem Subtraktionsergebnis (Zeit) gerecht wird, durch Nutzung des Modelleinheit-Berechnungsbetrags 108 und definiert die Anzahl als eine Obergrenze der Anzahl von Modellen Nmax (die Modellzahl-Obergrenze 102). Mit anderen Worten, die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18B fügt die Anzahl sphärischer Modelle zum Einstellinformationsmodell 110 hinzu, bis die Obergrenze der Zeit des Subtraktionsergebnisses erreicht ist, um die Anzahl der zu addierenden sphärischen Modelle zu erhalten, welches die Obergrenze der Zeit des Subtraktionsergebnisses wird. Entsprechend kann das Interferenzprüfgerät 1B die maximale Anzahl Nmax der Modelle berechnen, die durch die Robotersteuerung 2 verarbeitet werden kann.
Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18B sendet die abgeleitete Modellzahl-Obergrenze 102 zur Modellierungseinheit 14. Die Modellierungseinheit 14 erzeugt Modellkandidaten entsprechend einem ähnlichen Prozess wie bei der ersten Ausführungsform und speichert die Modellkandidaten als Modellinformation 103 in der Modellkandidaten-Speichereinheit 17. Weiterhin speichert die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13 den Modellierungs-Überschussbetrag 104 in der Modellkandidaten-Speichereinheit 17 entsprechend einem Prozess wie bei der ersten Ausführungsform.
Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18B vergleicht den Erlaubte-Modellierungs-Überschussbetrag 113 mit dem Modellierungs-Überschussbetrag 104. Die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18B entfernt dann aus den Optionen einen Modellkandidaten, der einen größeren Modellierungs-Überschussbetrag als den Erlaubte-Modellierungs-Überschussbetrag 113 hat, aus den M × Nmax Modellkandidaten. Wenn alle Modellkandidaten entfernt wurden, veranlasst die Minimalanschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18B, dass eine Anzeigeeinrichtung (nicht dargestellt) einen Fehler o. ä. anzeigt.
Danach wählt die Minimaleinschlussvolumen-Bestimmungseinheit 18B einen Modellkandidaten, der den kleinsten Modellierungs-Überschussbetrag 104 hat, aus den Modellkandidaten entsprechend einem Verfahren ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform aus und speichert den ausgewählten Modellkandidaten in der Einstellmodell-Speichereinheit 19 als Minimaleinschlussvolumen-Modell 109.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird, wenn das Handgerät 6 o. ä. zu modellieren ist, die erlaubte Modellierungszahl (die Modellzahl-Obergrenze 102) eingestellt, um zu bestimmen, eine wie sehr detaillierte Modellierung auf jedem Handgerät 6 ausgeführt wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Erlaubte-Modellierungs-Überschussbetrag 113 als Grenzwert zum Modellierungs-Überschussbetrag 104 eingestellt, um zu bestimmen, eine wie sehr detaillierte Modellierung auf jedem Handgerät 6 ausgeführt wird.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird die maximale Modellzahl-Obergrenze 102 unter Nutzung der Berechnungsverarbeitungszeit 106 und des Modelleinheit-Berechnungsbetrags 108 eingestellt, und ein Modellkandidat wird auf der Basis des Erlaubte-Modellierungs-Überschussbetrags 113 ausgewählt. Der Modellkandidat wird auf der Basis eingestellt, dass alle Modelle als Modellierungsziel angewandt werden, und ein Modellkandidat mit dem kleinsten Modellierungs-Überschussbetrag 104 wird ausgewählt. Entsprechend können die in der Robotersteuerung 2 verbleibenden Ressourcen bezüglich des Modells im höchsten Maße genutzt werden, und es kann eine Modellierung mit dem kleinsten Einschlussvolumen realisiert werden.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 11 bis 13 beschrieben. Bei der dritten Ausführungsform ist eine Quadererzeugungseinheit (ein Teil der Modellierungseinheit 14), die durch den Nutzer bei der Ausführung des Modellierungsprozesses benutzt wird, unter Einsatz von dreidimensionaler CAD(Computer Aided Design)-Information automatisiert.
11 ist eine erläuternde Darstellung eines Aufteilungsverfahrens für jede Anordnung (Block) unter Nutzung eines CAD/CAM-Systems. Die Modellierungseinheit 14 gemäß der vorliegenden Ausführungsform schließt ein CAD/CAM(CAD/CAE)-System ein. Die Modellierungseinheit 14 dividiert ein vorab erzeugtes dreidimensionales Modell in eine Mehrzahl von Anordnungen und konvertiert automatisch jede Anordnung in ein Quadermodell. In 11 ist ein dreidimensionales Modell vor der Konversion (ein Modellierungsziel) durch ein dreidimensionales Modell 81 repräsentiert, und das dreidimensionale Modell nach Konversion in ein Quadermodell für jede Anordnung ist durch ein dreidimensionales Modell 82 dargestellt.
12 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines Interferenzprüfgerätes gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. Die Konfiguration eines Interferenzprüfgeräts 1C als Beispiel des Interferenzprüfgeräts 1X wird hier beschrieben. Unter den in 12 dargestellten Bestandteilen sind Bestandteile, die identische Funktionen wie diejenigen beim Interferenzprüfgerät 1A gemäß der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform haben, mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und redundante Erläuterungen dieser werden vermieden.
Das Interferenzprüfgerät 1C schließt eine Baugruppen-Außenform-Extraktionseinheit (Konversionseinheit) 82 und eine Quaderspeichereinheit 83 ein, zusätzlich zu den jeweiligen Bestandteilen des Interferenzprüfgeräts 1A. Das Interferenzprüfgerät 1C kann eine Konfiguration haben, die die Baugruppen-Außenform-Extraktionseinheit 82 und die Quaderspeichereinheit 83 zusätzlich zu den jeweiligen Bestandteilen des Interferenzprüfgerätes 1B einschließt. Eine 3D-Form-Dateneingabeeinheit 22 ist eine Schnittstelle, in die Daten 201 der dreidimensionalen Form bezüglich eines Modellierungsziels eingegeben werden. Die 3D-Form-Dateneingabeeinheit 22 sendet die 3D-Formdaten 201 als Modellierungsziel an die Baugruppen-Außenform-Extraktionseinheit 82. Die Baugruppen-Außenform-Extraktionseinheit 82 teilt ein Modellierungsziel in eine Mehrzahl von Baugruppen bzw. Anordnungen unter Nutzung von Quadern verschiedener Größen auf und extrahiert eine Außenform jeder Baugruppe nach der Aufteilung. Die Baugruppen-Außenform-Extraktionseinheit 82 speichert die Außenform (einen Quader) jeder Baugruppe in der Quaderspeichereinheit 83. Die Quaderspeichereinheit 83 ist ein Speicher o. ä., der die Außenform (einen Quader) jeder Baugruppe speichert. Die Modellierungseinheit 14 gemäß der vorliegenden Ausführungsform benutzt die Außenform jeder in der Quaderspeichereinheit 83 gespeicherten Baugruppe, um eine Modellierung auf dem Modellierungsziel auszuführen.
Wenn ein Volumen Vcad des Modellierungsziels erfasst werden kann, kann das Interferenzprüfgerät 1C das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis Wst unter Nutzung des Volumens Vcad berechnen. Beispielsweise wenn die 3D-Formdaten 201 in die 3D-Form-Dateneingabeeinheit 22 eingegeben werden, gibt die 3D-Form-Dateneingabeeinheit 22 die 3D-Formdaten 201 in die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13 ein. Wenn das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis berechnet wird, nützt die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13 das Volumen Vcad, welches durch die 3D-Formdaten 201 gehalten wird oder das auf der Basis der 3D-Formdaten 201 berechnet werden kann, anstelle des Volumens Vblock des durch den Nutzer definierten Quaders, um das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis Wst zu berechnen. Das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis Wst wird durch die nachfolgende Formel (13) ausgedrückt. Daher berechnet die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13 das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis Wst unter Nutzung der Gleichung (13). Vwst = Vmdl – Vovrp – Vcad (13)
Mit anderen Worten, wenn das Volumen Vcad der 3D-Formdaten 201 erfasst werden kann, kann die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13 das Überschuss/Einschlussvolumen-Verhältnis Wst aus (Überschussvolumen) = (Gesamtvolumen modelliert durch Kugel/Zylinder auf der Basis des durch Nutzer definierten Quaders) – (Volumen des überlappenden Abschnitts des durch Kugel/Zylinder modellierten Volumens) – (Volumen berechnet durch dreidimensionales CAD) berechnen. Auf diese Weise muss, wenn das Volumen Vcad der 3D-Formdaten 201 von der 3D-Form-Dateneingabeeinheit 22 eingegeben wird, das Interferenzprüfgerät 1C die Baugruppen-Außenform-Extraktionseinheit 82 und die Quaderspeichereinheit 83 nicht einschließen. Wenn die 3D-Formdaten 201 von der 3D-Form-Dateneingabeeinheit 22 verwendet werden können, kann die durch Gleichung (13) ausgedrückte Definition zu der durch die Gleichung (13) ausgedrückte Definition umgeschaltet werden. Weiterhin können die Interferenzprüfgeräte 1A und 1B so konfiguriert sein, dass sie die 3D-Form-Dateneingabeeinheit 22 einschließen.
Die Hardwarekonfiguration der Interferenzprüfgeräte 1A bis 1C wird als nächstes beschrieben. Weil die Interferenzprüfgeräte 1A bis 1C eine miteinander übereinstimmende Konfiguration haben, wird nur die Konfiguration des Interferenzprüfgerätes 1A hier beschrieben.
13 ist eine Darstellung, die die Hardwarekonfiguration des Interferenzprüfgerätes zeigt. Das Interferenzprüfgerät 1A schließt eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit) 91, einen ROM (Nur-Lese-Speicher) 92, einen RAM (Direktzugriffsspeicher) 93, eine Anzeigeeinheit 94 und eine Eingabeeinheit 95 ein. Im Interferenzprüfgerät 1A sind die CPU 91, der ROM 92, der RAM 93, die Anzeigeeinheit 94 und die Eingabeeinheit 95 miteinander über eine Busleitung B verbunden.
Die CPU 91 führt eine Interferenzprüfung unter Nutzung eines Interferenzprüfprogramms 90 aus, welches ein Computerprogramm ist. Die Anzeigeeinheit 94 ist eine Anzeigeeinrichtung wie etwa eine Flüssigkristallanzeige und kann ein Modellierungsziel, einen Modellkandidaten, ein Modell o. ä. auf der Basis eines Befehls von der CPU 91 darstellen. Die Eingabeeinheit 95 ist konfiguriert, um eine Maus, eine Tastatur o. ä. einzuschließen, und sie empfängt Befehlsinformation (Parameter o. ä., die fü reine Interferenzprüfung erforderlich sind), die extern durch den Nutzer eingegeben werden. Die in die Eingabeeinheit 95 eingegebene Befehlsinformation wird zur CPU 91 gesendet.
Das Interferenzprüfprogramm 90 ist im ROM 92 gespeichert und wird über die Busleitung B in den RAM 93 geladen. Die CPU 91 führt das Interferenzprüfprogramm 90 aus, welches in den RAM 93 geladen ist. Speziell liest im Interferenzprüfgerät 1A die CPU 91 das Interferenzprüfprogramm 90 aus dem ROM 92 entsprechend einer Befehlseingabe von der Eingabeeinheit 95 durch den Nutzer, lädt das Interferenzprüfprogramm 90 in ein Programmspeichergebiet im RAM 93, um verschiedene Verarbeitungen auszuführen. Die CPU 91 speichert temporär verschiedene Typen von Daten, die bei den verschiedenen Prozessen im Datenspeichergebiet im RAM 93 gebildet werden. Das durch das Interferenzprüfgerät 1A ausgeführte Interferenzprüfprogramm 90 hat eine Modul-Konfiguration, die die Einschlussvolumen-Vergleichereinheit 13, die Modellierungseinheit 14, die Berechnungsverarbeitungsaufwand-Obergrenzen-Einstelleinheit 16, die Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit 18A, die Interferenzprüfeinheit 20 und die Antriebssteuereinheit 21 einschließt, und jene Einheiten werden in eine Hauptspeichereinrichtung geladen, um diese Einheiten auf der Hauptspeichereinrichtung zu generieren.
Gemäß der dritten Ausführungsform kann die Robotersteuerung 2 leicht eine Interferenzprüfung durch Nutzung von Modellen mit einer gleichen oder kleineren Anzahl als der erlaubten Anzahl von Modellen ausführen, ohne dass der Nutzer die Modellgröße prüfen muss, und unter Unterdrückung der Größe des Modellvolumens.
Vierte Ausführungsform
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. Bei der vierten Ausführungsform wird, nachdem eine Modellzahlobergrenze 102 vorab durch eine externe Einrichtung eines Interferenzprüfgeräts berechnet wurde, die Modellzahlobergrenze 102 in das Interferenzprüfgerät eingegeben. Das heißt, der Nutzer gibt nicht die Modellzahlobergrenze über die Modellzahlobergrenzen-Eingabeeinheit 12 gemäß 2 ein, sondern es wird die durch die externe Einrichtung berechnete Modellzahlobergrenze 102 in das Interferenzprüfgerät eingegeben.
Die externe Einrichtung, die die Modellzahlobergrenze berechnet, ist beispielsweise ein anderes Gerät als das Interferenzprüfgerät in der Robotersteuerung 2, eine Steuereinrichtung in einem PLC, die mit der Robotersteuerung 2 kommunizieren kann, oder der Computer 9. Der Computer 9 berechnet die Modellzahlobergrenze 102 beispielsweise unter Nutzung von Robotereinstellsoftware. Der unten beschriebene Fall ist der, dass ein externes Gerät, welches die Modellzahlobergrenze 102 berechnet, der Computer 9 ist.
14 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines Interferenzprüfgeräts gemäß der vierten Ausführungsform zeigt. Die Konfiguration eines Interferenzprüfgeräts 1D als Beispiel des Interferenzprüfgerätes 1X wird hier beschrieben. Unter den in 14 dargestellten Bestandteilen sind solche Bestandteile, die identische Funktionen wie diejenigen bei dem Interferenzprüfgerät 1A gemäß der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform ausführen, mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und eine redundante Erläuterung dieser wird vermieden.
Das Interferenzprüfsystem 100A gemäß der vorliegenden Ausführungsform schließt eine Modellzahl-Obergrenzen-Berechnungseinrichtung 24 ein. Die Modellzahl-Obergrenzen-Berechnungseinrichtung 24 kann im Interferenzprüfgerät 100B vorgesehen sein.
Eine Objektzahl 202, wenn eine Geräteeinheit, wie etwa eine Hand, als ein Interferenzprüfziel anzuordnen ist oder ein peripheres Gerät als ein Objekt angenommen wird, wird durch den Nutzer in die Modellzahl-Obergrenzen-Berechnungseinrichtung 24 eingegeben. Die Modellzahl-Obergrenzen-Berechnungseinrichtung 24 ist in der vorhergehenden Stufe der Modellzahl-Obergrenzen-Eingabeeinheit 12 vorgesehen, wie in 14 dargestellt. Die Modellzahl-Obergrenzen-Berechnungseinrichtung 24 berechnet die Modellzahl-Obergrenze 102 auf der Basis der Objektzahl 202.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass ein Objekt durch einen Quader definiert ist, und der definierte Quader wird als ein Objekt gezählt. Wenn beispielsweise ein Quader bezüglich einer Hand definiert ist, ist die Anzahl der Objekte der einen Hand eins. Weiterhin ist, wenn ein Quader auf jeden der drei Abschnitte insgesamt angewandt wird, d. h. auf zwei Hände und einen Sichtsensor, die Anzahl der Objekte drei.
Der Nutzer gibt als Objektinformation die Objektzahl 202 aller anzuordnenden Geräte und den Namen jedes Objekts vorab in die Modellzahl-Obergrenzen-Berechnungseinrichtung 24 ein. Das heißt, jedes Stück von Objektinformation enthält die Gesamtzahl der Objekte und die Anzahl der Modelle, die dem Objekt zuzuordnen sind, als begleitende Information zum Objekt.
Die Modellzahl-Obergrenzen-Berechnungseinrichtung 24 berechnet automatisch die Modellzahl-Obergrenze 102, die zum Einschließen eines Quaders benutzt werden kann, definiert durch die in die Quadereinstell-Eingabeeinheit 11 eingegebene Einstellung. Die Modellzahl-Obergrenzen-Berechnungseinrichtung 24 führt die Berechnung der Anzahl der Modelle (der Modellzahl-Obergrenze 102) durch Subtraktion der Anzahl der jedem Objekt zuzuordnenden Modelle von der Gesamtzahl der Modelle aus. Dieser Prozess wird automatisch durch die Robotersteuerung 2, eine Steuereinrichtung wie einen PLC, wie oben beschrieben, oder den Computer 9 ausgeführt.
Die Modellzahl-Obergrenze 102 ist die Obergrenze der Modelle, die eine Quader-Eingabe in die Quadereinstell-Eingabeeinheit 11 zu diesem Zeitpunkt einschließen. Die Modellzahl-Obergrenze 102 ist beispielsweise wie unten beschrieben definiert. Die Modellzahl-Obergrenzen-Berechnungseinrichtung 24 führt eine Berechnung derart aus, dass mindestens ein Modell jedem Objekt zugeordnet wird. Daher ist ein Anfangswert in einem Zustand, bei dem ein Modell zu einem Objekt zugeordnet ist. Wenn eines oder mehrere Modelle bereits einer Mehrzahl von Objekten unter allen Objekten zugeordnet sind, wird diese Information vorab aus der Modelleinstellungs-Speichereinheit 19 geholt.
Die Modellzahl-Obergrenzen-Berechnungseinrichtung 24 holt bzw. erfasst die Berechnungsverarbeitungsaufwand-Obergrenze 106 vorab von der Berechnungsverarbeitungsaufwand-Obergrenzen-Einstelleinheit 16, um die erlaubte Obergrenze der Anzahl der Modelle auf der Basis der Berechnungsverarbeitungsaufwand-Obergrenze 106 zu berechnen. Die Modellzahl-Obergrenzen-Berechnungseinrichtung 24 subtrahiert die Summe der Anzahl der den Objekten zugeordneten Modelle von der erlaubten Obergrenze der Anzahl der Modelle, um die diesmal anzuwendende Modellzahl-Obergrenze 102 aus dem subtrahierten Wert bestimmen.
Die Modellzahl-Obergrenze 102 ist jedoch mit der Obergrenze des Berechnungsverarbeitungsaufwands verknüpft. Daher variiert, wenn die Obergrenze der Nutzer der Objekte, die durch den Nutzer einmal eingestellt wurde, nach der Einstellung der Anzahl der Objekte geändert (erhöht oder verringert) wird, die Anzahl der Modelle, die jedem Objekt zugeordnet werden kann. Daher wird die Modellzuordnung des minimalen Einschlussvolumens nicht unbedingt die Obergrenze des Berechnungsverarbeitungsauftrags erfüllen. Demgemäß ist ein Ablauf der Änderung der Modellzahlobergrenze bezüglich des Objekts, das bereits modelliert wurde, erforderlich.
Daher wird, wenn die Anzahl der Modelle geändert wurde, die Modelleinstellungsberechnung durch die Robotereinstellsoftware o. ä. auf dem Computer 9 wieder ausgeführt. Dementsprechend setzt die Modellzahl-Obergrenzen-Berechnungseinrichtung 24 die Modellzahl-Obergrenze 102 jedes Objekts derart zurück, dass das Gesamt-Einschlussvolumen minimal wird.
Die Modellzahl-Obergrenze 102 wird durch die Modellzahl-Obergrenzen-Berechnungseinrichtung 24 in dem oben beschriebenen Rahmen bestimmt. Jedoch kann ein anderes externes Gerät o. ä. in der Robotersteuerung 2 die Modellzahl-Obergrenze 102 vorab als einen Anfangswert spezifizieren. Mit anderen Worten, auch wenn der Nutzer nicht die Anzahl der Objekte spezifiziert, kann die durch den Hersteller angenommene Anzahl der Objekte als Voreinstellwert (ein Anfangswert) gesetzt werden. Beispielsweise wird die Anzahl der Objekte vorab als eins gesetzt. Die Modellzahl-Obergrenze 102 selbst kann vorab durch ein anderes externes Gerät in der Robotersteuerung 2 spezifiziert werden. In diesem Fall wird beispielsweise die Anzahl der Modelle vorab auf 20 gesetzt.
Die in 14 dargestellte Objektzahl 202 kann automatisch bestimmt werden, wenn sie in ein 3D-CAD importiert wird. In diesem Falle wird das Objekt als ein Quader pro Anordnung bzw. Baugruppe betrachtet, und die Anzahl der Objekte wird automatisch gezählt.
Gemäß der vierten Ausführungsform wird die Modellzahl-Obergrenzen-Berechnungseinrichtung 24 benutzt, um die Modellzahl-Obergrenze 102 einzustellen, und ein Modellkandidat wird auf der Basis der Modellzahl-Obergrenze 102 ausgewählt. Der Modellkandidat wird auf der Basis dessen eingestellt, dass alle Modelle, die innerhalb der Modellzahl-Obergrenze benutzt werden können, auf das Modellierungsziel angewandt werden, und ein Modellkandidat mit dem kleinsten Modellierungsüberschussbetrag 104 wird ausgewählt. Dementsprechend können die in der Robotersteuerung 2 verbleibenden Ressourcen bezüglich des Modells maximal ausgenutzt werden, und es kann eine Modellierung mit dem kleinsten Einschlussvolumen realisiert werden. Speziell wird, im Vergleich zur ersten Ausführungsform, die Modellzahl-Obergrenze 102 nicht individuell eingestellt, sondern die Gesamtzahl der Objekte wird vorab eingegeben. Daher kann die Konfiguration eingestellt werden, die den kleinsten Gesamtbetrag des Modellierungsüberschussbetrags 104 bezüglich des aktuellen gesamten Modellierungsziels hat, wobei alle Objekte in Betracht gezogen werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, ist das Interferenzprüfgerät gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Interferenzprüfung zwischen Roboter oder zwischen einem Roboter und einem Peripheriegerät geeignet.
Liste der Bezugszeichen

1X, 1A bis 1D Interferenzprüfgerät, 2 Robotersteuerung, 5 Peripheriegerät, 6 Handgerät, 7 Sichtsensor, 9 Computer, 10 Roboter, 11 Quadereinstell-Eingabeeinheit, 12 Modellzahl-Obergrenzen-Eingabeeinheit, 13 Einschlussvolumen-Vergleichereinheit, 14 Modellierungseinheit, 15 Robotersteuergerät-Einstellungsspeichereinheit, 16 Berechnungsverarbeitungsaufwand-Obergrenzen-Einstelleinheit, 17 Modellkandidaten-Speichereinheit, 18A, 18B Minimaleinschlussvolumen-Modellbestimmungseinheit, 19 Modelleinstell-Speichereinheit, 20 Interferenzprüfeinheit, 21 Antriebssteuereinheit, 22 3D-Form-Dateneingabeeinheit, 23 Erlaubter-Modellierungsüberschussaufwand-Eingabeeinheit, 24 Modellzahl-Obergrenzen-Berechnungseinrichtung, 82 Baugruppen-Außenform-Extraktionseinheit, 83 Quaderspeichereinheit, 100A, 100B Interferenzprüfsystem.

Claims

Interferenzprüfgerät, welches aufweist: eine Modellzahl-Obergrenzen-Eingabeeinheit, in die eine Obergrenze einer Anzahl geometrischer Modelle, die einem Modellierungsziel zugeordnet werden, eingegeben wird, wobei das Modellierungsziel ein Ziel einer Interferenzprüfung ist; eine Modellierungseinheit, die, wenn ein Quader, welcher dazu ausgebildet ist, das Modellierungsziel einzuschließen, als Modellierungsziel als ein Modell für eine Interferenzprüfung eingegeben wird, neue geometrische Modelle nutzt, die niedrigere Berechnungskosten pro Berechnungsabstandseinheit als der Quader haben und deren Anzahl gleich oder kleiner als die Obergrenzen-Zahl der Modelle ist, um den Quader mit den neuen geometrischen Modellen und Modellen des Modellierungsziels zu ersetzen; eine Modellkandidaten-Speichereinheit, die als Modellkandidaten Modelle speichert, in denen die neuen geometrischen Modelle benutzt werden; eine Berechnungsverarbeitungsaufwand-Obergrenzen-Einstelleinheit, die eine Obergrenze eines Berechnungsaufwands setzt, die eine Obergrenze eines Berechnungsbetrags bei der Berechnungs-Verarbeitung einer Interferenzprüfung ist, auf der Basis von Information, die sich auf einen jeden durch einen Controller, der das Modellierungstarget steuert, ausgeführten Prozess benötigten Berechnungs-Verarbeitungsbetrag bezieht; eine Volumenmodell-Bestimmungseinheit, die aus den Modellkandidaten einen Modellkandidaten herauszieht, auf dem eine Berechnungsverarbeitung der Interferenzprüfung mit einem Berechnungs-Verarbeitungsbetrag ausgeführt werden kann, der gleich oder kleiner als die Berechnungsbetrag-Obergrenze ist, und die, wenn es unter den herausgezogenen Modellkandidaten ein Modell mit einem Volumen gibt, das gleich der oder kleiner als die Volumenobergrenze ist, einen Modellkandidaten mit einem kleinsten Modelleinschlussvolumen als ein Modellmodellierungsziel aus den herausgezogenen Modellkandidaten bestimmt; eine Interferenzprüfeinheit, die eine Interferenzprüfung zwischen Modellen unter Nutzung eines durch die Volumenmodell-Bestimmungseinheit bestimmten Modells ausführt und die, wenn es die Möglichkeit einer Interferenz gibt, einen Betriebsstopp-Befehl ausgibt und, wenn es keine Möglichkeit einer Interferenz gibt, einen Betriebsfortsetzungs-Befehl ausgibt.
Interferenzprüfgerät, welches aufweist: eine Grenzwert-Eingabeeinheit, in die eine Volumen-Obergrenze eines Volumens eingegeben wird, welche für ein Modell erlaubt ist, das einem Modellierungsziel bezüglich eines Volumens des Modellierungsziels zugeordnet ist, wobei das Modellierungsziel ein Ziel einer Interferenzprüfung ist; eine Berechnungsverarbeitungsaufwand-Obergrenzen-Einstelleinheit, die eine Obergrenze eines Berechnungsaufwands setzt, die eine Obergrenze eines Berechnungsbetrags bei der Berechnungs-Verarbeitung einer Interferenzprüfung ist, auf der Basis von Information, die sich auf einen jeden durch einen Controller, der das Modellierungstarget steuert, ausgeführten Prozess benötigten Berechnungs-Verarbeitungsbetrag bezieht; eine Modellzahl-Berechnungeeinheit, die eine Obergrenze einer Anzahl geometr Modelle berechnet, die eine OPbergrenze von durch den Controller verarbeitbaren geometrischen Modellen ist, auf der Basis der Berechnungsbetrag-Obergrenze; eine Modellierungseinheit, die, wenn ein Quader, welcher dazu ausgebildet ist, das Modellierungsziel einzuschließen, als Modellierungsziel als ein Modell für eine Interferenzprüfung eingegeben wird, neue geometrische Modelle nutzt, die niedrigere Berechnungskosten pro Berechnungsabstandseinheit als der Quader haben und deren Anzahl gleich oder kleiner als die Obergrenzen-Zahl der Modelle ist, um den Quader mit den neuen geometrischen Modellen und Modellen des Modellierungstargets zu ersetzen; eine Modellkandidaten-Speichereinheit, die als Modellkandidaten Modelle speichert, in denen die neuen geometrischen Modelle benutzt werden; eine Berechnungsbetrags-Obergrenzen-Einstelleinheit, die eine Obergrenze eines Berechnungsbetrags ersetzt, die eine Obergrenze eines Berechnungsbetrags bei der Berechnungs-Verarbeitung einer Interferenzprüfung ist, auf der Basis von Information, die sich auf einen jeden durch einen Controller, der das Modellierungstarget steuert, ausgeführten Prozess benötigten Berechnungs-Verarbeitungsbetrag bezieht; eine Volumenmodell-Bestimmungseinheit, die aus den Modellkandidaten einen Modellkandidaten herauszieht, auf dem eine Berechnungsverarbeitung der Interferenzprüfung mit einem Berechnungs-Verarbeitungsbetrag ausgeführt werden kann, der gleich oder kleiner als die Obergrenze des Berechnungsbetrages ist, und die einen Modellkandidaten mit einem kleinsten Modelleinschlussvolumen als ein Modellmodellierungsziel mit den herausgezogenen Modellkandidaten bestimmt; eine Interferenzprüfeinheit, die eine Interferenzprüfung zwischen Modellen unter Nutzung eines durch die Volumenmodell-Bestimmungseinheit bestimmten Modells ausführt und die, wenn es die Möglichkeit einer Interferenz gibt, einen Betriebsstopp-Befehl ausgibt und, wenn es keine Möglichkeit einer Interferenz gibt, einen Betriebsfortsetzungs-Befehl ausgibt.
Interferenzprüfgerät nach Anspruch 1 oder 2, welches weiter eine Quadereinstell-Eingabeeinheit aufweist, in die Information bezüglich einer Größe eines Quaders eingegeben wird, der fähig ist, das eingegebene Modellierungsziel einzuschließen, wobei die Modellierungseinheit den Quader durch das neue geometrische Modell auf der Basis der Information ersetzt, die sich auf die Größe des Quaders bezieht.
Interferenzprüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Volumenmodell-Bestimmungseinheit einen Modellkandidaten herauszieht, auf dem eine Berechnungsverarbeitung der Interferenzprüfung mit einem Berechnungs-Verarbeitungsbetrag gleich der oder kleiner als die Berechnungsbetag-Obergrenze ausgeführt werden kann, auf der Basis von Informationen, die sich auf einen Berechnungsbetrag bei der Berechnungsverarbeitung für jedes Einheitsmodell bezieht, der für eine Interferenzprüfung durch den Controller benötigt wird, und einen Modellkandidaten mit einem kleinsten Modelleinschlussvolumen als Modell für das Modellierungsziel aus den herausgezogenen Modellkandidaten bestimmt.
Interferenzprüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter aufweisend eine Konversionseinheit, die, wenn ein dreidimensionales Modell als Modellierungsziel eingegeben wird, das vorab unter Nutzung eines CAD/CAM-Systems geschaffen wurde, das dreidimensionale Modell unter Nutzung des CAD/CAM-Systems in eine Mehrzahl von Zusammenstellungen aufteilt und das dreidimensionale Modell in ein Quadermodell für jede Zusammenstellung konvertiert, wobei die Modellierungseinheit das Modellierungsziel unter Nutzung des in das Quadermodell konvertierten dreidimensionalen Modells für jede Zusammenstellung modelliert.
Interferenzprüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das neue geometrische Modell eines einer Kombination sphärischer Modelle, einer Kombination zylindrischer Modelle und einer Kombination eines sphärischen Modells mit einem zylindrischen Modell ist.