JP2010224765A - Program, device and method for analyzing approach prohibited space - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は機器の周囲の進入禁止空間を分析するための進入禁止空間分析プログラム、進入禁止空間分析装置、および進入禁止空間分析方法に関する。 The present invention relates to an entry prohibition space analysis program, an entry prohibition space analysis device, and an entry prohibition space analysis method for analyzing an entry prohibition space around a device.
工場には、人が立ち入ることが原則として禁止される区域がある。例えば、ロボットのハンド部が届く範囲内は作業員が不用意に立ち入らないように柵によって囲まれている。工場のレイアウトを設計する場合、このような立ち入り禁止区域の割り出しが行われる。例えば、工場内にロボットを配置するのであれば、ロボットの動作をシミュレートすることで、ロボットと干渉を起こす領域を判定する技術がある。この技術を利用して、ロボット周囲の立ち入り禁止区域を判定できる。また、移動する物体の干渉空間を判定する技術もある。 In factories, there are areas where people are generally prohibited from entering. For example, an area within the reach of the robot hand is surrounded by a fence so that workers do not enter carelessly. When designing the layout of a factory, such restricted areas are indexed. For example, if a robot is arranged in a factory, there is a technique for determining an area causing interference with the robot by simulating the operation of the robot. Using this technology, it is possible to determine the restricted areas around the robot. There is also a technique for determining the interference space of a moving object.
しかし、ロボットの動作シミュレートによって判定できる干渉空間のみを進入禁止とした場合、干渉空間ではないが、人や他の機械が進入すべきではない空間を見落とす可能性がある。例えばロボットが、ハンド部によって掴んでいた積載物を落とす可能性もある。このような落下物の到達範囲は、ロボットの動作シミュレーションだけでは判別することができない。これはロボットに限らず、運搬物または装置自身の部品などの物品を落下させる可能性があるすべての機器に共通の問題である。 However, if only the interference space that can be determined by simulating the robot motion is prohibited, there is a possibility that a space that is not an interference space but should not be entered by humans or other machines may be overlooked. For example, there is a possibility that the robot drops a load held by the hand unit. Such a reach of fallen objects cannot be determined only by a robot motion simulation. This is a problem common not only to robots but also to all devices that may drop articles such as transported items or parts of the device itself.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、進入禁止空間を適切に判定することができる進入禁止空間分析プログラム、進入禁止空間分析装置、および進入禁止空間分析方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such points, and provides an entry prohibition space analysis program, an entry prohibition space analysis device, and an entry prohibition space analysis method that can appropriately determine an entry prohibition space. Objective.
上記課題を解決するために、コンピュータに以下の処理を実行させる進入禁止空間分析プログラムが提供される。コンピュータは、機器の構造を示す機器データが予め格納された機器データ記憶手段を参照し、機器データに基づき、機器の可動部分が到達可能な干渉空間を判定する。次にコンピュータは、干渉空間と、干渉空間よりも下の空間とを含む進入禁止空間を判定する。さらにコンピュータは、進入禁止空間の位置および形状を示す進入禁止空間データを、進入禁止空間データ記憶手段に格納する。 In order to solve the above problem, an entry prohibition space analysis program for causing a computer to execute the following processing is provided. The computer refers to device data storage means in which device data indicating the device structure is stored in advance, and determines an interference space that the movable part of the device can reach based on the device data. Next, the computer determines an entry prohibition space including an interference space and a space below the interference space. Further, the computer stores the entry prohibition space data indicating the position and shape of the entry prohibition space in the entry prohibition space data storage means.
また、上記課題を解決するために、上記進入禁止空間分析プログラムを実行するコンピュータと同様の機能を有する進入禁止空間分析装置が提供される。さらに、上記進入禁止空間分析プログラムを実行するコンピュータと同様の手順で処理を実行する進入禁止空間分析方法が提供される。 Moreover, in order to solve the said subject, the entry prohibition space analysis apparatus which has the function similar to the computer which performs the said entry prohibition space analysis program is provided. Furthermore, there is provided an entry prohibition space analysis method for executing processing in the same procedure as a computer executing the entry prohibition space analysis program.
落下物を想定した適切な進入禁止空間を判定することができる。 An appropriate entry-prohibited space that assumes a fallen object can be determined.
以下、本実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、実施の形態の概要を示す図である。進入禁止空間分析装置１は、機器の周囲の人や物の進入禁止空間の位置や形状を分析する装置である。進入禁止空間分析装置１は、機器データ記憶手段１ａ、干渉空間判定手段１ｂ、進入禁止空間判定手段１ｃ、進入禁止空間データ格納手段１ｄ、および進入禁止空間データ記憶手段１ｅを有する。
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an outline of the embodiment. The entry prohibition
機器データ記憶手段１ａは、機器２の構造を示す機器データが予め格納されている。例えば、ロボット型の機器２のアームの長さや、関節の可動範囲などが機器データ記憶手段１ａに予め格納されている。また、機器データ記憶手段１ａには、機器２が運搬する運搬物３の形状を格納しておくこともできる。 The device data storage unit 1a stores device data indicating the structure of the device 2 in advance. For example, the arm length of the robot-type device 2, the movable range of the joint, and the like are stored in advance in the device data storage means 1a. Moreover, the shape of the conveyed product 3 which the apparatus 2 conveys can also be stored in the apparatus data storage means 1a.
干渉空間判定手段１ｂは、機器データ記憶手段１ａに格納されている機器データに基づき、機器２の可動部分が到達可能な干渉空間４を判定する。機器２の可動部分とは、該当部分の占める空間を移動させることが可能な部分である。例えば図１に示すように機器２がロボットであれば、ロボットのアーム部分が可動部分に相当する。ロボット型の機器２の場合、干渉空間４は球形となる。なお、干渉空間判定手段１ｂは、機器２によって運搬される運搬物３の到達範囲も、干渉空間４に含めることができる。
The interference space determination unit 1b determines the
進入禁止空間判定手段１ｃは、干渉空間４と、干渉空間４よりも下の空間とを含む進入禁止空間５を判定する。干渉空間４よりも下の空間は、機器２の動作中に運搬物３や機器２自身の部品を落としたときに、落下物が到達可能な空間である。なお、進入禁止空間判定手段１ｃは、干渉空間４と、干渉空間４の下の空間とを合わせた空間よりも、所定量だけ広げた空間を進入禁止空間とすることができる。
The entry prohibition
進入禁止空間データ格納手段１ｄは、進入禁止空間５の位置および形状を示す進入禁止空間データを、進入禁止空間データ記憶手段１ｅに格納する。図１に示すように干渉空間４が球形の場合、進入禁止空間５は、上部が半球形となり、下部が円柱形となる。なお進入禁止空間５の位置は、例えば機器２の位置に基づいて決定される。
The entry prohibition space
このように、干渉空間４に加え、干渉空間４の下の空間も進入禁止空間５とすることができる。換言すると、進入禁止空間５が、干渉空間４から鉛直方向軸の落下方向に向かい、接地面まで延伸されている。その結果、工場のレイアウト設計などの際に、干渉空間４の下に人の出入りができないように対策を施しておくことができる。その結果、安全性の高い工場のレイアウト設計が容易になる。
Thus, in addition to the
また、予め進入禁止空間が適切に判定されていることで、実際に機器を設置した後に進入禁止空間が判明するといった不手際を防止できる。その結果、新設した工場の操業をスムーズに開始させることができる。 In addition, since the entry prohibition space is appropriately determined in advance, it is possible to prevent a trouble that the entry prohibition space becomes clear after the device is actually installed. As a result, the operation of the newly established factory can be started smoothly.
ところで、図１に示した進入禁止空間分析装置１は、工場への設備設置の計画支援を行う設備配置計画支援装置に内蔵させることができる。設備配置計画支援装置では、工場への設備の配置を行う際に、各機器の適切な進入禁止空間が分かることで、設備配置計画を容易に行うことができる。そこで、以下に、進入禁止空間判定機能を有する設備配置計画支援装置の例を用い、本実施の形態を詳細に説明する。
By the way, the entry prohibition
図２は、本実施の形態に用いる設備配置計画支援装置のハードウェア構成例を示す図である。設備配置計画支援装置１００は、コンピュータとしてのハードウェアを備えている。具体的には、設備配置計画支援装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１によって装置全体が制御されている。ＣＰＵ１０１には、バス１０８を介してＲＡＭ（Random Access Memory）１０２と複数の周辺機器が接続されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the facility arrangement plan support apparatus used in the present embodiment. The equipment arrangement plan support apparatus 100 includes hardware as a computer. Specifically, the facility arrangement planning support apparatus 100 is controlled by a CPU (Central Processing Unit) 101 as a whole. A RAM (Random Access Memory) 102 and a plurality of peripheral devices are connected to the
ＲＡＭ１０２は、設備配置計画支援装置１００の主記憶装置として使用される。ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１に実行させるＯＳ（Operating System）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１による処理に必要な各種データが格納される。
The
バス１０８に接続されている周辺機器としては、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ:Hard Disk Drive）１０３、グラフィック処理装置１０４、入力インタフェース１０５、光学ドライブ装置１０６、および通信インタフェース１０７がある。
Peripheral devices connected to the
ＨＤＤ１０３は、内蔵したディスクに対して、磁気的にデータの書き込みおよび読み出しを行う。ＨＤＤ１０３は、設備配置計画支援装置１００の二次記憶装置として使用される。ＨＤＤ１０３には、ＯＳのプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。なお、二次記憶装置としては、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置を使用することもできる。
The
グラフィック処理装置１０４には、モニタ１１が接続されている。グラフィック処理装置１０４は、ＣＰＵ１０１からの命令に従って、画像をモニタ１１の画面に表示させる。モニタ１１としては、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）を用いた表示装置や液晶表示装置などがある。
A monitor 11 is connected to the
入力インタフェース１０５には、キーボード１２とマウス１３とが接続されている。入力インタフェース１０５は、キーボード１２やマウス１３から送られてくる信号をＣＰＵ１０１に送信する。なお、マウス１３は、ポインティングデバイスの一例であり、他のポインティングデバイスを使用することもできる。他のポインティングデバイスとしては、タッチパネル、タブレット、タッチパッド、トラックボールなどがある。
A
光学ドライブ装置１０６は、レーザ光などを利用して、光ディスク１４に記録されたデータの読み取りを行う。光ディスク１４は、光の反射によって読み取り可能なようにデータが記録された可搬型の記録媒体である。光ディスク１４には、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）などがある。
The
通信インタフェース１０７は、ネットワーク２０に接続されている。通信インタフェース１０７は、ネットワーク２０を介して、サーバ２１などの他のコンピュータとの間でデータの送受信を行う。
The
以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。
図３は、設備配置計画支援装置の機能を示すブロック図である。設備配置計画支援装置１００は、ユーザインタフェース部１１０、機器データ記憶部１２０、外接形状作成部１３０、最大移動軌跡作成部１４０、干渉空間データ記憶部１５０、進入禁止空間判定部１６０、進入禁止空間データ記憶部１７０、柵作成部１８０、および柵配置図記憶部１９０を有している。
With the hardware configuration as described above, the processing functions of the present embodiment can be realized.
FIG. 3 is a block diagram illustrating functions of the facility arrangement plan support apparatus. The facility arrangement plan support apparatus 100 includes a
ユーザインタフェース部１１０は、ユーザからの操作入力をキーボード１２やマウス１３を介して受け付けると共に、設備配置計画支援装置１００内のデータを、モニタ１１を介して表示する。そして、ユーザインタフェース部１１０は、ユーザからの入力内容を、設備配置計画支援装置１００内の他の各要素に入力する。また、ユーザインタフェース部１１０は、他の要素から出力された表示用のデータを、モニタ１１に表示する。
The
機器データ記憶部１２０は、工場内に配置する機器の部品データを記憶する記憶機能である。例えば、ＨＤＤ１０３の記憶領域の一部が、機器データ記憶部１２０として使用される。
The device
外接形状作成部１３０は、工場内に配置する機器の外接形状を示す３次元データを作成する。具体的には、外接形状作成部１３０は、ユーザインタフェース部１１０を介したユーザからの対話型の操作入力に応じて、機器データ記憶部１２０に格納された機器の情報を抽出する。次に、外接形状作成部１３０は、抽出した機器を構成する部品の形状に基づいて、該当機器の可動範囲を計算する。そして、外接形状作成部１３０は、可動範囲を包含する立体形状を、該当機器の外接形状とする。外接形状作成部１３０は、該当機器が工場内を移動する場合、外接形状を示す外接形状データを最大移動軌跡作成部１４０に渡す。また外接形状作成部１３０は、該当機器が工場の所定の位置に固定される場合、外接形状の情報を含む外接形状付き機器データを干渉空間データ記憶部１５０に格納する。
The circumscribed
最大移動軌跡作成部１４０は、移動する機器がある場合、該当機器の最大移動軌跡データを作成する。最大移動軌跡は、該当する機器が移動することで通過可能な空間を示す３次元形状で表される。最大移動軌跡作成部１４０は、作成した最大移動軌跡の情報を含む移動軌跡付き機器データを干渉空間データ記憶部１５０に格納する。
When there is a moving device, the maximum movement
干渉空間データ記憶部１５０は、各機器の干渉空間を示すデータ（干渉空間データ）を記憶する記憶機能である。例えば、ＲＡＭ１０２またはＨＤＤ１０３の記憶領域の一部が、干渉空間データ記憶部１５０として使用される。なお、干渉空間データには、外接形状データと最大移動軌跡データとがある。
The interference space
進入禁止空間判定部１６０は、各機器の干渉空間データに基づいて、工場内の進入禁止空間を判定する。具体的には、進入禁止空間判定部１６０は、干渉空間の周囲に安全を考慮した接近禁止空間を定義し、干渉空間と接近禁止空間とを含む空間を進入禁止空間とする。そして、進入禁止空間判定部１６０は、判定結果として得られた進入禁止空間を示す進入禁止空間データを、進入禁止空間データ記憶部１７０に格納する。
The entry prohibition
進入禁止空間データ記憶部１７０は、進入禁止空間データを記憶する記憶機能である。例えば、ＲＡＭ１０２またはＨＤＤ１０３の記憶領域の一部が、進入禁止空間データ記憶部１７０として使用される。
The entry prohibition space
柵作成部１８０は、進入禁止空間を取り囲む柵を示す柵データを生成する。さらに、柵作成部１８０は、柵の配置場所を示す柵配置図を生成する。そして、柵作成部１８０は、作成した柵配置図を、柵配置図記憶部１９０に格納する。
The
柵配置図記憶部１９０は、柵配置図を記憶する記憶機能である。例えば、ＨＤＤ１０３の記憶領域の一部が、柵配置図記憶部１９０として使用される。
なお、図１に示した進入禁止空間分析装置１の各要素と、図３に示した設備配置計画支援装置１００の各要素との対応関係は、次の通りである。進入禁止空間分析装置１の機器データ記憶手段１ａは、設備配置計画支援装置１００の機器データ記憶部１２０によって実現される機能である。進入禁止空間分析装置１の干渉空間判定手段１ｂは、設備配置計画支援装置１００の外接形状作成部１３０によって実現される機能である。進入禁止空間分析装置１の進入禁止空間判定手段１ｃは、設備配置計画支援装置１００の外接形状作成部１３０と進入禁止空間判定部１６０によって実現される機能である。進入禁止空間分析装置１の進入禁止空間データ格納手段１ｄは、進入禁止空間判定部１６０によって実現される機能である。進入禁止空間分析装置１の進入禁止空間データ記憶手段１ｅは、設備配置計画支援装置１００の進入禁止空間データ記憶部１７０によって実現される機能である。
The fence arrangement drawing
The correspondence relationship between each element of the entry prohibition
図３に示したような機能により、進入禁止空間の判定、および進入禁止空間を囲う柵の配置場所の判定を自動で行うことができる。進入禁止空間の判定および柵の配置場所の判定を行うために、ユーザは予め機器データ記憶部１２０に機器データを格納する。例えば、ＣＡＤ（Computer-Aided Design）システムによって作成された機器データが、ユーザからの操作入力に基づいた設備配置計画支援装置１００内のＯＳの機能により、機器データ記憶部１２０に格納される。
With the function as shown in FIG. 3, it is possible to automatically determine the entry-prohibited space and the location of the fence surrounding the entry-prohibited space. The user stores device data in the device
図４は、機器データ記憶部内のデータ例を示す図である。機器データ記憶部１２０には、複数の機器データ１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，・・・、複数の積載物データ１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，・・・、および複数の部品データ１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ，・・・が格納されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of data in the device data storage unit. The device
機器データ１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，・・・は、工場内に配置される機器の構成部品と、その機器の積載物を定義するデータである。例えば、マニピュレータ型のロボットに関する機器データであれば、ロボットの土台やアームなどの各部品の識別情報と、ロボットがアームで把持する積載物の識別情報とが、機器データ内に定義される。
The
積載物データ１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，・・・は、積載物データは、積載物の形状を示すデータである。
部品データ１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ，・・・は、部品の形状を定義したデータである。
The
The
次に、機器データ記憶部１２０内の各データのデータ構造を、図５〜図８を参照して説明する。
図５は、機器データのデータ構造例を示す図である。図５には、ロボット３１に関する機器データ１２１ａが示されている。機器データ１２１ａには、機器名、安全考慮値、機器動作テーブル名、積載物名、および構成部品名が設定されている。
Next, the data structure of each data in the device
FIG. 5 is a diagram illustrating an exemplary data structure of device data. FIG. 5 shows
機器名は、ロボット３１を識別するための名称である。安全考慮値は、各部品の周囲に設ける接近禁止空間の幅を示す数値である。安全考慮値は、部品の形状ごとに設けられている。図５の例では、円柱と直方体とのそれぞれの安全考慮値が設定されている。また、形状ごとの安全考慮値として、縦方向の接近禁止空間の幅と、横方向の接近禁止空間の幅とが設定されている。なお安全考慮値には、予め初期値が設定されており、進入禁止空間を判定する際にユーザからの操作入力によって任意の値に変更される。
The device name is a name for identifying the
機器動作テーブル名は、ロボット３１の動作を定義するデータテーブル（機器動作テーブル）の名称である。機器動作テーブルには、ロボット１３の動作パターンが定義されており、機器動作テーブルに基づいて動作中のロボット３１の姿勢を判断することができる。ロボット３１に積載物３２を持たせた状態で動作させたときの各姿勢におけるロボット３１と積載物３２との占有空間の論理和が、ロボット３１の干渉空間となる。
The device operation table name is the name of a data table (device operation table) that defines the operation of the
ここで、機器動作テーブルに代えて、動作プログラムを用いることもできる。すなわち、ロボット３１に動作を指示する動作プログラムのプログラム名を、機器動作テーブル名に代えて機器データ１２１ａに設定する。動作プログラムをロボットで実行することで、ロボットの動作シミュレーションが可能である。なお、動作プログラムに基づくロボット３１などの動作シミュレーションは、特許文献１で紹介した特開２００５−８１４４５号公報の技術などを用いて可能である。そこで、機器動作テーブルや動作プログラムに基づく機器の動作シミュレーションについては説明を省略する。
Here, an operation program can be used instead of the device operation table. That is, the program name of the operation program that instructs the
積載物名は、ロボット３１に持たせる積載物３２を識別するための名称である。例えば、ロボット３１に持たせることが可能な最も大きな積載物３２の名称が、積載物名として設定される。
The load name is a name for identifying the load 32 that the
構成部品名は、ロボット３１の構成部品を識別するための名称である。ロボット３１には、５個の構成部品を有している。第１の部品３１ａは関節部の部品であり、円柱形をしている。第２の部品３１ｂは台座部の部品であり、円柱形をしている。第３の部品３１ｃは、上腕部の部品であり、多角錘形をしている。第４の部品３１ｄは前腕部の部品であり、多角錘形をしている。第５の部品３１ｅはハンド部の部品である。ハンド部は、積載物３２を掴めるように複雑な形状をしている。ただし、積載物３２を把持した状態での干渉空間の判定においては、ハンド部の詳細な形状は重要ではない。そこで、本実施の形態では、ハンド部を示す第５の部品３１ｅの形状を、先端に行く程細くなる多角錘形に簡略化している。
The component name is a name for identifying the component of the
図６は、積載物データのデータ構造例を示す図である。図６には、直方体の積載物３２に関する積載物データ１２２ａが示されている。積載物データ１２２ａには、積載物名、基準点、３軸方向のベクトル、縦、横、および高さが設定されている。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the data structure of the load data. FIG. 6 shows the
積載物名は、積載物３２を識別するための名称である。基準点は、積載物３２の基準点となる頂点Ｐ１のグローバル座標における座標値である。グローバル座標とは、処理対象となる全体の空間を定義する座標である。例えば、工場のレイアウトを決める場合、工場内に配置する各機器の位置を示すために使用する座標がグローバル座標である。 The load name is a name for identifying the load 32. The reference point is a coordinate value in the global coordinates of the vertex P <b> 1 that becomes the reference point of the load 32. The global coordinates are coordinates that define the entire space to be processed. For example, when the factory layout is determined, the coordinates used to indicate the position of each device arranged in the factory are global coordinates.
３軸方向のベクトルは、ローカル座標のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの方向を示すベクトルである。ローカル座標は、基準点を原点として、積載物３２の位置および向きを定義するのに使用される座標である。「ベクトルＸ１」がローカル座標のＸ軸方向を表し、「ベクトルＹ１」がローカル座標のＹ軸方向を表し、「ベクトルＺ１」がローカル座標のＺ軸方向を表す。各ベクトルは、それぞれグローバル座標におけるＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分で表される。 The three-axis direction vector is a vector indicating the directions of the X, Y, and Z axes of the local coordinates. The local coordinates are coordinates used to define the position and orientation of the load 32 with the reference point as the origin. “Vector X1” represents the X-axis direction of the local coordinates, “Vector Y1” represents the Y-axis direction of the local coordinates, and “Vector Z1” represents the Z-axis direction of the local coordinates. Each vector is represented by an X component, a Y component, and a Z component in global coordinates, respectively.
縦は、「ベクトルＺ１」方向への積載物３２の長さである。横は、「ベクトルＸ１」方向への積載物３２の長さである。高さは、「ベクトルＹ１」方向への積載物３２の長さである。 The vertical is the length of the load 32 in the “vector Z1” direction. The horizontal is the length of the load 32 in the “vector X1” direction. The height is the length of the load 32 in the “vector Y1” direction.
図７は、円柱形の部品データのデータ構造例を示す図である。図７には、円柱形の第１の部品３１ａに関する部品データ１２３ａが示されている。部品データ１２３ａには、部品名、基準点、３軸方向のベクトル、半径、および高さが設定されている。
FIG. 7 is a diagram illustrating a data structure example of cylindrical part data. FIG. 7 shows
部品名は、第１の部品３１ａを識別するための名称である。基準点は、第１の部品３１ａの基準点となる頂点Ｐ２のグローバル座標における座標値である。
３軸方向のベクトルは、第１の部品３１ａに対するローカル座標におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの方向を、グローバル座標で表したベクトルである。「ベクトルＸ２」がローカル座標のＸ軸方向を表し、「ベクトルＹ２」がローカル座標のＹ軸方向を表し、「ベクトルＺ２」がローカル座標のＺ軸方向を表す。
The component name is a name for identifying the first component 31a. The reference point is a coordinate value in the global coordinates of the vertex P2 that becomes the reference point of the first component 31a.
The three-axis direction vector is a vector in which the directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis in the local coordinates with respect to the first component 31a are expressed in global coordinates. “Vector X2” represents the X-axis direction of the local coordinates, “Vector Y2” represents the Y-axis direction of the local coordinates, and “Vector Z2” represents the Z-axis direction of the local coordinates.
半径は、第１の部品３１ａの底面の円の半径ｒである。高さは、「ベクトルＺ２」方向への第１の部品３１ａの長さｈ１である。
図８は、多角錘状の部品データのデータ構造例を示す図である。図８には、多角錘型の第３の部品３１ｃに関する部品データ１２３ｂが示されている。部品データ１２３ｂには、部品名、基準点、３軸方向のベクトル、高さ、角数、および頂点数分の頂点座標（Ｔ１〜Ｔ８）が設定されている。
The radius is a radius r of the circle on the bottom surface of the first component 31a. The height is the length h1 of the first component 31a in the “vector Z2” direction.
FIG. 8 is a diagram illustrating a data structure example of polygonal pyramid component data. FIG. 8 shows
部品名は、第３の部品３１ｃを識別するための名称である。基準点は、第３の部品３１ｃの基準点となる頂点Ｐ３のグローバル座標における座標値である。
３軸方向のベクトルは、第３の部品３１ｃに対するローカル座標におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの方向を、グローバル座標で表したベクトルである。「ベクトルＸ３」がローカル座標のＸ軸方向を表し、「ベクトルＹ３」がローカル座標のＹ軸方向を表し、「ベクトルＺ３」がローカル座標のＺ軸方向を表す。
The component name is a name for identifying the
The three-axis direction vector is a vector in which the directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis in the local coordinates with respect to the
高さは、第１の部品３１ａの「ベクトルＺ３」方向への長さｈ２である。角数は、底面を形成する多角形の角の数（整数）である。頂点座標（Ｔ１〜Ｔ８）は、各頂点のローカル座標における３軸方向の座標値である。 The height is the length h2 of the first component 31a in the “vector Z3” direction. The number of corners is the number (integer) of polygon corners forming the bottom surface. The vertex coordinates (T1 to T8) are coordinate values in the three-axis directions in the local coordinates of each vertex.
なお、円柱形の第２の部品３１ｂに関する部品データのデータ構造は、図７に示した部品データ１２３ａと同様である。また、多角錘状の第４の部品３１ｄと第５の部品３１ｅとのそれぞれに関する部品データのデータ構造は、図８に示した部品データ１２３ｂと同様である。
The data structure of the component data related to the cylindrical
なお、図５に示したロボット３１などの機器の工場内への配置や移動シミュレーションを行う場合、各機器の基準点が定義される。そして、グローバル座標形における基準点の座標を指定することで、機器の配置場所が設定される。また、基準点の座標を時間変化に伴って変更することで、機器の平行移動動作をシミュレートできる。例えば、図５に示したロボット３１であれば、第２の部品３１ｂの基準点を、ロボット３１の基準点とすることができる。
In addition, when performing an arrangement or movement simulation of a device such as the
次に、進入禁止空間の判定および柵配置の処理手順について説明する。
図９は、進入禁止空間の判定および柵配置の処理手順を示すフローチャートである。以下、図９に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
Next, the procedure for determining the entry-prohibited space and the fence arrangement will be described.
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for determining the entry prohibition space and arranging the fence. In the following, the process illustrated in FIG. 9 will be described in order of step number.
［ステップＳ１１］外接形状作成部１３０は、機器データ記憶部１２０内の各機器データで示される機器の外接形状を作成する。そして、外接形状作成部１３０は、作成した外接形状を示す外接形状データと、作成した外接形状との対応関係を追加した外接形状付き機器データとを干渉空間データ記憶部１５０に格納する。この処理の詳細は後述する（図１０参照）。
[Step S11] The circumscribed
［ステップＳ１２］外接形状作成部１３０は、機器データ記憶部１２０内の各機器データで示される機器のうち、位置が移動する機器があるか否かを判断する。例えば外接形状作成部１３０は、機器データ内の機器動作テーブルまたは動作プログラムにおいてグローバル座標における機器の基準位置の移動が定義されている場合、その機器を「移動する機器」であると判断する。移動する機器がある場合、処理がステップＳ１３に進められる。移動する機器がなければ、処理がステップＳ１４に進められる。
[Step S12] The circumscribed
［ステップＳ１３］最大移動軌跡作成部１４０は、位置が移動する機器の最大移動軌跡を作成する。そして、最大移動軌跡作成部１４０は、最大移動軌跡を示す最大移動軌跡データを干渉空間データ記憶部１５０に格納する。なお、この処理の詳細は後述する（図１４〜図１９参照）。
[Step S13] The maximum movement
［ステップＳ１４］進入禁止空間判定部１６０は、干渉空間データ記憶部１５０に格納された干渉空間データ（外接形状データまたは最大移動軌跡データ）に基づいて、進入禁止空間を判定する。そして、進入禁止空間判定部１６０は、進入禁止空間を示す進入禁止空間データを、進入禁止空間データ記憶部１７０に格納する。この処理の詳細は後述する（図２３参照）。
[Step S14] The entry prohibition
［ステップＳ１５］柵作成部１８０は、進入禁止空間データ記憶部１７０内の進入禁止空間データに基づいて、進入禁止空間を囲う柵の配置場所を決定する。そして、柵作成部１８０は、柵の配置場所を示す配置図を柵配置図記憶部１９０に格納する。この処理の詳細は後述する（図２６参照）。
[Step S <b> 15] The
以上のような手順により、進入禁止空間の判定と、その進入禁止空間を囲う柵の配置場所の決定とが行われる。
次に、図９に示す各処理の内容を詳細に説明する。
By the procedure as described above, the determination of the entry prohibition space and the determination of the location of the fence surrounding the entry prohibition space are performed.
Next, the contents of each process shown in FIG. 9 will be described in detail.
図１０は、外接形状作成処理の手順を示すフローチャートである。以下、図１０に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
［ステップＳ２１］外接形状作成部１３０は、機器データ記憶部１２０から対象機器を１つ選択する。具体的には、外接形状作成部１３０は、機器データ記憶部１２０に格納されている機器データのうち、ステップＳ２２からステップＳ２６の処理が未処理の機器データを選択する。
FIG. 10 is a flowchart showing the procedure of the circumscribed shape creation process. In the following, the process illustrated in FIG. 10 will be described in order of step number.
[Step S21] The circumscribed
［ステップＳ２２］外接形状作成部１３０は、選択した機器の干渉空間を作成する。例えば、外接形状作成部１３０は、選択した機器データに示された動作テーブルに従って、該当機器の動作シミュレーションを行う。また、外接形状作成部１３０は、ユーザインタフェース部１１０を介してユーザからの機器の動作の指示を受け取り、その指示に従って機器の動作をシミュレートすることもできる。機器の動作のシミュレートに際して、外接形状作成部１３０は、機器データに示されている積載物データを取得し、取得した積載物データに基づいて動作シミュレーション中に該当機器に積載される積載物の形状を認識する。さらに、外接形状作成部１３０は、動作シミュレーションによって機器と積載物が届く空間を算出し、干渉空間とする。
[Step S22] The circumscribed
［ステップＳ２３］外接形状作成部１３０は、選択した機器の外接形状を作成する。具体的には、外接形状作成部１３０は、干渉空間と、干渉空間の下にある空間とを含む形状を、外接形状とする。干渉空間の下の空間とは、グローバル座標における干渉空間からＺ軸負の方向の空間である。ただし、グローバル座標のＸ−Ｙ平面に工場の床が配置される場合、Ｚ軸の値が負となる空間は、落下物干渉空間から除外される。作成された外接形状は、ＲＡＭ１０２内に一時的に保存される。
[Step S23] The circumscribed
このような外接形状の作成は、進入禁止空間判定の予備的な処理である。すなわち、外接形状作成部１３０は、進入禁止空間作成処理の一部を担っていることとなる。
［ステップＳ２４］外接形状作成部１３０は、外接形状を保存するか否かを、ユーザインタフェース部１１０を介してユーザに問い合わせる。その際、外接形状作成部１３０は、作成した外接形状を示す画像をモニタ１１に表示させる。ユーザは、モニタ１１に表示された外接形状が適切か否かを判断し、キーボード１２などの入力装置を用いて、作成された外接形状の保存の要否を入力する。外接形状作成部１３０は、ユーザからの操作入力に基づいて、外接形状の保存の要否を判断する。ユーザから外接形状を保存しない旨の指示が入力された場合、処理がステップＳ２５に進められる。ユーザから外接形状を保存する旨の指示が入力された場合、処理がステップＳ２６に進められる。
Creation of such circumscribed shape is a preliminary process for determining the entry prohibition space. That is, the circumscribed
[Step S24] The circumscribed
［ステップＳ２５］外接形状を保存しない場合、外接形状作成部１３０は、ステップＳ２４で作成した外接形状をＲＡＭ１０２から削除する。その後、処理がステップＳ２２に進められ、外接形状の作成が再度行われる。外接形状を再作成する場合、ユーザは、ユーザインタフェース部１１０を介して前回とは異なる動作を外接形状作成部１３０にシミュレートさせる。これにより、前回と異なる外接形状を生成させることができる。
[Step S25] When the circumscribed shape is not stored, the circumscribed
［ステップＳ２６］外接形状作成部１３０は、ステップＳ２２で作成した外接形状を示す外接形状データと、外接形状付き機器データとを干渉空間データ記憶部１５０に格納する。この際、外接形状作成部１３０は、外接形状付き機器データによって指定されている積載物データおよび部品データを、機器データ記憶部１２０から干渉空間データ記憶部１５０にコピーする。
[Step S26] The circumscribed
［ステップＳ２７］外接形状作成部１３０は、他の機器の外接形状を作成するか否かを判断する。具体的には、外接形状作成部１３０は、機器データ記憶部１２０に格納されている機器データのうち、ステップＳ２２からステップＳ２６の処理が未処理の機器データがある場合、他の機器の外接形状を作成するものと判断する。他の機器の外接形状を作成する場合、処理がステップＳ２１に進められる。すべての機器の外接形状が作成された場合、外接形状作成処理が終了する。
[Step S27] The circumscribed
このようにして、外接形状が作成される。ここで、ロボット３１の外接形状の作成例を以下に示す。
図１１は、外接形状を得るためのロボットの姿勢を示す図である。ロボット３１の場合、干渉空間を包含する円柱を外接形状とすることができる。そこで、ロボット３１の外接形状を作成する場合、外接形状作成部１３０は、ロボット３１のハンド部で積載物３２を把持した状態で、積載物を真上に上げた姿勢をシミュレートする。外接形状作成部１３０は、積載物を真上に上げたときの積載物の上方の到達点（図１１の例では３，４００ｍｍ）を、円柱の高さとする。さらに、外接形状作成部１３０は、ロボット３１のハンド部で積載物３２を把持した状態で、積載物を横方向に突きだした姿勢をシミュレートする。外接形状作成部１３０は、積載物を横方向に突きだしたときの積載物の横方向の到達点までのロボット３１の中心からの距離（図１１の例では２，５００ｍｍ）を、円柱の半径とする。外接形状作成部１３０は、このようにして計算した円柱を、外接形状とする。作成された外接形状を示す外接形状データは、干渉空間データ記憶部１５０に格納される。
In this way, a circumscribed shape is created. Here, an example of creating the circumscribed shape of the
FIG. 11 is a diagram illustrating the posture of the robot for obtaining a circumscribed shape. In the case of the
図１２は、外接形状作成後の干渉空間データ記憶部内のデータを示す図である。外接形状が作成されると、各機器の外接形状付き機器データ１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，・・・と、機器の外接形状を示す外接形状データ１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃ，・・・とが干渉空間データ記憶部１５０に格納される。また、各機器の積載物や、構成部品に関する積載物データ１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，・・・や部品データ１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ，・・・が、外接形状作成部１３０によって機器データ記憶部１２０から干渉空間データ記憶部１５０にコピーされている。
FIG. 12 is a diagram illustrating data in the interference space data storage unit after the circumscribed shape is created. When the circumscribed shape is created, the
図１３は、外接形状付き機器データのデータ構造例を示す図である。ロボット３１の外接形状付き機器データ１５１ａは、図５に示したロボット３１の機器データ１２１ａを包含している。そして、外接形状付き機器データ１５１ａには、機器データ１２１ａに含まれていた情報に加え、外接形状名が設定されている。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the data structure of device data with circumscribed shape. The circumscribed
外接形状名は、ロボットの外接形状３３を一意に特定するための名称である。ロボット１３の外接形状３３は、半径Ｒ１、高さＨ１の円柱形である。外接形状３３の半径や高さの情報は、外接形状名によって特定される外接形状データに設定される。 The circumscribed shape name is a name for uniquely identifying the circumscribed shape 33 of the robot. The circumscribed shape 33 of the robot 13 is a cylindrical shape having a radius R1 and a height H1. Information on the radius and height of the circumscribed shape 33 is set in circumscribed shape data specified by the circumscribed shape name.
円柱形の外接形状データのデータ構造は、図７に示した円柱形の部品データの１２３ａのデータ構造と同様である。ただし、外接形状データでは、部品データ１２３ａの部品名に代えて、外接形状名が設定される。
The data structure of the cylindrical circumscribed shape data is the same as the data structure of the
なお、基準位置が移動する機器については、最大移動軌跡作成処理が行われる。
図１４は、最大移動軌跡作成処理の手順を示すフローチャートである。以下、図１４に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
Note that, for a device whose reference position moves, the maximum movement trajectory creation process is performed.
FIG. 14 is a flowchart showing the procedure of the maximum movement trajectory creation process. In the following, the process illustrated in FIG. 14 will be described in order of step number.
［ステップＳ３１］最大移動軌跡作成部１４０は、機器データ記憶部１２０から対象機器を１つ選択する。具体的には、最大移動軌跡作成部１４０は、機器データ記憶部１２０内の機器動作テーブルにおいて基準位置の移動が定義されている機器データのうち、ステップＳ３２〜ステップＳ３６の処理が未処理の機器データを選択する。
[Step S31] The maximum movement
［ステップＳ３２］最大移動軌跡作成部１４０は、選択した機器の移動情報を入力する。例えば、最大移動軌跡作成部１４０は、予め機器動作テーブルに設定された移動情報を読み込む。また、最大移動軌跡作成部１４０は、ユーザインタフェース部１１０を介したユーザからの操作入力により、機器の移動情報を取得することもできる。この処理の詳細は後述する（図１５参照）。
[Step S32] The maximum movement
［ステップＳ３３］最大移動軌跡作成部１４０は、軌跡形状作成処理を実行する。機器別最大移動軌跡作成処理により、選択した機器の軌跡形状が作成され、ＲＡＭ１０２に一時的に格納される。この処理の詳細は後述する（図１９参照）。
[Step S33] The maximum movement
［ステップＳ３４］最大移動軌跡作成部１４０は、外接形状を保存するか否かを、ユーザインタフェース部１１０を介してユーザに問い合わせる。その際、最大移動軌跡作成部１４０は、作成した軌跡形状を示す画像をモニタ１１に表示させる。ユーザは、モニタ１１に表示された軌跡形状が適切か否かを判断し、キーボード１２などの入力装置を用いて、作成された軌跡形状の保存の要否を入力する。最大移動軌跡作成部１４０は、ユーザからの操作入力に基づいて、軌跡形状の保存の要否を判断する。ユーザから外接形状を保存しない旨の指示が入力された場合、処理がステップＳ３５に進められる。ユーザから外接形状を保存する旨の指示が入力された場合、処理がステップＳ３６に進められる。
[Step S34] The maximum movement
［ステップＳ３５］軌跡形状を保存しない場合、最大移動軌跡作成部１４０は、ステップＳ３３で作成した軌跡形状をＲＡＭ１０２から削除する。その後、処理がステップＳ３２に進められ、軌跡形状の作成が再度行われる。軌跡形状を再作成する場合、ユーザは、ユーザインタフェース部１１０を介して前回とは異なる移動情報を最大移動軌跡作成部１４０に入力する。これにより、前回と異なる軌跡形状を生成させることができる。
[Step S35] When the trajectory shape is not stored, the maximum movement
［ステップＳ３６］最大移動軌跡作成部１４０は、ステップＳ３３で作成した軌跡形状を示す軌跡形状データと、軌跡形状データ付き機器データとを干渉空間データ記憶部１５０に格納する。この際、最大移動軌跡作成部１４０は、軌跡形状付き機器データによって指定されている積載物データおよび部品データを、機器データ記憶部１２０から干渉空間データ記憶部１５０にコピーする。
[Step S36] The maximum movement
［ステップＳ３７］最大移動軌跡作成部１４０は、ユーザからの操作入力に基づいて、選択した機器の移動を継続するか否かを判断する。この際、ユーザは、選択中の機器が可能なすべての移動情報の入力が干渉するまでは、該当機器の移動を継続する旨の入力を行う。それにより、最終的に得られる移動軌跡は、機器に許されるすべて移動によって生成される移動軌跡（最大移動軌跡）を生成することができる。継続して移動させる場合、処理がステップＳ３２に進められる。選択した機器の移動が終了した場合、処理がステップＳ３８に進められる。
[Step S37] The maximum movement
なお、選択した機器を繰り返し移動させて軌跡形状の作成を作成するとき、移動の順番をフェーズ番号で区別する。最初の移動が第１フェーズであり、その後、機器を移動させるごとに第２フェーズ、第３フェーズとフェーズ番号がカウントアップされる。 Note that when creating a trajectory shape by repeatedly moving the selected device, the order of movement is distinguished by the phase number. The first movement is the first phase, and thereafter, each time the device is moved, the second phase, the third phase, and the phase number are counted up.
［ステップＳ３８］最大移動軌跡作成部１４０は、他の機器の軌跡形状を作成するか否かを判断する。具体的には、最大移動軌跡作成部１４０は、機器データ記憶部１２０内の基準位置の移動が定義されている機器データのうち、ステップＳ３２からステップＳ３６の処理が未処理の機器データがある場合、他の機器の軌跡形状を作成するものと判断する。他の機器の軌跡形状を作成する場合、処理がステップＳ３１に進められる。すべての機器の軌跡形状が作成された場合、最大移動軌跡作成処理が終了する。
[Step S38] The maximum movement
次に、移動情報入力処理の手順について詳細に説明する。
図１５は、移動情報入力処理の手順を示すフローチャートである。以下、図１５に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
Next, the procedure of the movement information input process will be described in detail.
FIG. 15 is a flowchart showing the procedure of the movement information input process. In the following, the process illustrated in FIG. 15 will be described in order of step number.
［ステップＳ４１］最大移動軌跡作成部１４０は、選択した機器の初回の移動軌跡作成（第１フェーズ）であれば、移動基準点の入力を受け付ける。なお、選択した機器の２回目以降の移動軌跡作成（第２フェーズ以降）の場合、直前の移動動作における最後の位置での機器の基準点が、移動基準点となる。最大移動軌跡作成部１４０は、入力された移動基準点をＲＡＭ１０２内に格納する。
[Step S41] The maximum movement
［ステップＳ４２］最大移動軌跡作成部１４０は、ユーザからの操作入力に基づいて、機器の移動動作が回転移動か否かを判断する。機器を回転移動させる場合、処理がステップＳ４４に進められる。機器を平行移動させる場合、処理がステップＳ４３に進められる。
[Step S42] The maximum movement
［ステップＳ４３］最大移動軌跡作成部１４０は、機器を平行移動させる場合、平行移動の方向を示す方向ベクトル、および平行移動の距離の入力を受け付ける。そして、最大移動軌跡作成部１４０は、入力された方向ベクトルと距離とをＲＡＭ１０２に格納する。その度、移動情報入力処理が終了する。
[Step S43] When the device moves in parallel, the maximum movement
［ステップＳ４４］最大移動軌跡作成部１４０は、機器を回転運動させる場合、ユーザからの操作入力に基づいて、方向ベクトル回りの回転か否かを判断する。方向ベクトル回りの回転であれば、処理がステップＳ４５に進められる。方向ベクトル回りの回転ではない場合、進行方向に垂直な軸回りの回転をさせるものと判断され、処理がステップＳ４６に進められる。
[Step S44] When the device moves in a rotational manner, the maximum movement
［ステップＳ４５］最大移動軌跡作成部１４０は、機器に方向ベクトル回りの回転運動をさせる場合、回転基準点と回転角度との入力を受け付ける。そして、最大移動軌跡作成部１４０は、入力された回転角度をＲＡＭ１０２に格納する。その後、移動情報入力処理が終了する。
[Step S45] The maximum movement
［ステップＳ４６］最大移動軌跡作成部１４０は、機器に方向ベクトルに垂直な軸回りの回転運動をさせる場合、回転基準点、方向ベクトル、および回転角度の入力を受け付ける。そして、最大移動軌跡作成部１４０は、回転基準点と方向ベクトルとをＲＡＭ１０２に格納する。
[Step S46] The maximum movement
次に、入力された移動情報に基づいて移動する機器の軌跡について説明する。
図１６は、移動する機器の軌跡の例を示す図である。図１６の例では、機器４１が、入力された移動情報に従って移動する様子が示されている。機器４１の移動情報としては、移動基準点Ｐ４、第１〜第４の方向ベクトルＶ１〜Ｖ４、第１，第２の回転基準点Ｐ５，Ｐ６、第１、第２、第４の距離ｄ１，ｄ２，ｄ４などがある。また、回転運動を行う際には、回転角度も入力される。
Next, the trajectory of the device that moves based on the input movement information will be described.
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a trajectory of a moving device. In the example of FIG. 16, a state in which the
移動基準点Ｐ４は、機器４１の移動開始位置を示している。第１の方向ベクトルＶ１は、移動基準点Ｐ４から機器４１が平行移動する方向を示している。機器４１は、移動基準点Ｐ４から第１の方向ベクトルＶ１で示される方向に第１の距離ｄ１だけ平行移動する。
The movement reference point P4 indicates the movement start position of the
第１の回転基準点Ｐ５は、回転軸が通過する点を示している。すなわち、機器４１は、進行方向（第１の方向ベクトルＶ１で示された方向）に平行で第１の回転基準点Ｐ５を通る軸（ロール軸）回りの回転運動をシミュレートする。回転の角度は、右ねじの法則（進行方向に向かって時計回り）の回転を正の方向とし、移動情報で指定された角度だけ機器４１が回転する。
The first rotation reference point P5 indicates a point through which the rotation axis passes. That is, the
第２の方向ベクトルＶ２は、第１の回転基準点Ｐ５における回転動作後の機器４１の平行移動の方向を示している。機器４１は、第１の回転基準点Ｐ５から第２の方向ベクトルＶ２で示される方向に第２の距離ｄ２だけ平行移動する。
The second direction vector V2 indicates the direction of translation of the
第２の回転基準点Ｐ６は、機器４１の２回目の平行移動を終了し、進行方向（第２の方向ベクトルＶ２で示された方向）に垂直な軸（ヨー軸）回りに回転運動を行う位置を示している。このとき、機器４１の一部が第２の回転基準点Ｐ６に達したときに、第２の回転基準点Ｐ６を通り、第２の回転基準点Ｐ６から機器４１の基準点へのベクトルと第３の方向ベクトルＶ３の両方に垂直な軸を中心軸とする回転運動が行われる。このときの回転角度は、移動情報で指定された角度である。ここで、第３の距離ｄ３は、回転動作中の第２の回転基準点Ｐ６と機器４１の基準点との距離を半径とする弧の長さであり、回転角と半径に基づき計算によって求められる。
The second rotation reference point P6 finishes the second parallel movement of the
第４の方向ベクトルＶ４は、第２の回転基準点Ｐ６における回転動作後の機器４１の平行移動の方向を示している。機器４１は、進行方向に垂直な軸回りの回転が終了した位置から第４の方向ベクトルＶ４で示される方向に第４の距離ｄ４だけ平行移動する。
The fourth direction vector V4 indicates the direction of translation of the
機器４１の軌跡形状を判定するとき、機器４１が平行移動をした場合、多角柱の形をした軌跡形状が作成される。また、機器４１が進行方向に平行な軸回りの回転運動をした場合、円柱の形をした軌跡形状が作成される。
When determining the trajectory shape of the
図１７は、進行方向に平行な軸回りの回転運動における軌跡形状を示す図である。図１７に示すように、機器４１が進行方向（図１７中に矢印で示す）に平行な軸回りに回転運動をすると、回転する機器４１を包含する円柱４２が軌跡形状となる。
FIG. 17 is a diagram showing a trajectory shape in a rotational motion around an axis parallel to the traveling direction. As shown in FIG. 17, when the
機器４１が鉛直方向の軸回りの回転運動をした場合、機器４１が外接する球を、軌跡形状とする。
図１８は、鉛直方向の軸回りの回転運動における軌跡形状を示す図である。図１８に示すように、第２の回転基準点Ｐ６から半径Ｒ２の球４３が軌跡形状となる。この球４３は、機器４１が第２の回転基準点Ｐ６を通る鉛直の軸回りに回転したときに外接する球である。
When the
FIG. 18 is a diagram illustrating a trajectory shape in a rotational motion around an axis in the vertical direction. As shown in FIG. 18, a
次に、図１６〜図１８に示したような移動を行わせるための移動情報に基づく軌跡形状作成処理の手順を説明する。
図１９は、軌跡形状作成処理の手順を示すフローチャートである。以下、図１９に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
Next, the procedure of the trajectory shape creation process based on the movement information for performing the movement as shown in FIGS. 16 to 18 will be described.
FIG. 19 is a flowchart illustrating the procedure of the trajectory shape creation process. In the following, the process illustrated in FIG. 19 will be described in order of step number.
［ステップＳ５１］最大移動軌跡作成部１４０は、フェーズ番号を示す変数ｎを、「１」に設定する。
［ステップＳ５２］最大移動軌跡作成部１４０は、ｎ番目のフェーズ（第ｎフェーズ）の移動を実施する。すなわち、最大移動軌跡作成部１４０は、第ｎフェーズの移動情報に従って、機器の平行移動、または回転移動をシミュレートする。
[Step S51] The maximum movement
[Step S52] The maximum movement
［ステップＳ５３］最大移動軌跡作成部１４０は、部品の外形により軌跡形状を生成し、干渉空間データ記憶部１５０に格納する。
［ステップＳ５４］最大移動軌跡作成部１４０は、第ｎフェーズが最終フェーズか否かを判断する。最終フェーズであれば、軌跡形状作成処理が終了する。最終フェーズでなければ、処理がステップＳ５５に進められる。
[Step S <b> 53] The maximum movement
[Step S54] The maximum movement
［ステップＳ５５］最大移動軌跡作成部１４０は、変数ｎの値を１だけカウントアップする。その後、処理がステップＳ５２に進められる。
このように移動する各機器に関する最大移動軌跡作成処理が実行されると、移動軌跡付き機器データと、軌跡形状データとが、干渉空間データ記憶部１５０に格納される。なお、移動軌跡作成処理のより詳細な内容については、特開２００８−２３４６２２号公報に開示されている。
[Step S55] The maximum movement
When the maximum movement trajectory creation process for each device that moves in this way is executed, device data with a movement trajectory and trajectory shape data are stored in the interference space
図２０は、最大移動軌跡作成後の干渉空間データ記憶部の格納データを示す図である。干渉空間データ記憶部１５０には、新たに複数の移動機器付き機器データ１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，・・・と、複数の軌跡形状データ１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃ，・・・とが格納されている。
FIG. 20 is a diagram illustrating data stored in the interference space data storage unit after the maximum movement trajectory is created. The interference space
図２１は、移動軌跡付き機器データのデータ構造例を示す図である。図２１には、直方体の機器４４についての移動軌跡付き機器データ１５３ａを示している。移動軌跡付き機器データ１５３ａには、図５に示した機器データ１２１ａと同種のデータに加え、複数の軌跡形状名が登録されている。軌跡形状名には、移動フェーズごとに作成された軌跡形状データを一意に識別するための名称が設定されている。
FIG. 21 is a diagram illustrating an example of the data structure of device data with a movement locus. FIG. 21
図２２は、軌跡形状データのデータ構造例を示す図である。図２２では、機器４４が第１フェーズから第４フェーズまでの移動動作を行った場合を想定している。第１フェーズの軌跡形状データ１５４ａは、直方体の形状を表している。直方体の軌跡形状データ１５４ａのデータ構造は、図６に示した直方体の積載物データ１２２ａのデータ構造と同様である。ただし、積載物データ１２２ａの積載物名に代えて、軌跡形状名が設定されている。
FIG. 22 is a diagram illustrating a data structure example of trajectory shape data. In FIG. 22, it is assumed that the
図２２の例では、移動開始前の機器４４の頂点Ｐ７の座標が軌跡形状データ１５４ａの基準点として設定されている。また、移動開始前の機器４４のローカル座標の座標軸を示すベクトル（ベクトルＸ４、ベクトルＹ４、ベクトルＺ４）が軌跡形状データに設定されている。
In the example of FIG. 22, the coordinates of the vertex P7 of the
図２２の例では、第１フェーズにおいて、ローカル座標でのＸ軸の方向（ベクトルＸ４の方向）に機器４４が平行移動している。そのため、軌跡形状の縦、高さは、それぞれ機器４４の縦、高さと等しい。軌跡形状の横は、機器４４の横の長さに、第１フェーズによる移動距離を加算した値となる。
In the example of FIG. 22, in the first phase, the
また、第４フェーズでは、機器４４が、頂点Ｃ１を通りベクトルＺ４に平行な軸回りの回転運動を行っている。第４フェーズの軌跡形状データ１５４ｅでは、頂点Ｃ１の座標が基準点に設定されている。また、軌跡形状データ１５４ｅには、軌跡形状の内側の半径Ｒ３、外側の半径Ｒ４、高さＨ２、および回転の角度Ｋ１が設定されている。
In the fourth phase, the
このようにして、移動軌跡付き機器データや軌跡形状データが干渉空間データ記憶部１５０に格納されると、進入禁止空間判定部１６０によって、進入禁止空間が作成される。
図２３は、進入禁止空間作成処理の手順を示すフローチャートである。以下、図２３に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
In this way, when the device data with the movement trajectory and the trajectory shape data are stored in the interference space
FIG. 23 is a flowchart illustrating a procedure of entry prohibition space creation processing. In the following, the process illustrated in FIG. 23 will be described in order of step number.
［ステップＳ６１］進入禁止空間判定部１６０は、ユーザからの操作入力に基づいて、未処理の機器を選択する。
［ステップＳ６２］進入禁止空間判定部１６０は、ステップＳ６１で選択された機器の外接形状または軌跡形状を、ユーザインタフェース部１１０を介してモニタ１１に表示する。
[Step S61] The entry prohibition
[Step S62] The entry prohibition
［ステップＳ６３］進入禁止空間判定部１６０は、ユーザインタフェース部１１０を介して、ユーザからの安全考慮値の入力を受け付ける。安全考慮値には、円柱用の安全考慮値と直方体用の安全考慮値とがある。円柱用の安全考慮値は、縦の値と横の値とが入力される。直方体用の安全考慮値としては、縦、横、および高さの値が入力される。入力された値は、選択されている機器の外接形状付き機器データまたは移動軌跡付き機器データに設定される。
[Step S63] The entry prohibition
［ステップＳ６４］進入禁止空間判定部１６０は、安全考慮値に基づいて、進入禁止空間形状を作成する。具体的には、進入禁止空間判定部１６０、選択した機器の外接形状または軌跡形状の外側に、安全考慮値で示される幅の接近禁止空間を設ける。そして、進入禁止空間判定部１６０は、外接形状と接近禁止空間とを合わせた空間、または軌跡形状と接近禁止空間を合わせた空間を、進入禁止空間とする。そして、進入禁止空間判定部１６０は、進入禁止空間形状を示す進入禁止空間形状データをＲＡＭ１０２に格納する。
[Step S64] The entry prohibition
［ステップＳ６５］進入禁止空間判定部１６０は、ユーザからの操作入力に応じて、作成した進入禁止空間を保存するか否かを判断する。進入禁止空間を保存する場合、処理がステップＳ６７に進められる。進入禁止空間を保存しない場合、処理がステップＳ６６に進められる。
[Step S65] The entry prohibition
［ステップＳ６６］進入禁止空間判定部１６０は、進入禁止空間を保存しない場合、ステップＳ６５で作成した進入禁止空間形状データをＲＡＭ１０２から削除する。その後、処理がステップＳ６２に進められ、新たな安全考慮値に基づいて進入禁止空間の再作成が行われる。
[Step S66] The entry prohibition
［ステップＳ６７］進入禁止空間判定部１６０は、ステップＳ６４で作成した進入禁止空間形状を示す進入禁止空間形状データと進入禁止空間付き機器データとを、進入禁止空間データ記憶部１７０に格納する。この際、進入禁止空間判定部１６０は、進入禁止空間付き機器データによって指定されている積載物データ、部品データ、外接形状データ、および軌跡形状データを、干渉空間データ記憶部１５０から進入禁止空間データ記憶部１７０にコピーする。
[Step S67] The entry prohibition
［ステップＳ６８］進入禁止空間判定部１６０は、ユーザからの操作入力に基づいて、他の機器の進入禁止空間を作成するか否かを判断する。他の機器の進入禁止空間を作成する場合、処理がステップＳ６１に進められる。他の機器の進入禁止空間の作成を行わない場合、進入禁止空間作成処理が終了する。
[Step S68] The entry prohibition
このような手順で各機器の進入禁止空間が作成される。そして、各機器にする進入禁止空間付き機器データと、進入禁止空間データとが進入禁止空間データ記憶部１７０に格納される。
The entry prohibition space for each device is created in such a procedure. Then, the device data with entry prohibition space and the entry prohibition space data for each device are stored in the entry prohibition space
図２４は、進入禁止空間データ記憶部内のデータ例を示す図である。進入禁止空間が作成されると、各機器の進入禁止空間付き機器データ１７１ａ，１７１ｂ，１７１ｃ，・・・と、機器の進入禁止空間を示す進入禁止空間データ１７２ａ，１７２ｂ，１７２ｃ，・・・とが進入禁止空間データ記憶部１７０に格納される。また、進入禁止空間データ記憶部１７０には、各機器の積載物や、構成部品に関する積載物データ１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，・・・や部品データ１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ，・・・が格納されている。これらの積載物データ１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，・・・や部品データ１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ，・・・は、進入禁止空間判定部１６０によって干渉空間データ記憶部１５０から進入禁止空間データ記憶部１７０にコピーされる。
FIG. 24 is a diagram illustrating an example of data in the entry prohibition space data storage unit. When the entry prohibition space is created,
図２５は、進入禁止空間付き機器データのデータ構造例を示す図である。図２５には、ロボット３１に関する進入禁止空間付き機器データ１７１ａが示されている。
ロボット３１には、円柱形の外接形状３３が設けられている。そのため、円柱用の安全考慮値に基づいて、外接形状３３を覆う円柱形の進入禁止空間３４が作成される。進入禁止空間３４の高さは、外接形状３３の高さＨよりも、円柱用の縦の安全考慮値の分だけ高く設定されている。また、進入禁止空間３４の底面の半径は、外接形状３３の底面の半径よりも、円柱用の横の安全考慮値の分だけ大きく設定されている。
FIG. 25 is a diagram illustrating a data structure example of device data with entry prohibition space. FIG. 25
The
そして、進入禁止空間付き機器データ１７１ａには、ロボット３１の外接形状付き機器データ１５１ａが有する情報に加え、進入禁止空間名が設定されている。進入禁止空間名は、進入禁止空間３４を一意に特定するための名称である。
In addition, in the
進入禁止空間３４は円柱形である。そのため、進入禁止空間３４に対応する進入禁止空間データのデータ構造は、図７に示した円柱形の部品の部品データ１２３ａと同様である。ただし進入禁止空間データでは、部品データ１２３ａの部品名に代えて、進入禁止空間名が設定される。
The entry prohibition space 34 has a cylindrical shape. Therefore, the data structure of the entry prohibition space data corresponding to the entry prohibition space 34 is the same as the
なお、ユーザインタフェース部１１０は、進入禁止空間付き機器データ１７１ａに基づいて、図２５に示すようなロボット３１とロボットに関する進入禁止空間３４とをモニタ１１に表示させることができる。これにより、ユーザは、ロボット３１の周囲にどの程度の進入禁止空間３４を作成すべきなのかを、容易に認識できる。
Note that the
次に、柵部品配置処理について詳細に説明する。
図２６は、柵部品配置処理の手順を示すフローチャートである。以下、図２６に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
Next, the fence component arrangement process will be described in detail.
FIG. 26 is a flowchart illustrating a procedure of the fence component arrangement process. In the following, the process illustrated in FIG. 26 will be described in order of step number.
［ステップＳ７１］柵作成部１８０は、各機器の進入禁止空間をグローバル座標のＺ軸方向から、Ｚ軸の値が０の平面（Ｘ−Ｙ平面）上に平行投影する。
［ステップＳ７２］柵作成部１８０は、各機器のＸ−Ｙ平面上の投影形状の論理和演算を行う。論理和演算により、複数の投影形状が重なっている場合には、重なり部分が無くなり、１つの投影形状に統合される。
[Step S71] The
[Step S <b> 72] The
［ステップＳ７３］柵作成部１８０は、各機器の進入禁止空間をグローバル座標のＹ軸方向から、Ｙ軸の値が０の平面（Ｚ−Ｘ平面）上に平行投影する。
［ステップＳ７４］柵作成部１８０は、各機器のＺ−Ｘ平面上の投影形状の論理和演算を行う。
[Step S <b> 73] The
[Step S74] The
［ステップＳ７５］柵作成部１８０は、各機器の進入禁止空間をグローバル座標のＸ軸方向から、Ｘ軸の値が０の平面（Ｙ−Ｚ平面）上に平行投影する。
［ステップＳ７６］柵作成部１８０は、各機器のＹ−Ｚ平面上の投影形状の論理和演算を行う。
[Step S75] The
[Step S76] The
［ステップＳ７７］柵作成部１８０は、３方向から進入禁止空間を投影した３つの平面図を、進入禁止領域図として柵配置図記憶部１９０に格納する。
［ステップＳ７８］柵作成部１８０は、Ｘ−Ｙ平面の進入禁止領域図における投影形状の線の上に配置される柵の３次元部品を生成する。柵の３次元形状における幅は予め設定されている。柵の高さは、投影形状の作成元となった機器の高さに応じて決定される。すなわち、機器の高さが高い程、その周囲に設ける柵も高くなる。柵作成部１８０は、新たに作成した柵の形状および設置場所を示す柵データを、機器データ記憶部１２０に格納する。
[Step S77] The
[Step S <b> 78] The
［ステップＳ７９］柵作成部１８０は、作成した柵の３次元部品の形状を、Ｘ−Ｚ平面、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面それぞれに投影する。
［ステップＳ８０］柵作成部１８０は、３方向から柵の３次元形状を投影した３つの平面図を、柵配置図として柵配置図記憶部１９０に格納する。
[Step S79] The
[Step S80] The
このようにして、進入禁止空間への人や物の進入を防ぐ柵の配置を容易に決定することができる。例えば、工場の製造ラインには、様々な機器が設置される。設置される機器は、その機器の性質に応じて、進入禁止空間の広さが異なってくる。そこで、工場の製造ラインにおける進入禁止空間の判定結果と柵の配置の例を説明する。 In this way, it is possible to easily determine the arrangement of the fences that prevent the entry of people and objects into the entry prohibition space. For example, various devices are installed in a production line of a factory. The size of the entry prohibition space varies depending on the nature of the installed device. Therefore, an example of the determination result of the entry prohibition space in the factory production line and the arrangement of the fence will be described.
図２７は、工場の製造ラインへの機器の配置を示す図である。工場内には、ベルトコンベア５１が設置されている。ベルトコンベア５１の周囲には、複数のロボット５２〜５５が配置されている。各ロボット５２〜５５は電源装置５６が接続されている。また、電源装置５６には、ロボット５２〜５５を制御する制御装置５７も接続されている。
FIG. 27 is a diagram illustrating an arrangement of devices on a production line in a factory. A
この工場には、車５８が入ることができる。そのため、車５８が出入りするための通路が必要となる。さらに、工場には、製品５９を運搬するためのクレーン６０が設置されている。クレーン６０は、ハンド部６１によって製品５９を把持し、製品５９を運搬できる。
A car 58 can enter this factory. Therefore, a passage for the car 58 to enter and exit is necessary. Further, a
以下、図２７に示す工場における各機器の進入禁止空間について説明する。なお、ロボット５２〜５５の進入禁止空間は、図２５に示した通りである。
図２８は、ベルトコンベアの進入禁止空間を示す図である。ベルトコンベア５１自身は移動しないが、ベルトなどの回転部分があり、不用意に近づくべきではない。そのため、ベルトコンベア５１の周囲３００ｍｍ内の空間は、進入禁止空間５１ａとされている。
Hereinafter, the entry prohibition space of each device in the factory shown in FIG. 27 will be described. The entry prohibition spaces for the
FIG. 28 is a diagram illustrating an entry prohibition space of the belt conveyor. The
図２９は、電源装置の進入禁止空間を示す図である。電源装置５６は発熱すため、近寄りすぎるのは不適切である。そこで、電源装置５６の周囲４００ｍｍ内の空間は、進入禁止空間５６ａとされている。
FIG. 29 is a diagram illustrating an entry prohibition space of the power supply device. Since the
図３０は、車の進入禁止空間を示す図である。車５８は移動するため、車５８が移動可能な通路に沿った最大移動軌跡５８ａが作成される。この場合、最大移動軌跡５８ａの周囲を覆うように、最大移動軌跡５８ａとの間に３００ｍｍの間隔を有する進入禁止空間５８ｂが作成される。
FIG. 30 is a diagram illustrating a vehicle entry prohibition space. Since the car 58 moves, a
図３１は、クレーンの進入禁止空間を示す図である。クレーン６０は、梁６２の部分は移動せず、ハンド部６１が移動する。このような場合、外接形状作成部１３０では、ハンド部６１についてのみ着目して、動作シミュレーションを行う。その結果、ハンド部６１の干渉空間６１ａが得られる。そして、干渉空間６１ａと、その下の落下物干渉空間とを合わせた形状が、外接形状６１ｂとなる。この場合、外接形状６１ｂの周囲を覆うように、外接形状６１ｂとの間に３００ｍｍの間隔を有する進入禁止空間６１ｃが作成される。
FIG. 31 is a diagram illustrating a crane entry prohibition space. In the
なお、図２７に示す制御装置５７はユーザが操作を行う装置であり、ユーザが近寄ることが想定されている。しかし、制御装置５７の周囲に進入禁止空間を作成しておけば、不注意によってユーザが制御装置５７に接触することにより、意図しないスイッチの操作の発生を防止できる。図２７の例では、制御装置５７の周囲にも進入禁止空間を作成するものとする。その場合の進入禁止空間の形状は、図３０に示した電源装置５６の場合と同様である。ただし、安全考慮値については、電源装置５６よりも小さな値とすることができる。
Note that the control device 57 shown in FIG. 27 is a device operated by the user, and it is assumed that the user approaches. However, if an entry prohibition space is created around the control device 57, an unintentional switch operation can be prevented when the user inadvertently contacts the control device 57. In the example of FIG. 27, it is assumed that an entry prohibition space is also created around the control device 57. In this case, the shape of the entry prohibition space is the same as that of the
このようにして各機器について作成された進入禁止空間は平面に投影され、進入禁止領域図が作成される。
図３２は、進入禁止空間のＸ−Ｙ平面図と進入禁止領域図とを示す図である。各機器の進入禁止空間をＸ−Ｙ平面に投影したときのＸ−Ｙ平面図７１には、各進入禁止空間の形状が重なり合って示されている。Ｘ−Ｙ平面図７１内の投影された各進入禁止空間の形状のうち重なりを排除し、その輪郭のみを残すことで進入禁止領域図７２となる。
The entry prohibition space created for each device in this way is projected onto a plane, and an entry prohibition area diagram is created.
FIG. 32 is a diagram illustrating an XY plan view of an entry prohibition space and an entry prohibition area diagram. In the
図３３は、進入禁止空間のＸ−Ｚ平面図である。図３４は、進入禁止空間のＹ−Ｚ平面図である。Ｘ−Ｚ平面図７３およびＹ−Ｚ平面図７４では、水平方向から見たときの進入禁止領域が示される。
FIG. 33 is an XZ plan view of the entry prohibition space. FIG. 34 is a YZ plan view of the entry prohibition space. In the
進入禁止領域図７２が作成されると、進入禁止領域を示す線に沿って、柵の３次元部品が作成される。なお、ユーザは、ユーザインタフェース部１１０を介して柵作成部１８０に指示を入力し、必要に応じて人や車の出入りが可能なように柵の追加や削除、および位置の変更などを行うことができる。作成された柵の部品データは、機器データ記憶部１２０に格納される。
When the entry prohibition area diagram 72 is created, a three-dimensional part of a fence is created along a line indicating the entry prohibition area. The user inputs an instruction to the
図３５は、柵の部品データのデータ構造例を示す図である。図３５の例では、柵８０は、直方体部８１，８２と部分円筒部８３とで構成されている。柵データ１２４ａには、柵幅が設定されている。柵幅は、柵８０の横方向（図中、ベクトルＸ５の方向）の長さである。また、柵データ１２４ａには、直方体部８１，８２と部分円筒部８３との形状を示す部品データが設定されている。なお、図３５では、直方体部８２の部品データについては省略されている。
FIG. 35 is a diagram illustrating an example of a data structure of fence part data. In the example of FIG. 35, the
直方体部８１の部品データのデータ構造は、図６に示した直方体の積載物データ１２２ａのデータ構造と同様である。ただし、直方体部８１の部品データでは、積載物データ１２２ａの積載物名に代えて、部品名が設定される。
The data structure of the part data of the
部分円筒部８３の部品データには、部品名、基準点、３軸方向のベクトル、内径、外径、中心角、高さの値が設定される。部品名、基準点、３軸方向のベクトルについては、図７に示した円柱形の部品に関する部品データ１２３ａと同種の値が設定される。内径は、部分円筒部８３の内面の半径Ｒ５である。外径は、部分円筒部８３の外面の半径Ｒ６である。中心角は、部分円筒部８３の基準点から内面の両端それぞれまで引いた２つの線分の成す角である。高さは、部分円筒部８３のベクトルＺ５方向の長さＨ３である。
In the part data of the partial
このような柵データ１２４ａが機器データ記憶部１２０に格納される。その後、ユーザインタフェース部１１０は、機器データ記憶部１２０に格納された各種データを参照し、柵と機器との配置状態を、モニタ１１の画面に表示することができる。
図３６は、工場内の機器と柵との配置を示す表示画面を示す図である。画面９１には、予め配置された機器と、各の周囲の進入禁止区間を囲む柵が表示されている。なお、ユーザインタフェース部１１０は、隠れ線処理を施すことにより、他の機器または柵の背後になる線を非表示とすることができる。
FIG. 36 is a diagram showing a display screen showing the arrangement of equipment and fences in the factory. The screen 91 displays pre-arranged devices and a fence surrounding each entry prohibition section. Note that the
図３７は、隠れ線処理を行って工場内の機器と柵との配置を示す表示画面を示す図である。隠れ線処理を行った画面９２では、視点方向から見て、他の機器または柵の裏に隠れる部分については、線が非表示となっている。その結果、柵と機器とを配置したときの様子が、分かりやすく表示されている。 FIG. 37 is a diagram showing a display screen showing the arrangement of equipment and fences in the factory by performing hidden line processing. In the screen 92 on which the hidden line processing has been performed, lines are not displayed for portions hidden behind other devices or fences when viewed from the viewpoint direction. As a result, the state when the fence and the device are arranged is displayed in an easy-to-understand manner.
このようにして、工場に配置する機器の進入禁止空間を適格に算出し、その進入禁止領域を囲う柵の配置場所の決定を容易に行うことができる。
ところで、進入禁止空間の判断は、屋外に設置する設備の配置場所を決定する際にも行われる。例えば、工場に隣接する荷積み場に、クレーンなどを設定する場合がある。この場合も、トラックの移動軌跡などを考慮した進入禁止空間の判断が行われる。
In this way, it is possible to appropriately calculate the entry prohibition space of the equipment to be arranged in the factory, and to easily determine the arrangement place of the fence surrounding the entry prohibition area.
By the way, the determination of the entry prohibition space is also made when determining the location of the equipment to be installed outdoors. For example, a crane or the like may be set at a loading site adjacent to a factory. In this case as well, the entry prohibition space is determined in consideration of the track of the truck.
図３８は、荷積み場の設備の配置例を示す図である。工場２０１に隣接した平地に、荷物の積み卸しをするための荷積み場が設けられている。工場２０１内部のような屋内の空間では、工場２０１内部のみで進入禁止空間の判定が行われる。屋外の進入禁止空間を判定する場合、予め進入禁止空間判定領域２０２をユーザが指定する。そして、進入禁止空間判定領域２０２内の設備ごとに進入禁止空間が判定される。図３８の例では、トラッククレーン２１０、フォークリフト２２０、トラック２３０、橋形クレーン２４０などが配置されている。
FIG. 38 is a diagram illustrating an arrangement example of facilities in the loading area. A loading space for loading and unloading luggage is provided on a flat land adjacent to the factory 201. In an indoor space such as the interior of the factory 201, the entry prohibition space is determined only within the factory 201. When determining the outdoor entry prohibition space, the user designates the entry prohibition space determination area 202 in advance. Then, the entry prohibition space is determined for each facility in the entry prohibition space determination area 202. In the example of FIG. 38, a
図３９は、トラッククレーンの進入禁止空間を示す図である。トラッククレーン２１０は、停車時にクレーンを使って荷物の積み卸しを行う。そのため、トラッククレーン２１０では、クレーンの届く範囲と、その下の落下物干渉空間とが外接空間２１１となる。ユーザは、運搬する荷物の大きさを考慮に入れた安全考慮値を設定する。図３９の例では、周囲すべての方向に対して、安全考慮値が１０００ｍｍである。すると、外接空間２１１から安全考慮値だけ広げた空間が、進入禁止空間２１２とされる。なお、トラッククレーン２１０が移動する際の進入禁止空間は、図３０に示す車５８の例と同様の方法で判定される。
FIG. 39 is a diagram illustrating an entry prohibition space of a truck crane. The
図４０は、フォークリフトの進入禁止空間を示す図である。フォークリフト２２０は、荷物を高く掲げることができる。そこで、荷物が届く高さの外接空間２２１が設定される。そして、ユーザは、運搬する荷物の大きさを考慮に入れた安全考慮値を設定する。図３９の例では、横方向の安全考慮値が５００ｍｍであり、上方向の安全考慮値は０ｍｍである。すると、外接空間２２１から安全考慮値だけ広げた空間が、進入禁止空間２２２とされる。
FIG. 40 is a diagram showing a forklift entry prohibition space. The
なお、図３８に示したトラック２３０の進入禁止空間は、図３０に示す車５８の例と同様の方法で判定される。また、図３８に示した橋形クレーン２４０の進入禁止空間は、図３１に示すクレーン６０の例と同様の方法で判定される。
38 is determined by a method similar to that of the example of the car 58 shown in FIG. Further, the entry prohibition space of the bridge crane 240 shown in FIG. 38 is determined by the same method as in the example of the
このようにして、荷積み場の設備に関しても、適切な進入禁止空間を設定することができる。
以上説明したように、落下物を想定し、干渉空間より下の空間についても進入禁止空間に含めるようにしたため、進入禁止空間の抽出漏れを防止できる。しかも、干渉空間を算出する際には、運搬物が到達可能な空間を含めた干渉空間を算出している。これにより、進入禁止空間外に搬送物が飛び出すことを防止できる。また、外接形状から予め設定された安全考慮値で示される幅だけ広げた空間を進入禁止空間としたことで、誤って進入禁止空間に人が進入する可能性を低下させることができる。
In this way, it is possible to set an appropriate entry prohibition space for the equipment at the loading site.
As described above, since a fallen object is assumed and the space below the interference space is also included in the entry prohibited space, it is possible to prevent the entry prohibited space from being extracted. In addition, when calculating the interference space, the interference space including the space that the transportable object can reach is calculated. Thereby, it can prevent a conveyed product jumping out of the entry prohibition space. Moreover, the possibility that a person accidentally enters the entry prohibition space can be reduced by setting the space that is widened from the circumscribed shape by a predetermined safety consideration value as the entry prohibition space.
なお、上記実施の形態では、進入禁止空間に設置する柵を示す柵データを自動生成している。これにより、工場の設備配置計画段階において、進入禁止空間への人の進入を物理的に防止するための柵の配置場所の決定が容易となる。しかも、複数の機器それぞれの進入禁止空間の投影形状が重なり合う場合、投影形状を合成し、合成後の形状の周囲を囲う柵を示す柵データを生成している。これにより、ある機器の進入禁止空間内に、他の機器を囲む柵が配置されるような柵の配置間違いを防止できる。さらに、柵と機器との配置状況を画面表示することで、機器と柵の配置状況を容易に確認することができる。その結果、機器や柵の自動配置により、工場全体の設備配置設計内容を容易に確認することができる。 In the above embodiment, fence data indicating a fence to be installed in the entry prohibition space is automatically generated. This facilitates the determination of the location of the fence for physically preventing people from entering the entry-prohibited space at the facility installation planning stage of the factory. In addition, when the projected shapes of the entry prohibition spaces of the plurality of devices overlap, the projected shapes are combined, and fence data indicating a fence surrounding the combined shape is generated. Thereby, the arrangement | positioning mistake of the fence which the fence surrounding other apparatuses is arrange | positioned in the entry prohibition space of a certain apparatus can be prevented. Furthermore, by displaying the arrangement state of the fence and the device on the screen, the arrangement state of the device and the fence can be easily confirmed. As a result, the equipment layout design content of the entire factory can be easily confirmed by automatic placement of equipment and fences.
また、上記の実施の形態では、機器が移動可能な場合、機器が移動することで到達可能な空間を示す軌跡形状を作成し、軌跡形状を含む空間も進入禁止空間としている。これにより、工場内の移動機器のための通路の確保と、その通路周辺に設置される機器周辺の安全の確保とを合わせて行うことができる。従って、工場内や荷積み場における設備配置計画を効率的に行うことができる。 Further, in the above embodiment, when the device is movable, a trajectory shape indicating a space that can be reached by the movement of the device is created, and the space including the trajectory shape is also set as the entry prohibition space. Thereby, securing of the passage for the mobile equipment in the factory and securing of the safety around the equipment installed around the passage can be performed together. Therefore, the facility arrangement plan in the factory or at the loading site can be efficiently performed.
なお、図１に示した進入禁止空間分析装置１の処理機能や、図３に示した設備配置計画支援装置１００の処理機能は、コンピュータで実現することができる。各装置の処理機能をコンピュータによって実現するため、コンピュータが有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記憶装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ／ＲＷなどがある。光磁気記録媒体には、ＭＯ（Magneto-Optical disc）などがある。
The processing function of the entry prohibition
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。 When distributing the program, for example, a portable recording medium such as a DVD or a CD-ROM in which the program is recorded is sold. It is also possible to store the program in a storage device of a server computer and transfer the program from the server computer to another computer via a network.
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。 The computer that executes the program stores, for example, the program recorded on the portable recording medium or the program transferred from the server computer in its own storage device. Then, the computer reads the program from its own storage device and executes processing according to the program. The computer can also read the program directly from the portable recording medium and execute processing according to the program. Further, each time the program is transferred from the server computer, the computer can sequentially execute processing according to the received program.
また、上記の処理機能の少なくとも一部を、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＤＬ（Programmable Logic Device）などの電子回路で実現することもできる。 In addition, at least a part of the above processing functions can be realized by an electronic circuit such as a DSP (Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or a PDL (Programmable Logic Device).
以上、実施の形態を例示したが、実施の形態で示した各部の構成は同様の機能を有する他のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や工程が付加されてもよい。さらに、前述した実施の形態のうちの任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。 As mentioned above, although embodiment was illustrated, the structure of each part shown by embodiment can be substituted by the other thing which has the same function. Moreover, other arbitrary structures and processes may be added. Further, any two or more configurations (features) of the above-described embodiments may be combined.
以上説明した実施の形態の主な技術的特徴は、以下の付記の通りである。
（付記１） コンピュータに、
機器の構造を示す機器データが予め格納された機器データ記憶手段を参照し、前記機器データに基づき、機器の可動部分が到達可能な干渉空間を判定し、
前記干渉空間と、前記干渉空間よりも下の空間とを含む進入禁止空間を判定し、
前記進入禁止空間の位置および形状を示す進入禁止空間データを、進入禁止空間データ記憶手段に格納する、
処理を実行させることを特徴とする進入禁止空間分析プログラム。
The main technical features of the embodiment described above are as follows.
(Supplementary note 1)
With reference to device data storage means in which device data indicating the structure of the device is stored in advance, based on the device data, determine the interference space that the movable part of the device can reach,
Determining an entry prohibition space including the interference space and a space below the interference space;
Storing entry prohibition space data indicating the position and shape of the entry prohibition space in the entry prohibition space data storage means;
An entry prohibition space analysis program characterized by causing processing to be executed.
（付記２） 前記機器データには、前記機器が運搬する運搬物の形状が設定されており、前記干渉空間を算出する際には、前記機器が動作することにより前記運搬物が到達可能な空間を含めた前記干渉空間を算出することを特徴とする付記１記載の進入禁止空間分析プログラム。
(Additional remark 2) The shape of the transported material carried by the device is set in the device data, and when the interference space is calculated, the space that the transported product can reach by operating the device. The entry prohibition space analysis program according to
（付記３） 前記進入禁止空間を判定する際には、前記干渉空間と、前記干渉空間よりも下の空間とを合わせた空間を、予め設定された安全考慮値で示される幅だけ広げた空間を前記進入禁止空間とすることを特徴とする付記１記載の進入禁止空間分析プログラム。
(Additional remark 3) When determining the said entry prohibition space, the space which expanded the space which combined the said interference space and the space under the said interference space only by the width | variety shown by the preset safety consideration value The entry prohibition space analysis program according to
（付記４） 前記コンピュータに、さらに、
前記進入禁止空間データを参照し、前記進入禁止空間を前記機器の接地面に平行投影し、投影された形状を囲う位置に設置する柵を示す柵データを生成する処理を実行させることを特徴とする付記１記載の進入禁止空間分析プログラム。
(Appendix 4) In addition to the computer,
Referring to the entry prohibition space data, performing parallel projection of the entry prohibition space on the ground plane of the device, and executing processing for generating fence data indicating a fence installed at a position surrounding the projected shape. The entry prohibition space analysis program according to
（付記５） 前記機器が複数ある場合、前記柵データを生成する際には、複数の前記機器それぞれの前記進入禁止空間を前記接地面に平行投影し、重なり合う形状を合成し、合成後の形状の周囲を囲う柵を示す前記柵データを生成することを特徴とする付記４記載の進入禁止空間分析プログラム。
(Supplementary Note 5) When there are a plurality of the devices, when generating the fence data, the entry prohibition space of each of the plurality of devices is projected in parallel on the ground contact surface, the overlapping shapes are combined, and the combined shape The entry prohibition space analysis program according to
（付記６） 前記コンピュータに、
前記柵データと前記機器データとに基づいて、前記柵と前記機器との配置を画面表示する処理を実行させることを特徴とする付記４記載の進入禁止空間分析プログラム。
(Appendix 6) In the computer,
The entry prohibition space analysis program according to
（付記７） 前記コンピュータに、さらに、
前記機器が移動可能な場合、移動内容を示す移動情報に基づいて前記機器が移動することで到達可能な空間を示す軌跡形状を作成する処理を実行させ、
前記進入禁止空間を判定する際には、前記軌跡形状を含む空間も前記進入禁止空間とすることを特徴とする付記１記載の進入禁止空間分析プログラム。
(Appendix 7) In addition to the computer,
When the device is movable, a process for creating a trajectory shape indicating a space that can be reached by moving the device based on movement information indicating movement content is performed.
The entry prohibition space analysis program according to
（付記８） 機器の構造を示す機器データが予め格納された機器データ記憶手段を参照し、前記機器データに基づき、機器の可動部分が到達可能な干渉空間を判定する干渉空間判定手段と、
前記干渉空間と、前記干渉空間よりも下の空間とを含む進入禁止空間を判定する進入禁止空間判定手段と、
前記進入禁止空間の位置および形状を示す進入禁止空間データを、進入禁止空間データ記憶手段に格納する進入禁止空間データ格納手段と、
を有することを特徴とする進入禁止空間分析装置。
(Supplementary Note 8) An interference space determination unit that refers to a device data storage unit in which device data indicating a device structure is stored in advance, and determines an interference space that can be reached by a movable part of the device based on the device data;
An entry prohibition space determination means for determining an entry prohibition space including the interference space and a space below the interference space;
Entry prohibition space data storage means for storing entry prohibition space data indicating the position and shape of the entry prohibition space in the entry prohibition space data storage means;
An entry-prohibited space analyzing apparatus characterized by comprising:
（付記９） コンピュータが、
機器の構造を示す機器データが予め格納された機器データ記憶手段を参照し、前記機器データに基づき、機器の可動部分が到達可能な干渉空間を判定し、
前記干渉空間と、前記干渉空間よりも下の空間とを含む進入禁止空間を判定し、
前記進入禁止空間の位置および形状を示す進入禁止空間データを、進入禁止空間データ記憶手段に格納する、
ことを特徴とする進入禁止空間分析方法。
(Supplementary note 9)
With reference to device data storage means in which device data indicating the structure of the device is stored in advance, based on the device data, determine the interference space that the movable part of the device can reach,
Determining an entry prohibition space including the interference space and a space below the interference space;
Storing entry prohibition space data indicating the position and shape of the entry prohibition space in the entry prohibition space data storage means;
An entry prohibition space analysis method characterized by that.
１ 進入禁止空間分析装置
１ａ 機器データ記憶手段
１ｂ 干渉空間判定手段
１ｃ 進入禁止空間判定手段
１ｄ 進入禁止空間データ格納手段
１ｅ 進入禁止空間データ記憶手段
２ 機器
３ 運搬物
４ 干渉空間
５ 進入禁止空間
DESCRIPTION OF
Claims (7)
機器の構造を示す機器データが予め格納された機器データ記憶手段を参照し、前記機器データに基づき、機器の可動部分が到達可能な干渉空間を判定し、
前記干渉空間と、前記干渉空間よりも下の空間とを含む進入禁止空間を判定し、
前記進入禁止空間の位置および形状を示す進入禁止空間データを、進入禁止空間データ記憶手段に格納する、
処理を実行させることを特徴とする進入禁止空間分析プログラム。 On the computer,
With reference to device data storage means in which device data indicating the structure of the device is stored in advance, based on the device data, determine the interference space that the movable part of the device can reach,
Determining an entry prohibition space including the interference space and a space below the interference space;
Storing entry prohibition space data indicating the position and shape of the entry prohibition space in the entry prohibition space data storage means;
An entry prohibition space analysis program characterized by causing processing to be executed.
前記進入禁止空間データを参照し、前記進入禁止空間を前記機器の接地面に平行投影し、投影された形状を囲う位置に設置する柵を示す柵データを生成する処理を実行させることを特徴とする請求項１記載の進入禁止空間分析プログラム。 In addition to the computer,
Referring to the entry prohibition space data, performing parallel projection of the entry prohibition space on the ground plane of the device, and executing processing for generating fence data indicating a fence installed at a position surrounding the projected shape. The entry prohibition space analysis program according to claim 1.
前記機器が移動可能な場合、移動内容を示す移動情報に基づいて前記機器が移動することで到達可能な空間を示す軌跡形状を作成する処理を実行させ、
前記進入禁止空間を判定する際には、前記軌跡形状を含む空間も前記進入禁止空間とすることを特徴とする請求項１記載の進入禁止空間分析プログラム。 In addition to the computer,
When the device is movable, a process for creating a trajectory shape indicating a space that can be reached by moving the device based on movement information indicating movement content is performed.
2. The entry prohibition space analysis program according to claim 1, wherein when the entry prohibition space is determined, a space including the locus shape is also set as the entry prohibition space.
前記干渉空間と、前記干渉空間よりも下の空間とを含む進入禁止空間を判定する進入禁止空間判定手段と、
前記進入禁止空間の位置および形状を示す進入禁止空間データを、進入禁止空間データ記憶手段に格納する進入禁止空間データ格納手段と、
を有することを特徴とする進入禁止空間分析装置。 Interference space determination means for referring to device data storage means in which device data indicating the structure of the device is stored in advance, and determining an interference space that the movable part of the device can reach based on the device data;
An entry prohibition space determination means for determining an entry prohibition space including the interference space and a space below the interference space;
Entry prohibition space data storage means for storing entry prohibition space data indicating the position and shape of the entry prohibition space in the entry prohibition space data storage means;
An entry-prohibited space analyzing apparatus characterized by comprising:
機器の構造を示す機器データが予め格納された機器データ記憶手段を参照し、前記機器データに基づき、機器の可動部分が到達可能な干渉空間を判定し、
前記干渉空間と、前記干渉空間よりも下の空間とを含む進入禁止空間を判定し、
前記進入禁止空間の位置および形状を示す進入禁止空間データを、進入禁止空間データ記憶手段に格納する、
ことを特徴とする進入禁止空間分析方法。 Computer
With reference to device data storage means in which device data indicating the structure of the device is stored in advance, based on the device data, determine the interference space that the movable part of the device can reach,
Determining an entry prohibition space including the interference space and a space below the interference space;
Storing entry prohibition space data indicating the position and shape of the entry prohibition space in the entry prohibition space data storage means;
An entry prohibition space analysis method characterized by that.
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