JPH01173205A - ロボットにおける干渉チェック方法 - Google Patents

ロボットにおける干渉チェック方法

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JPH01173205A
JPH01173205A JP33213087A JP33213087A JPH01173205A JP H01173205 A JPH01173205 A JP H01173205A JP 33213087 A JP33213087 A JP 33213087A JP 33213087 A JP33213087 A JP 33213087A JP H01173205 A JPH01173205 A JP H01173205A
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JP
Japan
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interference
shape
rectangular parallelepiped
approximating
interfere
Prior art date
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Pending
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JP33213087A
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English (en)
Inventor
Shinsuke Sakakibara
伸介 榊原
Yoshiharu Nagatsuka
嘉治 長塚
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はロボッ1−における干渉チてツク方法に係り、
特にロボット動作プログラムに従って移動する時ロボッ
トに把持された工具(エフェクタ)がワーク等に干渉す
るかをチェックする干渉チェック方法に関する。
〈従来技術〉 ロボット動作プログラムを教示操作によらずオフライン
プログラミング操作で作成する場合がある。乙のオフラ
インプログラミング1よ簡単なロボット言語でロボ2p
 l−の運動を定義すると共に、該ロボット言語で作成
されたソースプログラムをオフラインプログラミング装
置の翻訳機能にょリロボッ1ヘコントローラが実行可能
なロボッ1、動作プログラムに変換することにより行わ
れろ。
ところで、オフラインプログラミングにおいては実際に
ロボットを動かしながらプログラムを作成するものてな
いため、ロボット動作プログラム作成後に、ノズル、1
−−千等の工具(エンドエフェクタ)等の可動部分がワ
ークと干渉するかチェックする必要がある。
〈発明が解決しようとしている問題点〉しかし、従来の
干渉チェックは対象となる立体同士(たとえばエフェク
タとワーク)の全ての面と面、稜線と面同士が干渉する
かチェックして、立体同士の干渉を判断するものであり
、処理に多大な時間が掛かり過ぎて実用的でないという
問題があった。
また、最近では形状の近似法が考えられているが、かか
る方法においては高速に干渉チェックせんがために、立
体形状を簡単化し過ぎろ傾向になり、干渉子ニックの意
味が無くなってしまうという問題がある。
以上から本発明の目的は、干渉する恐れのある空間を求
め、該干渉する恐れがある空間内のみ干渉チェックを厳
密に行うことにより高速かつ厳密な干渉チェックが行え
る干渉チェック方法を提供することである。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明は形状近似球の定義工程と、第1、第2の形状近
似球の干渉チェック工程と、形状近似直方体の定義工程
と、第1、第2の形状近似直方体の干渉チェック工程と
、干渉範囲の形状近似直方体定義工程と、干渉チェック
の対象面検索工程と、面・稜線間の干渉チェック工程と
を有している。
く作用〉 干渉チェックの対象となる工具たとえばアーク溶接用の
エンドエフェクタとワーク (たとえば自動車のボディ
)に対してそれぞれ形状近似球を定義し、エフエクタの
形状近似球をロボッ1へ動作プログラムに従って移動さ
せた時ワークの形状近似球に干渉するかチェックする。
干渉しない場合にはエフェクタとワークは干渉しないと
判定し、干渉する場合にはエフェクタとワークに対して
形状=4= 近似直方体を定義する。
ついて、工7エククの形状近似直方体をロボッ)・動作
プログラムに従って移動させた時ワークの形状近似直方
体に干渉するかチエ・ツクし、干渉しない場合には第1
、第2の立体は干渉しないと判定し、干渉する場合に(
よ干渉範囲に対して形状近似直方体を定義し、該干渉範
囲の形状近似直方体の中に存在する全てのワーク面を求
め、該求めた各ワーク面とエフェクタの全ての稜線が干
渉するかチェックしてエフェクタとワークの干渉をチェ
ックする。
〈実施例〉 第1図は本発明を適用できるロボットオフラインプログ
ラミング装置のブロックである。
1はオフラインプログラミング装置の本体部であり、プ
ロセッサ]a1制御プログラムを記憶するROM1 b
、、RAMI cを有している。2はプリンタ、3はキ
ーボード、4はグラフィックデイスプレ、イ装置、5は
デ、イスクhントローラ、6はタブレット装置、6aは
タブレットカーソルである。RAM1cは作成されたソ
ースプログラムSPRを記憶する記憶域1 c −1、
変換により得られたロボット動作プログラムRAPを記
憶する記憶域IC−2、ワーク形状データFD、1、エ
フェクタ形状データFD、、処理結果等を記憶する記憶
域1cm3を有している。
第2図は本発明の処理の流れ図、第3図乃至第9図は本
発明のロボット干渉チェック方法の説明図である。以下
、本発明にかかる干渉チェック方法を説明する。尚、既
にロボット動作プログラムRAPは作成されており、ま
たアーク溶接用のエンドエフェクタの形状データFD、
(各頂点座標値)やアーク溶接される自動車のボディ等
のワーク形状データFDい(各頂点座標値)は入力され
てRAM 1 cに記憶さねているものとする。
まず、干渉チェックの対象となるエフェクタとワークに
対してそれぞれ形状近似球を定義する(ステ・ンプ10
])。形状近似球は第3図を参照するとぶ下のように定
義される。すなわち、対象となる立体(エフェクタまた
はワーク)の各頂点における座標値に対して、その各軸
成分の最大値X1、x、x 、 Y、、、 、 ZMA
y、最小値X7、IN’ ”IIINI zIl+7.
を求め、各軸の最大値を座標値(x、1Ax、Yl、I
Ax。
Z、1Ax)とするポインl−Pカ。と各軸の最小値を
座標値(xll l N p Yl、I N P ZI
T I N ) トするポイントPM114を結ぶ線分
DT−を直径とする球CBを求めれば核球が形状近似球
となる ついて、エフェクタの形状近似球ヲロボット動作プログ
ラムRAPに従って移動させた時ワークの形状近似球に
干渉するかチェックする(ステップ102)。干渉しな
い場合にはエフェクタとワークは干渉しないと判定して
処理を終了しくステップ109)、干渉する場合にはエ
フェクタとワークに対して形状近似直方体を定義する(
ステップ103)。形状近似直方体は第4図を参照する
と以下のように定義される。すなわち、対象となる立体
(エフェクタまたはワーク)の各頂点における座標値に
対して、その各軸成分の最大値x11Ax。
Yl、AX’ ZMAX、最小値x、、、N、  l、
IN’ ZMl)1ie求め、各軸の最大値を座標値と
するポインI−P   と各軸=7− の最小値を座標値とするポイン”PMINを結ぶ線分D
GT−を最長の対角線とする直方体RPを求めれば該直
方体が形状近似直方体となる。ただし、第4図における
各ポイントP、の座標値はp、(x、、AXj  MA
Xj ZMAX)p2(x、、AXI’  MINj 
zMIN)P3 (xIIAX ’  IIAX t 
ZMIN )p4(xM、N、  hxxy Z、、I
N)Ps (xm+N’  +、Ax、Z、Ax)P6
 (xll 1 N ’  IT I N ) Zl、
〜)P7 (xMAX ’  IIINI ZMAX 
)p8(xM、N、  、、N、 z、、N)となる。
しかる後、エフェクタの形状近似直方体をロボット動作
プログラムRAPに従って移動させた時ワークの形状近
似直方体に干渉するかチェックしくステップ104)、
、干渉しない場合にはエフェクタとワークは干渉しない
と判定して処理を終了する(ステップ109)。
しかし、第5図に示すようにエフェクタの形状近似直方
体RPEがワークの形状近似直方体RPいに干渉する場
合(こは干渉範囲(たとえば斜線部)を求め、該干渉範
囲に対してステップ103の処理を施して形状近似直方
体を定義する(ステップ105)。第6図の形状近似直
方体RP、は干渉範囲の形状近似直方体である。
干渉範囲の形状近似直方体RP、が求まれば、次に該形
状近似直方体RP、の中に存在する全てのワーク面を求
めろ(ステップ106)。ワーク面は以下のように求め
る。
ワーク面が形状近似直方体RP1の中に存在する場合を
考察すると、(1)第6図に示すようにワークWKの頂
点P、、Jが形状近似直方体RP、の中に存在する場合
と、(ii)第7図に示すように頂点は形状近似直方体
RP、の中に存在しないが、ワークの稜線CRLが該形
状近似直方体を通過する場合である。
従ってまず、 ワークの全頂点の座標値(X、Y、Z)に対して次式(
△は論理積を意味する) (xl、1.4〈x<xl、Ax)ハ(Yl、1.4〈
Y<¥1、J△(Z□1.1〈Z<Zl、Ay)を満足
するかチェックし、満足する頂点は干渉範囲の形状近似
直方体RP、内に存在するものとする。
そして、RP、内に存在する各頂点の回りの3つのワー
ク面は形状近似直方体RP、内に存在するものとみなす
。以上により、前記(1)の場合におけるワーク面が求
まる。一方、(11)の場合においては稜線CRL (
第7図参照)の端点P1′、P2′の座標値をそれぞれ
(X、、 Yl、 Z、) 、  (X2. Y2. 
Z2)とすれば、以下の条件Q(Aは論理積を、〜(よ
否定(ノット)を意味する)を満足するから、ワークの
全稜線に対して条件Qを満足するかチェックし、満足す
る稜線が存在すれば、該稜線を構成する面が干渉範囲の
形状近似直方体RP、内に存在するワーク面となる。
Q−〜((X、<X、、、N)A (X2<X、、、)
)A〜((x、〉XMAy)△(x2〉X7.Ay))
△〜((Y、<Y、、N)A (Y2<Y、。IN))
△〜((Yl〉YMAy)△(Y2〉Y、1Ay))△
〜((Z、〈Z、、1N)△(Z2<Z、、、) )△
〜((Zl〉Zl、Ay)△(Z2>Z、、Ay))Δ
以上により、干渉範囲の形状近似直方体RP、内に存在
する全てのワーク面が求まれば、以後該求めた各ワーク
面とエフェクタの全ての稜線が干渉(交差)するかチェ
ックする(ステップ107)。
尚、ワーク面とエフェクタの稜線が干渉するかどうかは
第8図及び第9図を参照すると以下のように行われる。
対象となるワーク面5FIJを無限平面とみなし、該無
限平面と稜線CLEの交点Q3を求める。この交点Q3
の位置ベクトルは、平面の法線ベク)・ルをN1平面上
の任意の一点Rから稜線cLEの始点(頂点)Qlに到
るベクトルをPl、稜線CLEのて与えられる。
無限平面上のポイントQ3が求まれば、該ポイントがワ
ーク平面SFい内に存在するかチェックする。
すなわち、ワーク面SF1.Jの任意の頂点S(第9図
求め、しかる後ポイントQ3を始点とするベクトル−り
面SFの稜線CL,,と交差する数を計数しく頂点を通
った時(よ2カウントアツプ、その他は1カウントアツ
プ)、計数値が奇数の場合にはポイントQ3はワーク面
SF1..l内に存在する(ワーク面とエフェクタ稜線
(よ干渉する)と判定し、計数値が偶数の場合にはポイ
ントQ3はワーク面SF1.l内に存在しない(ワーク
面とエフェクタ稜線は干渉しない)と判定する。
対象となる各ワーク面とエフェクタの全稜線が交差しな
ければワークとエフェクタは干渉しないものとして処理
を終了しくステップ108,109)、1つでもワーク
面と稜線が交差すれば干渉するとみなして処理を終了す
る(ステップ108。
110)。
〈発明の効果〉 以上本発明によれば、対象となる2つの立体を干渉チェ
ックじゃすい形状近似球と形状近似直方体に近似して、
それぞれの場合について干渉チェックすることにより干
渉する恐れのある空間を求め、該干渉する恐れがある空
間内のみ干渉チェックを厳密に行うように構成したから
、高速かつ厳密な干渉チェックが行えるようになり十分
に実用化が可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用できるロボットオフライノブログ
ラミング装置のブロック図、 第2図は本発明の処理の流れ図、 第3図は形状近似球の定義法説明図、 第4図は形状近似直方体の定義法説明図、第5図は干渉
範囲説明図、 第6図及び第7図は干渉範囲に存在するワーク面検索法
説明図、 第8図及び第9図はワーク面とエフェクタ稜線との交差
識別法説明図である。 1a・・プロセッサ、 1b・・プログラムメモリ (ROM)、IC・・RA
M。 RAP・・ロボッ1−動作プログラム、FD,、・・ワ
ーク形状データ、 FD、°・エフェクタ形状データ 特許出願人        ファナック株式会社代理人
          弁理士  齋藤千幹第5図 第6図 第9図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)干渉チェックの対象となる第1、第2の立体に対
    してそれぞれ形状近似球を定義し、 第1の形状近似球を第2の形状近似球に対してロボット
    動作プログラムに従って相対的に移動させた時干渉する
    かチェックし、 干渉しない場合には第1、第2の立体は干渉しないと判
    定し、干渉する場合には第1、第2の立体に対してそれ
    ぞれ形状近似直方体を定義し、第1の形状近似直方体を
    第2の形状近似直方体に対してロボット動作プログラム
    に従って相対的に移動させた時干渉するかチェックし、 干渉しない場合には第1、第2の立体は干渉しないと判
    定し、干渉する場合には干渉範囲に対して形状近似直方
    体を定義し、 該形状近似直方体の中に存在する第2の立体の全ての面
    を求め、 該求めた各面と第1の立体の全ての稜線が干渉するかチ
    ェックし、 干渉しない場合には第1、第2の立体は干渉しないと判
    定し、干渉する場合には第1、第2の立体は干渉すると
    判定することを特徴とするロボットにおける干渉チェッ
    ク方法。
  2. (2)立体の各頂点における座標値に対して、その各軸
    成分の最大値X_M_A_X、Y_M_A_X、Z_M
    _A_X、最小値X_M_I_N、Y_M_I_N、Z
    _M_I_Nを求め、各軸の最大値を座標値とするポイ
    ントと各軸の最小値を座標値とするポイントを結ぶ線分
    を直径とする円を前記形状近似球とすることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のロボットにおける干渉チ
    ェック方法。
  3. (3)立体の各頂点における座標値に対して、その各軸
    成分の最大値X_M_A_X、Y_M_A_X、Z_M
    _A_X、最小値X_M_I_N、Y_M_I_N、Z
    _M_I_Nを求め、各軸の最大値を座標値とするポイ
    ントと各軸の最小値を座標値とするポイントを結ぶ線分
    を対角線とする直方体を前記形状近似直方体とすること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項、または第2項記載
    のロボットにおける干渉チェック方法。
  4. (4)前記第1の立体はロボットに把持されたエフェク
    タであり、第2の立体はワークである特許請求の範囲第
    1項記載のロボットにおける干渉チェック方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7239938B2 (en) * 2003-10-22 2007-07-03 Fanuc Ltd Interference checking for a numerical control device
JP2018103345A (ja) * 2016-12-28 2018-07-05 川崎重工業株式会社 ロボットシステム
JPWO2021152843A1 (ja) * 2020-01-31 2021-08-05

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6243706A (ja) * 1985-08-21 1987-02-25 Hitachi Ltd ロボツトにおける干渉チエツク方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6243706A (ja) * 1985-08-21 1987-02-25 Hitachi Ltd ロボツトにおける干渉チエツク方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7239938B2 (en) * 2003-10-22 2007-07-03 Fanuc Ltd Interference checking for a numerical control device
JP2018103345A (ja) * 2016-12-28 2018-07-05 川崎重工業株式会社 ロボットシステム
JPWO2021152843A1 (ja) * 2020-01-31 2021-08-05
WO2021152843A1 (ja) * 2020-01-31 2021-08-05 株式会社Fuji ロボット制御装置およびロボット制御方法

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