[發(fā)明專利]模擬線條體的動作的機器人模擬裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210229368.6
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN102909725A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武田俊也
• 申請（專利權(quán)）人: 發(fā)那科株式會社
• 主分類號: B25J9/22
• 分類號: B25J9/22;B25J13/08
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 丁文蘊;鄭永梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模擬配設(shè)于機器人上的軟管或電纜等線條體的動作的機器人模擬裝置。

背景技術(shù)

在脫機示教機器人時等使用的機器人模擬裝置，一般進行通過物理模擬再現(xiàn)配設(shè)于機器人機構(gòu)部的軟管或電纜等線條體的動作。

例如在日本特開平10－275007號公報中，公開了對機器人檢查電纜或軟管等向機器人卷繞或過伸縮的機器人動作模擬方法。在此認為：由于以求出預(yù)定角度進行比較運算這樣的較少的運算量檢測出非剛性物整體向其臂的卷繞，因此能夠十分高速且十分準(zhǔn)確地檢查非剛性物向臂的卷繞。

在日本特開平10－275007號公報所記載的技術(shù)中，通過將非剛性物卷繞在機器人上時的動作投影在二維平面，從而簡易地算出。因而，實際上難于準(zhǔn)確地模擬三維物體即線條體的動作。即，在現(xiàn)有的機器人模擬中，在對配置于機器人的線條體的動作進行物理模擬時，為了與實際的線條體的動作一致，難于調(diào)整彈簧常數(shù)、衰減力系數(shù)等物理模擬模型的各系數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種機器人模擬裝置，具備按照線條體的實際動作而自動調(diào)整在物理模擬模型中使用的各系數(shù)的功能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種機器人模擬裝置，以配設(shè)于機器人機構(gòu)部的線條體的露出于該機器人機構(gòu)部的外側(cè)的部分作為模擬對象部位，模擬伴隨上述機器人機構(gòu)部的動作的該模擬對象部位的動作，其特征在于，具有：三維模型生成部，將上述模擬對象部位的三維模型，作為由多個質(zhì)點及連結(jié)該多個質(zhì)點之間的彈簧構(gòu)成的立體結(jié)構(gòu)而生成；模擬部，進行如下物理模，在每單位時間算出作用于上述質(zhì)點的彈簧的彈力、重力及衰減力，在上述質(zhì)點與上述機器人機構(gòu)部或周邊裝置干涉時，在每單位時間算出施加于上述質(zhì)點的回彈力，利用施加于上述質(zhì)點的上述彈簧的彈力、重力、衰減力及回彈力，在每單位時間變更上述質(zhì)點的位置；存儲部，預(yù)先存儲實際的線條體的靜態(tài)動作、動態(tài)動作及線條體與剛體碰撞時的動態(tài)動作；以及自動調(diào)整部，自動地調(diào)整上述彈簧的彈簧常數(shù)，使得存儲于上述存儲部的實際的線條體的靜態(tài)動作與上述物理模擬的結(jié)果一致，還自動地調(diào)整上述衰減力的系數(shù)，使得存儲于上述存儲部的實際的上述線條體的動態(tài)動作與上述物理模擬的結(jié)果一致，自動地調(diào)整上述回彈力的系數(shù)，使得存儲于上述存儲部的實際的上述線條體與剛體碰撞時的動態(tài)動作與上述物理模擬的結(jié)果一致。

上述機器人模擬裝置也可以還具有動畫顯示上述模擬對象部位的動作的顯示部。

附圖說明

本發(fā)明的上述或其他的目的、特征和優(yōu)點，通過參照附圖說明以下的優(yōu)選實施方式而更明確。

圖1是表示本發(fā)明一實施方式的機器人模擬裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是表示圖1的機器人模擬裝置的處理流程的流程圖。

圖3是表示線條體的模擬模型的一例的圖。

圖4是說明彈簧常數(shù)的自動調(diào)整的圖。

圖5是說明衰減力的系數(shù)的自動調(diào)整的圖。

圖6是說明回彈力的系數(shù)的自動調(diào)整的圖。

具體實施方式

圖1是本發(fā)明的機器人模擬裝置（以下稱為模擬裝置）的一實施方式的概要圖。另外，本發(fā)明以配設(shè)于機器人機構(gòu)部的線條體的露出于該機器人機構(gòu)部的外側(cè)的部分作為模擬對象部位，模擬伴隨該機器人機構(gòu)部的動作的該模擬對象部位的動作。具體而言，機器人模擬裝置10具有：三維模型生成部12，將作為模擬對象部位的線條體的三維模型（參照圖3），作為由多個質(zhì)點和連結(jié)質(zhì)點之間的彈簧構(gòu)成的立體結(jié)構(gòu)而生成；模擬部14，進行后述的物理模擬；存儲部16，預(yù)先存儲實際的線條體的靜態(tài)動作、動態(tài)動作及線條體與剛體碰撞時的動態(tài)動作；以及自動調(diào)整部18，進行后述的自動調(diào)整，以使存儲在存儲部16的實際的線條體的靜態(tài)動作與物理模擬的結(jié)果一致。另外，模擬裝置10也可以還具有以動畫來顯示作為模擬對象部位的線條體的動作的顯示部20。

圖2是表示機器人模擬裝置10的處理流程的流程圖。以下，對各步驟詳細進行說明。

步驟S1

在步驟S1中，生成配置了虛擬的機器人（機構(gòu)部）及線條體的工作單元。工作單元的生成既可以由操作者輸入模擬裝置10所需要的數(shù)據(jù)而生成，也可以用預(yù)定的機器人程序等讀入預(yù)先準(zhǔn)備的各種數(shù)據(jù)而生成。另外，所生成的工作單元能夠顯示于上述的顯示部20。

步驟S2