计算方法和计算装置.pdf

本发明提供一种用于进行仿真的计算方法，在所述仿真中，在三维仿真空间中标示物品、输送器和台，并且在所述仿真中，所述输送器输送所述物品，所述计算方法包括：当所述升降器向上移动放置在所述台上的所述物品时，将表示把所述升降器与所述物品作为单个单元进行处置的程度的优先级，设置为高于表示将所述台与所述物品作为单个单元进行处置的程度的另一优先级；以及当输送所述物品的所述升降器向下移动到所述台以下时，将表示把所述升降器与所述物品作为单个单元进行处置的程度的优先级，设置为低于表示将所述台与所述物品作为单个单元进行处置的程度的优先级。

权利要求书
1.  一种用于进行仿真的计算方法，在所述仿真中，在三维仿真空间中标示物品、进行通过使用升降器的支持表面从底部支持所述物品来向上移动所述物品的操作的输送器，以及要将所述物品放置在其上的台，并且在所述仿真中，所述输送器输送所述物品，所述计算方法包括：
当所述升降器向上移动放置在所述台上的所述物品时，将表示把所述升降器与所述物品作为单个单元进行处置的程度的优先级，设置为高于表示把所述台与所述物品作为单个单元进行处置的程度的另一优先级；以及
当输送所述物品的所述升降器向下移动到所述台以下时，将表示把所述升降器与所述物品作为单个单元进行处置的程度的优先级，设置为低于表示把所述台与所述物品作为单个单元进行处置的程度的优先级。

2.  根据权利要求1所述的计算方法，还包括：
判断在当所述升降器从所述台拾取所述物品时的所述物品的重心的坐标位置开始、并且在所述物品的重心的当前坐标位置结束的矢量的水平分量是否超过了预定阈值；以及
当输送所述物品的所述升降器向下移动到所述台以下，并且判断所述矢量的水平分量没有超过所述预定阈值时，将由所述升降器输送的所述物品再次标示在所述台上。

3.  根据权利要求1或2所述的计算方法，还包括：
判断放置在所述台上的所述物品是否包含在从所述升降器的所述支持表面定义的特定区域中；
当判断放置在所述台上的所述物品包含在来自所述升降器的所述支持表面的所述特定区域中时，比较所述台的优先级和所述升降器的优先级；以及
当所述升降器的优先级高于所述台的优先级时，将放置在所述台上的所述物品与所述升降器作为单个单元进行处置。

4.  根据权利要求3所述的计算方法，还包括：
当所述升降器的优先级高于所述台的优先级时，围绕所述物品的端点中的最接近所述升降器的端点转动所述物品，使得所述物品的边缘中的最接近所述升降器的所述支持表面的边缘与所述升降器的所述支持表面平 行，并且将转动的所述物品与所述升降器作为单个单元进行处置。

5.  根据权利要求4所述的计算方法，其中，所述转动包括：通过将围绕所述物品的外接立方体视为所述物品来转动所述物品，并且转动所述物品、使得使所述立方体的边缘中的最接近所述升降器的所述支持表面的边缘与所述升降器的所述支持表面平行。

6.  根据权利要求1或2所述的计算方法，还包括：
判断与所述升降器作为单个单元进行处置的所述物品是否包含在来自所述台的特定区域中；
当与所述升降器作为单个单元进行处置的所述物品包含在来自所述台的所述特定区域中时，比较所述台的优先级和所述升降器的优先级；以及
当所述台的优先级高于所述升降器的优先级时，将与所述升降器作为单个单元进行处置的所述物品标示到所述台上。

7.  一种执行进行仿真的计算的计算装置，在所述仿真中，在三维仿真空间中标示物品，进行通过使用升降器的支持表面从底部支持所述物品来向上移动所述物品的操作的输送器，以及要将所述物品放置在其上的台，并且在所述仿真中，所述输送器输送所述物品，所述计算装置包括：
第一设置单元，当所述升降器向上移动放置在所述台上的所述物品时，所述第一设置单元将表示把所述升降器与所述物品作为单个单元进行处置的程度的优先级，设置为高于表示把所述台与所述物品作为单个单元进行处置的程度的另一优先级；
第二设置单元，当输送所述物品的所述升降器向下移动到所述台以下时，所述第二设置单元将表示把所述升降器与所述物品作为单个单元进行处置的程度的优先级，设置为低于表示把所述台与所述物品作为单个单元进行处置的程度的优先级；以及
计算单元，基于由所述第一设置单元或者所述第二设置单元设置的优先级，执行将所述输送器和所述物品作为单个单元进行处置的所述仿真的计算。

说明书计算方法和计算装置
技术领域
这里讨论的实施例涉及一种计算机程序、计算装置和计算方法。
背景技术
传统上已知用于对如何输送称为工件的物品进行仿真的技术。例如，为了调试用于对诸如带输送器、真空吸盘、推送器和升降器的输送器进行控制的控制程序，已知基于控制程序使输送器在仿真空间中工作，以检查是否适当地输送工件的技术。
在仿真空间中对如何输送工件进行仿真的可能方法包括：检测输送器接触到工件，并且基于使输送器与工件接触时输送器的操作，对如何输送工件进行仿真。然而，当同时对多个工件的输送或者多个输送器的操作进行仿真时，将进行大量计算，以针对这些元素中的每一个判断是否使输送器中的每一个与工件接触。
响应于该问题，已知用于简化在仿真中所需的计算的一些技术。这种已知技术的示例例如通过预先准备定义输送工件的输送器的顺序的列表，并且使工件的输送状态基于该列表转变，来对将由一个输送器输送的工件传送到另一个输送器、并且由另一个输送器输送的操作进行仿真。
使用具体示例进行说明，当对由升降器拾取由台输送的工件并且将工件传送到另一个台上的操作进行仿真时，信息处理装置预先准备使工件的输送状态从台转变到升降器并且从升降器转变到另一个台的列表。然后，信息处理装置使工件的输送状态基于如此准备的列表转变，以使得能够对由多个输送器输送工件的操作进行仿真。
在日本公开专利公布第2008-093751号和日本公开专利公布第2000-010617号中描述了相关技术示例。
然而，在预先定义输送工件的输送器的顺序的技术中，因为工件的输送状态按照如此定义的顺序转变，因此存在难以使得工件的输送状态灵活地转变的缺点。
例如，在使工件的输送状态基于预先准备的列表转变的信息处理装置中，当输送工件的路线例如由于控制程序的改变而改变时，信息处理装置需要创建定义新输送路线的另一个列表。
相应地，本发明的实施例的一个方面中的目的是提供一种使得工件的输送状态能够灵活地转变的计算装置和计算方法。
发明内容
根据实施例的一方面，提供一种涉及进行仿真的计算方法，在所述仿真中，在三维仿真空间中标示物品、输送器和台，所述输送器进行通过使用升降器的支持表面从底部支持所述物品来向上移动所述物品的操作，并且要将所述物品放置在所述台上，并且在所述仿真中，所述输送器输送所述物品。所述计算方法包括：当所述升降器向上移动放置在所述台上的所述物品时，将表示把所述升降器与所述物品作为单个单元进行处置的程度的优先级，设置为高于表示将所述台与所述物品作为单个单元进行处置的程度的另一优先级；以及当输送所述物品的所述升降器向下移动到所述台以下时，将表示把所述升降器与所述物品作为单个单元进行处置的程度的优先级，设置为低于表示将所述台与所述物品作为单个单元进行处置的程度的优先级。
附图说明
图1是用于说明根据第一实施例的信息处理装置的功能配置的示意图；
图2是用于说明升降器的操作的第一示意图；
图3是用于说明升降器的操作的第二示意图；
图4是用于说明输送器优先级表的示例的示意图；
图5是用于说明升降器部件形式表的示例的示意图；
图6是用于说明升降器操作信息表的示例的示意图；
图7是用于说明工件形式表的示例的示意图；
图8是用于说明工件朝向表的示例的示意图；
图9是用于说明接触判断立方体表的示例的示意图；
图10是用于说明升降器接触平面表的示例的示意图；
图11是用于说明工件的接触判断立方体的示意图；
图12是用于说明升降器的可输送区域的示意图；
图13是用于说明接触平面的示意图；
图14A是用于说明升降器正在向上移动时的工件的移动的第一示意图；
图14B是用于说明升降器正在向上移动时的工件的移动的第二示意图；
图14C是用于说明升降器正在向上移动时的工件的移动的第三示意图；
图15A是用于说明升降器正在向下移动时的工件的移动的第一示意图；
图15B是用于说明升降器正在向下移动时的工件的移动的第二示意图；
图15C是用于说明升降器正在向下移动时的工件的移动的第三示意图；
图16A是用于说明工件的朝向的改变的第一示意图；
图16B是用于说明工件的朝向的另一改变的第二示意图；
图17是用于说明选择接触平面的处理的流程图；
图18是用于说明当升降器正在向上移动时进行的处理的流程图；
图19是用于说明使工件接触的处理的流程图；
图20是用于说明当升降器正在向下移动时进行的处理的流程图；
图21是用于说明第二降低处理的流程图；以及
图22是用于说明执行仿真程序的计算机的示例的示意图。
具体实施方式
参考附图，说明本发明的优选实施例。
[a]第一实施例
在第一实施例中说明用于对工件的输送进行仿真的信息处理装置。图1是用于说明根据第一实施例的该信息处理装置的功能配置的示意图。如图1所示，该信息处理装置1连接到输入设备2和输出设备3。信息处理装置1包括管理信息存储单元4、操作参数存储单元7和三维数据管理单元8。信息处理装置1还包括控制软件执行单元9、电机操作计算单元10、仿真计算单元11、三维朝向计算单元16和三维形式显示控制单元17。
管理信息存储单元4还包括输送器管理表5和工件管理表6。输送器管理表5包括输送器优先级表5a、升降器部件形式表5b和升降器操作信息表5c。工件管理表6包括工件形式表6a和工件朝向表6b。操作参数存储单元7包括接触判断立方体表7a和升降器接触平面表7b。仿真计算单元11包括操作参数创建单元12、升降器操作计算单元13、接触朝向计算单元14和工件移动计算单元15。
该信息处理装置1例如从输入设备2接收诸如要在仿真空间中对其输送进行仿真的工件的形式以及输送工件的输送器的位置、功能等的信息。例如，信息处理装置1接收在计算机辅助设计(CAD)上创建的工件的三维模型数据。信息处理装置1还接收在CAD上创建的诸如带输送器、真空吸盘、推送器和升降器的输送器的三维模型数据以及输送器的位置关系等。
然后，信息处理装置1使用如此接收到的三维模型数据等，对工件的输送进行仿真，并且向诸如监视器或者打印机的输出设备3输出执行结果。例如，信息处理装置1向输出设备3输出由如此输入的这些不同类型的输送器输送的工件的图像，并且使输出设备3显示该图像。
为了简化用于仿真的计算，信息处理装置1通过作为单个单元处置工件和输送工件的输送器，来进行计算，从而减少在仿真中进行的计算量。例如，信息处理装置1将预定大小的可输送区域设置到输送器中的每一个的工件输送表面。
当在一个时间步长，工件的重心变得包含在对输送器设置的可输送范围内时，信息处理装置1确定输送器已开始输送工件，并且信息处理装置1通过作为单个单元处置输送器和工件，来进行用于仿真的计算。换句话说，信息处理装置1通过仅计算与工件一体化的输送器的操作，而不计算工件的运动，来减少计算量。
现在，参考图2和3，说明对由升降器拾取由一个台输送的工件，并 且升降器将工件输送到另一个台的操作进行仿真的示例。例如，图2是用于说明升降器的该操作的第一示意图。在图2所示的示例中，信息处理装置1对由升降器拾取由台#1输送的工件的操作进行仿真。
例如，对该操作进行仿真的可能方法是对这些输送器中的每一个设置将输送器与工件一体化的优先级，并且使工件的输送状态基于优先级转变。例如，信息处理装置1对台#1和台#2设置优先级“1”，并且对升降器设置优先级“5”。
当台#1上的工件变得包含在升降器的可输送范围内时，信息处理装置1将台#1的优先级与升降器的优先级进行比较，并且确定升降器具有较高的优先级。一旦确定升降器的优先级较高，则信息处理装置1取消工件和台#1的一体化，然后将工件与升降器一体化。然后，信息处理装置1通过计算与工件一体化的升降器的操作，对工件的输送进行仿真。
然而，信息处理装置1不能仅通过对这些输送器设置优先级，来对将工件从一个台输送到另一个台的升降器的操作进行仿真。例如，图3是用于说明升降器的该操作的第二示意图。在图3中的示例中示出了将从台#1拾取的工件输送到台#2上的升降器的操作。例如，当与升降器一体化的工件变得包含在台#2的可输送区域内时，信息处理装置1将升降器的优先级与台#2的优先级进行比较。然后，因为对升降器设置的优先级较高，因此信息处理装置1变成不能对将工件从升降器传送到台上的操作进行仿真。
响应于该问题，信息处理装置1执行下面的处理。首先，信息处理装置1预先对升降器指定比台的优先级高的优先级。然后，在升降器正在向上移动时，信息处理装置1使工件的输送状态基于预先设置的优先级转变。当升降器不移动或者正在向下移动时，信息处理装置1将对升降器指定的优先级更新为低于对台指定的优先级的值。
其结果是，信息处理装置1变得能够对诸如升降器抬起放置在台#1上的工件、将工件输送到台#2上方并且将工件放置到台#2上的操作进行仿真。以这种方式，即使在不使用定义输送工件的输送器的顺序的任何列表的情况下，也使得信息处理装置1能够对工件的输送进行仿真。因此，可以灵活地适应输送器等的顺序的改变。
返回参考图2，说明由包含在信息处理装置1中的每个功能单元实现的功能。现在，参考图4至6，说明存储在包含在输送器管理表5中的输 送器优先级表5a、升降器部件形式表5b和升降器操作信息表5c中的信息。
输送器优先级表5a是以与将输送器和工件一体化的优先级相关联的方式，在其中存储在仿真空间中的输送器中的每一个的表。例如，图4是用于说明输送器优先级表的示例的示意图。在图4所示的示例中，输送器优先级表5a在其中以与优先级“5”相关联的方式存储推送工件的“推送器”，并且以与优先级“5”相关联的方式存储为了输送工件而进行抬起的“升降器”。
输送器优先级表5a还在其中以与优先级“2”相关联的方式存储输送工件的“输送器”，并且以与优先级“1”相关联的方式存储放置工件的“台”。输送器优先级表5a针对仿真空间中的每种类型的工件，在其中存储输送器中的每个的优先级。
升降器部件形式表5b是在其中存储表示经由输入设备2输入的升降器的形式的数据的表。例如，图5是用于说明升降器部件形式表的示例的示意图。在图5所示的示例中，升降器部件形式表5b将包含在构成在仿真空间中标示的每个升降器的表面的三角平面(多边形)中的每个顶点的坐标，作为升降器的形式存储在其中。
例如，升降器部件形式表5b在其中存储构成升降器#1的表面的多个多边形的每个顶点的坐标“(XR1,YR1,ZR1)...”，并且在其中存储构成升降器#2的表面的多个多边形的每个顶点的“(XR2,YR2,ZR2)...”。在图5中示出了存储最简单的多边形数据的示例，但是本实施例不限于此，例如，升降器部件形式表5b可以在其中存储考虑边数据的多边形数据。升降器部件形式表5b还可以以分层的方式，在其中存储构成自由形成表面的线或者构成线的点。换句话说，升降器部件形式表5b在其中存储在仿真空间中表示升降器的任意格式的数据。
升降器操作信息表5c是在其中存储表示升降器操作的数据的表。例如，图6是用于说明升降器操作信息表的示例的示意图。在图6所示的示例中，升降器操作信息表针对每个升降器，以相关联的方式，在其中存储下文中称为升降器的接触判断立方体的围绕升降器的外接立方体的重心以及接触判断立方体的移动方向和表示接触判断立方体的移动量的矢量。
例如，在图6所示的示例中，升降器操作信息表5c在其中存储一个时间步长的升降器#1的接触判断立方体的重心是“(XR1,YR1,ZR1)...”。升 降器操作信息表5c还在其中存储一个时间步长的升降器#1的接触判断立方体的移动量是“(X1,Y1,Z1)”。升降器操作信息表5c还在其中存储升降器#2的接触判断立方体的重心是“(XR2,YR2,ZR2)...”。升降器操作信息表5c还在其中存储升降器#2的接触判断立方体的移动量是“(X2,Y2,Z2)”。将升降器#1和升降器#2中的每个的移动量，更新为在信息处理装置1进行仿真的每个时间步长电机操作计算单元10新计算的值。
现在，参考图7和8说明存储在包含在图2所示的工件管理表6中的工件形式表6a和工件朝向表6b中的信息。工件形式表6a在其中存储在仿真空间中各种类型的输送器要输送的工件的形式。
例如，图7是用于说明工件形式表的示例的示意图。在图7所示的示例中，工件形式表6a在其中存储构成工件的表面的三角平面(多边形)的每个顶点的坐标。具体地，工件形式表6a在其中存储构成工件#1的表面的多边形的坐标数据“(XW1,YW1,ZW1)...”，并且在其中存储构成工件#2的表面的多边形的坐标数据“(XW2,YW2,ZW2)...”。工件形式表6a还可以以与在升降器部件形式表5b中相同的方式，在其中存储表示自由形式表面等的数据。
工件朝向表6b是在其中存储表示工件的朝向的数据的表。例如，图8是用于说明工件朝向表的示例的示意图。在图8所示的示例中，工件朝向表在其中存储表示每个工件的接触判断立方体、即围绕工件的外接立方体的位置的信息，以及使用接触判断立方体的重心作为原点，指示工件关于三维空间的每个轴旋转了多少的朝向信息。
例如，在图8所示的示例中，工件朝向表6b在其中存储工件#1-1的朝向是“(X1,Y1,Z1),(θW1,ρW1,φW1)”，并且工件#2-1的朝向是“(X2,Y2,Z2),(θW2,ρW2,φW2)”。其中，θ、ρ和φ是指示工件关于三维空间的每个轴旋转了多少的信息。
现在，参考图9和10，说明存储在包含在图2所示的操作参数存储单元7中的接触判断立方体表7a和升降器接触平面表7b中的信息。首先，参考图9说明存储在接触判断立方体表7a中的信息。图9是用于说明接触判断立方体表的示例的示意图。
在图9所示的示例中，接触判断立方体表7a在其中存储构成接触判断立方体的表面的多边形的数据，接触判断立方体是围绕每个工件的外接立方体。例如，接触判断立方体表7a将“(XS1,YS1,ZS1)...”，作为构成工 件#1-1的接触判断立方体的表面的多边形的数据存储在其中。接触判断立方体表7a还将“(XS2,YS2,ZS2)...”，作为构成工件#2-1的接触判断立方体的表面的多边形的数据存储在其中。
现在，参考图10说明存储在升降器接触平面表7b中的信息。图10是用于说明升降器接触平面表的示例的示意图。在图10所示的示例中，升降器接触平面表7b针对每种类型的输送器，在其中存储表示当要输送工件时，要与工件一体化的接触平面的每个顶点的坐标的数据。
例如，升降器接触平面表7b在其中存储升降器#1的接触平面“(XR1P,YR1P,ZR1P)...”和升降器#2的接触平面“(XR2P,YR2P,ZR2P)...”。虽然在图10中未示出，但是多边形数据包括指示使每个升降器的接触平面的哪个边与工件接触的数据。
在上述示例中，升降器部件形式表5b、升降器操作信息表5c和升降器接触平面表7b分别在其中存储升降器的不同类型的信息。然而，管理信息存储单元4和操作参数存储单元7还以与针对升降器相同的方式，在其中存储有如下表，该表在其中存储在仿真空间中标示的推送器、输送器、台等的形式、位置和移动量。上面说明的接触判断立方体可以是经由输入设备2输入的立方体。
返回参考图1，三维数据管理单元8在其中存储用来创建仿真图像的各种类型的数据。例如，三维数据管理单元8在其中存储工件和输送器中的每一个的多边形数据以及指定在进行显示时要使用的颜色的信息。
控制软件执行单元9执行要调试的控制软件。例如，在要进行仿真的工厂中，控制软件执行单元9执行如下控制软件，该控制软件用于生成使每个输送器工作的伺服电机的控制信号。然后，控制软件执行单元9向电机操作计算单元10输出在由控制软件生成的控制信号中指定的细节。使用具体示例进行说明，例如，控制软件执行单元9向电机操作计算单元10通知将指示伺服电机的ON(接通)和OFF(关断)的脉冲信号设置为ON的时间和定时以及脉冲的负或正方向。
电机操作计算单元10基于在从控制软件执行单元9接收到的控制信号中指定的细节，计算使输送器中的相应的一个工作的伺服电机的转动频率等。然后，电机操作计算单元10使用计算结果生成指示相应的输送器的移动方向和移动量的矢量，并且将如此生成的矢量存储在升降器操作信息表5c中。例如，在接收到在使升降器工作的伺服电机的控制信号中指 定的细节时，电机操作计算单元10基于如此接收到的控制信号，计算伺服电机的转动方向和转动频率。然后，电机操作计算单元10使用如此计算的伺服电机转动，计算表示升降器的操作的矢量，并且将如此计算的矢量存储在升降器操作信息表5c中。
现在，说明包含在仿真计算单元11中的操作参数创建单元12、升降器操作计算单元13、接触朝向计算单元14和工件移动计算单元15进行的处理。操作参数创建单元12使用存储在管理信息存储单元4中的各种类型的信息，生成操作参数，并且将如此生成的操作参数存储在操作参数存储单元7中。
这里的操作参数是当信息处理装置1对输送的工件进行仿真时使用的信息。具体地，操作参数是在判断工件中的每一个是否与输送器中的每一个接触的接触判断中使用的信息。操作参数的示例包括围绕工件的外接接触判断立方体的位置信息以及升降器输送工件的接触平面的位置信息。
现在，说明操作参数创建单元12进行的操作。首先，操作参数创建单元12分别从工件形式表6a和工件朝向表6b中，获取每个工件的形式和某一定时的工件的朝向。然后，操作参数创建单元12创建构成围绕每个工件的外接接触判断立方体的表面的多边形的数据，并且将如此创建的多边形数据存储在接触判断立方体表7a中。
图11是用于说明工件的接触判断立方体的示意图。例如，作为图11中的实线所示的工件的接触判断立方体，操作参数创建单元12识别图11中的虚线所示的立方体。换句话说，操作参数创建单元12识别工件周围的外接立方体。然后，操作参数创建单元12生成构成如此识别的立方体的表面的多边形的多边形数据，并且将如此生成的多边形数据存储在接触判断立方体表7a中。
操作参数创建单元12从升降器操作计算单元13接收升降器的新位置。换句话说，操作参数创建单元12接收基于来自电机操作计算单元10的计算结果移动的升降器的新的位置信息。然后，操作参数创建单元12使用如此接收到的升降器位置，生成构成每个升降器的接触平面的多边形的多边形数据和指示接触平面的朝向的矢量数据。然后，操作参数创建单元12将如此生成的多边形数据和矢量数据存储在升降器接触平面表7b中。
操作参数创建单元12还从升降器操作计算单元13接收除了升降器之 外的输送器的新位置。然后，操作参数创建单元12生成每个输送器的接触平面的多边形数据和指示接触平面的朝向的矢量数据，并且将如此生成的多边形数据和矢量数据存储在升降器接触平面表7b中。
升降器操作计算单元13计算每个升降器在仿真空间中的操作。具体地，升降器操作计算单元13获取存储在升降器部件形式表5b中的每个升降器的形式以及存储在升降器操作信息表5c中的每个升降器的位置和移动量，升降器部件形式表5b和升降器操作信息表5c两者都存储在输送器管理表5中。
然后，升降器操作计算单元13生成升降器的新位置和指示升降器移动的方向的矢量。然后，升降器操作计算单元13向操作参数创建单元12、接触朝向计算单元14和工件移动计算单元15，输出升降器的新位置和指示如此生成的升降器移动的方向的矢量。
对于由电机等使得工作的升降器之外的输送器中的每一个，升降器操作计算单元13也生成新位置和指示移动方向的矢量，并且向操作参数创建单元12、接触朝向计算单元14和工件移动计算单元15，输出如此生成的位置和矢量。
接触朝向计算单元14使用存储在操作参数存储单元7中的信息以及从升降器操作计算单元13接收到的升降器的新位置、升降器移动的方向等，进行工件的接触判断。具体地，接触朝向计算单元14从操作参数存储单元7，获取接触判断立方体的位置和每个输送器的接触平面。
接触朝向计算单元14在输送器的接触平面上设置可输送区域，使得可以判断是否开始输送工件。例如，图12是用于说明升降器的可输送区域的示意图。接触朝向计算单元14设置具有如图12中的(A)所指示的根据升降器的形式计算的宽度，并且具有如图12中的(B)所指示的根据升降器要输送的工件的高度计算的高度的可输送区域。接触朝向计算单元14沿与接触表面垂直的方向、即沿竖直方向，在升降器的接触平面上设置可输送区域。
接触朝向计算单元14计算各自与工件相对应的接触判断立方体中的每个的重心，并且确定包括如此计算的重心中的每一个的可输送区域。因为对每个输送器设置可输送区域，因此适当地输送的工件的重心包含在输送器的可输送区域中。因此，接触朝向计算单元14向工件移动计算单元15通知重心包含在可输送区域中的工件以及指定了可输送区域的输送 器。
接触朝向计算单元14识别重心包含在多个可输送区域中的可移动工件的重心。具有这种重心的工件的示例是放置在台上、即将由升降器或者推送器输送的工件。然后，接触朝向计算单元14从输送器优先级表5a中，读取与重心包含在多个可输送区域中的工件相对应的优先级。然后，接触朝向计算单元14比较各自指定了可输送区域的输送器的优先级，并且针对指定了较高优先级的输送器执行下面的处理。
首先，接触朝向计算单元14从工件的接触判断立方体的端点中，检测最接近具有较高优先级的输送器的接触平面的端点，并且从工件的接触判断立方体的边中，检测最接近具有较高优先级的输送器的接触平面的边。然后，接触朝向计算单元14确定工件关于该端点如何转动，以使如此检测到的边与工件的接触平面平行。
例如，图13是用于说明接触平面的示意图。接触朝向计算单元14转动工件，使得图13所示的升降器的接触平面(C)变得与图13所示的工件的接触判断立方体的平面(D)平行。平面(D)是最接近升降器的接触平面的平面。以这种方式，例如，接触朝向计算单元14可以避免对以埋入升降器的方式输送的工件进行仿真。
然后，接触朝向计算单元14计算沿指定方向转动的工件与接触平面接触所需的时间。然后，接触朝向计算单元14向工件移动计算单元15通知重心包含在多个可输送区域中的工件、具有最高优先级的输送器以及使得工件与输送器接触所需的时间。
接触朝向计算单元14在比较优先级之前，执行如下处理。具体地，接触朝向计算单元14判断要比较优先级的输送器是否是升降器。当要比较优先级的输送器是升降器时，接触朝向计算单元14基于从升降器操作计算单元13接收到的升降器的移动方向，判断升降器是否正在向上移动。
如果接触朝向计算单元14判断为升降器正在向上移动，则接触朝向计算单元14使用从输送器优先级表5a读取的优先级，比较这些输送器的优先级。如果接触朝向计算单元14判断为升降器没有移动，或者正在向下移动，则接触朝向计算单元14将升降器的优先级校正为最低优先级，例如为零，并且比较输送器的优先级。
例如，当向上移动的升降器要拾取放置在台上的工件时，接触朝向计算单元14确定升降器具有比台高的优先级。例如，当输送工件的升降器 在向下移动的同时，要将工件传送到台上时，或者当推送器要推送不再移动的升降器输送的工件时，接触朝向计算单元14确定升降器具有较低的优先级。以这种方式，信息处理装置1可以例如实现将由向下移动的升降器输送的工件放置到台上的仿真，而不预先准备指示工件的转变状态的列表。
返回参考图1，工件移动计算单元15计算输送的工件的移动。例如，工件移动计算单元15接收来自接触朝向计算单元14的重心包含在一个可输送区域中的工件和指定了该可输送区域的输送器的通知。然后，工件移动计算单元15假设如此通知了两者的工件与输送器一体化，来计算工件的移动。
例如，工件移动计算单元15从升降器操作计算单元13接收输送器的位置和移动方向。工件移动计算单元15建立从接触朝向计算单元14如此通知的输送器作为父对象，并且建立如此通知的工件作为子对象。然后，工件移动计算单元15通过基于从升降器操作计算单元13接收到的输送器的位置、移动方向等移动输送器，来计算作为子对象的工件的新位置。
当工件移动计算单元15接收到来自接触朝向计算单元14的重心包含在多个可输送区域中的工件、具有较高优先级的输送器和使得工件与输送器接触所需的时间时，工件移动计算单元15执行下面的处理。首先，为了在经过如此通知的时间之前进行仿真，工件移动计算单元15假设工件与当前输送工件的输送器、即具有较低优先级的输送器一体化，来计算工件的移动。
一旦经过了如此通知的时间，则工件移动计算单元15取消工件和具有较低优先级的输送器的一体化，而开始假设将工件与具有较高优先级的输送器一体化。然后，工件移动计算单元15基于如此一体化的输送器的移动，计算工件的移动。
当将工件与作为具有较高优先级的输送器的升降器一体化时，工件移动计算单元15在其中存储如此一体化的工件和将工件与升降器一体化时的工件的位置。工件移动计算单元15还判断与向下移动的升降器一体化的工件的重心的高度是否低于如此存储的高度，也就是说，工件的位置是否低于将工件与升降器一体化的位置。
如果工件移动计算单元15判断为工件的位置低于将工件与升降器一体化的位置，则工件移动计算单元15进一步判断工件是否沿水平方向移 动了大于特定阈值。换句话说，工件移动计算单元15判断起始点在如此存储的工件位置并且结束点在当前工件位置的矢量的水平分量，是否大于特定阈值。
如果工件移动计算单元15判断为工件没有沿水平方向移动大于特定阈值，则工件移动计算单元15取消工件和升降器的一体化，并且将工件的朝向改变为开始输送工件时的朝向。如果工件移动计算单元15判断为工件沿水平方向移动了大于特定阈值，则工件移动计算单元15在保持工件与升降器一体化的同时，计算工件位置。
当工件移动计算单元15计算多个工件的位置时，工件移动计算单元15向三维朝向计算单元16通知每个工件的位置。工件移动计算单元15还向三维朝向计算单元16输出多个输送器中的每个在工作的输送器的新位置。
三维朝向计算单元16接收来自工件移动计算单元15的每个工件的位置和每个输送器的位置。然后，三维朝向计算单元16读取存储在三维数据管理单元8中的每个工件的形式和每个输送器的形式。然后，三维朝向计算单元16建立在从工件移动计算单元15接收到的各个位置标示如此读取的各个工件和各个输送器的形式的仿真空间，并且向三维形式显示控制单元17通知如此建立的仿真空间的信息。
三维朝向计算单元16还将各个工件的位置和朝向存储在工件朝向表6b中，并且将各个升降器的位置存储在升降器操作信息表5c中。三维朝向计算单元16还将其它输送器的位置存储在输送器管理表5中。
三维形式显示控制单元17生成使得输出设备3能够显示仿真空间的像素。例如，在接收到来自三维朝向计算单元16的仿真空间的信息时，三维形式显示控制单元17使用Z缓冲器或者扫描线算法来生成如此接收到的仿真空间的像素，并且将如此生成的像素发送到输出设备3。
例如，作为电子电路来配置控制软件执行单元9、电机操作计算单元10、仿真计算单元11、三维朝向计算单元16和三维形式显示控制单元17。作为电子电路的示例，应用诸如专用集成电路(ASIC)的集成电路或场可编程门阵列(FPGA)或者中央处理器(CPU)或微处理器(MPU)。
管理信息存储单元4、操作参数存储单元7和三维数据管理单元8是例如诸如随机存取存储器(RAM)或闪存的半导体存储器设备的存储设备，或者诸如硬盘或光盘的存储设备。
现在，参考图14A至14C、图15A至15C以及图16A和16B，说明由信息处理装置1进行的仿真的细节。参考图14A至14C，说明向上移动的升降器拾取台上的工件的仿真。图14A是用于说明升降器正在向上移动时的工件的移动的第一示意图。图14B是用于说明升降器正在向上移动时的工件的移动的第二示意图。图14C是用于说明升降器正在向上移动时的工件的移动的第三示意图。
在图14A至14C中，以稀疏点阴影示出了工件，并且以密集点阴影示出了台。用斜线填充升降器，并且以黑色阴影的方式指出了工件的重心。台的输送可开始区域用虚线包围。在图14A至14C所示的示例中，对升降器分配比台高的优先级。
例如，如图14A所示，工件放置在台上，并且升降器从台的下方抬起。在这种情况下，因为工件的接触平面与升降器的接触平面平行，因此信息处理装置1在不转动工件的情况下，继续进行仿真，直到使得升降器的接触平面与工件接触为止。
然后，使升降器与工件接触，如图14B所示。这时，因为升降器正在向上移动，因此信息处理装置1确定升降器的优先级高于台的优先级。因此，信息处理装置1取消工件和台的一体化，将工件与升降器一体化，并且继续进行仿真。因为信息处理装置1以与工件一体化的方式移动升降器，因此信息处理装置1可以对拾取台上的工件的升降器进行仿真，如图14C所示。
现在，参考图15A至15C，说明将工件从向下移动的升降器传送到台上的仿真。图15A是用于说明升降器正在向下移动时的工件的移动的第一示意图。图15B是用于说明升降器正在向下移动时的工件的移动的第二示意图。图15C是用于说明升降器正在向下移动时的工件的移动的第三示意图。
例如，与工件一体化的升降器正在向下移动，如图15A所示。在这种情况下，信息处理装置1将升降器的优先级设置为低于台的优先级。然后，信息处理装置1继续进行输送工件的升降器向下移动的仿真，直到工件的重心变得包含在台的可输送区域中为止。
然后，工件的重心变得包含在台的可输送区域中，如图15B所示。然后，信息处理装置1确定升降器的优先级低于台的优先级，并且取消工件和升降器的一体化。然后，信息处理装置1将工件与台一体化。然后， 信息处理装置1将工件放置在台上，并且继续进行不输送工件的升降器保持向下移动的仿真，如图15C所示。以这种方式，信息处理装置1可以在不预先定义工件的输送状态的情况下，容易地对拾取放置在台上的工件并且将工件输送到另一个台的升降器进行仿真。
现在，参考图16A和16B，说明输送工件的升降器沿水平方向移动大于预定距离的仿真。图16A是用于说明工件的朝向的改变的第一示意图。图16B是用于说明工件的朝向的改变的第二示意图。
例如，当与工件一体化的升降器从开始输送工件的位置开始正在向下移动时，信息处理装置1获取起始点在开始输送时的工件的重心，并且结束点在工件的当前重心的矢量。如果获取的矢量的水平方向分量小于特定阈值，也就是说，如果升降器的移动几乎仅由竖直移动构成，如图16A所示，则信息处理装置1在输送开始的位置、将工件与台一体化。
如果获取的矢量的水平方向分量大于特定阈值，也就是说，如果工件的重心的移动大于特定阈值，如图16B中的(E)所示，则信息处理装置1在保持工件与升降器一体化的同时，保持降低升降器。以这种方式，例如，信息处理装置1可以容易地对拾取放置在台上的工件并且将工件输送到被定位为低于原始台的另一个台上的升降器进行仿真。
现在，参考图17至21，说明由信息处理装置1进行的处理。首先，参考图17，说明当信息处理装置1选择接触平面时进行的处理。图17是用于说明选择接触平面的处理的流程图。
例如，信息处理装置1根据升降器的形式部件，指定输送工件的接触平面(步骤S101)。然后，信息处理装置1沿着接触平面的垂直方向上的矢量，设置可输送区域(步骤S102)。然后，信息处理装置1从接触判断立方体表中，基于重心包含在可输送区域中的工件的表面最接近接触平面，来选择该表面，作为要使得与升降器接触的表面(步骤S103)，并且结束处理。
现在，参考图18，说明当升降器正在向上移动时，由信息处理装置1进行的处理。图18是用于说明当升降器正在向上移动时进行的处理的流程图。在图18所示的示例中示出了不输送工件的升降器开始向上移动的示例。
例如，当升降器开始向上移动(步骤S201)时，信息处理装置1判断是否存在重心包含在升降器的可输送区域中的任意工件(步骤S202)。如果信息处理装置1判断为存在重心包含在升降器的可输送区域中的任意工件 (步骤S202：是)，则信息处理装置1进一步判断升降器的优先级是否高于当前输送工件的输送器的优先级(步骤S203)。
如果信息处理装置1判断为升降器的优先级高于当前输送工件的输送器的优先级(步骤S203：是)，则信息处理装置1进行使工件与升降器接触的处理(步骤S204)，并且结束处理。如果信息处理装置1判断为不存在重心包含在升降器的可输送区域中的工件(步骤S202：否)，则信息处理装置1在不执行步骤S203和步骤S204的情况下，结束处理。如果信息处理装置1判断为升降器的优先级低于当前输送工件的输送器的优先级(步骤S203：否)，则信息处理装置1在不执行步骤S204的情况下，结束处理。
现在，参考图19，说明在图18中的步骤S204指示的使工件接触的处理。图19是用于说明使工件接触的处理的流程图。例如，信息处理装置1开始在升降器上输送工件(步骤S301)。首先，信息处理装置1取消工件和输送工件的输送器的一体化(步骤S302)。信息处理装置1从工件的接触判断立方体的端点中，检测最接近升降器的接触平面的端点(步骤S303)。然后，信息处理装置1确定工件关于如此检测到的端点转动的转动方向，以使最接近升降器的接触平面的接触判断立方体的边与接触平面平行(步骤S304)。
然后，信息处理装置1计算工件的转动量以及接触判断立方体和接触平面之间的距离(步骤S305)。然后，信息处理装置1判断升降器是否移动了如此计算的距离。换句话说，信息处理装置1判断升降器是否移动到了使升降器与工件接触的位置(步骤S306)。如果升降器尚未移动到工件的位置(步骤S306：否)，则信息处理装置1在下一个时间步长再次判断升降器是否移动到工件接触位置(步骤S306)。
如果升降器移动到了工件接触位置(步骤S306：是)，则信息处理装置1使工件转动在步骤S305计算的量(步骤S307)。然后，信息处理装置1将工件与升降器一体化(步骤S308)，并将移动反映到升降器位置和工件位置(步骤S309)，并且结束处理。
现在，说明当升降器正在向下移动时，由信息处理装置1进行的处理。图20是用于说明当升降器正在向下移动时进行的处理的流程图。在图20中示出了当要降低输送工件的升降器时进行的处理。
首先，当升降器开始向下移动(步骤S401)时，信息处理装置1将升降器的优先级改变为最低优先级(步骤S402)。然后，信息处理装置1判断升 降器当前输送的工件的重心是否在另一输送器的可输送区域中，并且工件是否可移动(步骤S403)。如果升降器当前输送的工件的重心在另一输送器的可输送区域中，并且如果工件可移动(步骤S403：是)，则信息处理装置1取消工件和升降器的一体化(步骤S404)。
然后，信息处理装置1将工件的位置校正到另一输送器的接触平面上(步骤S405)，并且将工件与该另一输送器一体化(步骤S406)。换句话说，信息处理装置1将工件从向下移动的升降器传送到另一输送器。然后，信息处理装置1反映升降器的移动(步骤S407)，并且结束处理。如果升降器当前输送的工件的重心不在另一输送器的可输送区域中，或者如果工件不可移动(步骤S403：否)，则信息处理装置1进行图21所示的第二降低处理(步骤S408)。
现在，参考图21，说明在图20中的步骤S408指示的第二降低处理。图21是用于说明第二降低处理的流程图。例如，当升降器开始向下移动(步骤S501)时，信息处理装置1判断升降器是否移动到了升降器开始以与升降器一体化的方式输送工件的位置以下(步骤S502)。
如果信息处理装置1判断为升降器移动到了升降器开始以与升降器一体化的方式输送工件的位置以下(步骤S502：是)，则信息处理装置1进一步判断工件位置是否移动了大于特定阈值(步骤S503)。换句话说，信息处理装置1判断工件移动的矢量的分量中的水平分量是否超过了特定阈值(步骤S503)。
如果工件位置移动了大于特定阈值(步骤S503：是)，则信息处理装置1在保持工件与升降器一体化的同时，保持降低升降器(步骤S504)，并且结束处理。如果工件位置未移动大于特定阈值(步骤S503：否)，则信息处理装置1取消工件和升降器的一体化(步骤S505)。
然后，信息处理装置1使工件返回到开始输送工件时的朝向(步骤S506)，反映升降器的移动(步骤S507)，并且结束处理。换句话说，信息处理装置1使工件返回到开始输送工件的位置。如果信息处理装置1判断为与工件一体化的升降器未移动到升降器开始输送工件的位置以下(步骤S502：否)，则信息处理装置1跳过步骤S503，进行步骤S504。
信息处理装置1实现的有益效果
如上所述，信息处理装置1在三维仿真空间中，对工件的移动和输送工件的升降器的操作进行仿真。当升降器向上移动放置在台上的工件时， 信息处理装置1将用于把工件与升降器一体化的优先级，设置为高于用于将工件与台一体化的优先级。当与工件一体化的升降器正在向下移动时，信息处理装置1将升降器的优先级设置为低于台的优先级。
因此，信息处理装置1可以使工件的输送状态以灵活的方式转变。例如，信息处理装置1例如可以在不预先指定工件的转变状态的情况下，容易地进行诸如升降器从台拾取工件、输送工件并且将工件传送到另一个台上的仿真。此外，例如，即使当输送工件的输送器的顺序由于控制软件的设计的改变而改变时，信息处理装置1也可以对升降器输送工件进行仿真。
此外，因为信息处理装置1将工件与升降器一体化，然后计算工件位置，因此即使当使升降器以高速移动时，也可以防止工件位置的误差。其结果是，信息处理装置1可以在保持相同的精度的同时，创建高速仿真图像。
此外，信息处理装置1判断从升降器从台抬起工件时的工件的重心开始，并且在升降器当前输送的工件的重心结束的矢量的水平分量，是否超过了特定阈值。如果升降器从升降器抬起工件的台开始向下移动，并且如果该矢量的水平分量超过了特定阈值，则信息处理装置1将工件再次放置到原始位置。
如果升降器从升降器抬起工件的台开始向下移动，并且该矢量的水平分量超过了特定阈值，则信息处理装置1在保持工件与升降器一体化的同时，对向下移动的升降器进行仿真。因此，信息处理装置1可以计算升降器将工件从台传送到在不同高度的另一个台的仿真。此外，当使升降器从台抬起工件的仿真倒回，并且实时进行显示时，信息处理装置1可以使工件返回到原始位置。
此外，信息处理装置1判断台上的工件的重心是否包含在升降器的可输送区域中。如果判断为台上的工件的重心包含在升降器的可输送区域中，则信息处理装置1比较台的优先级和升降器的优先级。如果升降器的优先级高于台的优先级，则信息处理装置1将台上的工件与升降器一体化，并且对升降器的操作进行仿真。
因此，信息处理装置1可以进行逼真的仿真。例如，当升降器沿与工件不重叠的方向竖直向上移动时，信息处理装置1不将工件与升降器一体化，而仅当升降器从工件底部抬起时，信息处理装置1将工件与升降器一 体化。因此，信息处理装置1可以进行逼真的仿真。
如果台的优先级高于升降器的优先级，则信息处理装置1从工件周围的接触判断立方体的端点中，识别最接近升降器的接触平面的端点，并且从工件周围的接触判断立方体的边中，识别最接近升降器的接触平面的边。然后，信息处理装置1围绕如此识别的端点转动工件，使得如此识别的边变得与升降器的接触平面平行。然后，信息处理装置1将如此转动的工件与升降器一体化，并且执行仿真。其结果是，信息处理装置1可以避免由于在工件埋入升降器中时执行仿真，而产生的工件位置的误差的累积。
此外，因为信息处理装置1使用围绕工件的外接接触判断立方体，来确定工件的转动中心和转动方向，因此信息处理装置1可以在不增加计算负荷的情况下，转动工件。
当与升降器一体化的工件包含在台的可输送区域中时，信息处理装置1将升降器的优先级与台的优先级进行比较。如果升降器的优先级高于台的优先级，则信息处理装置1取消工件和升降器的一体化，并且将工件定位在台上。当升降器不移动或者正在向下移动时，信息处理装置1将升降器的优先级设置为低于台的优先级。因此，信息处理装置1可以在不使用任何指示工件的输送状态的列表的情况下，进行输送工件的升降器正在向下移动并且将工件放置到台上的仿真。
[b]第二实施例
上面说明了本发明的第一实施例，但是还可以以不同的方式实现其它实施例。因此，现在，作为本发明的第二实施例，来说明本发明的一些其它实施例。
(1)接触判断立方体
上面描述的信息处理装置1使用围绕每个工件的外接立方体，作为接触判断立方体。然而，本实施例不限于此。例如，信息处理装置1可以接收用户从输入设备2指定的任意接触判断立方体，并且将接触判断立方体存储在接触判断立方体表7a中。然后，信息处理装置1可以基于先前计算的工件位置，对存储在接触判断立方体表7a中的接触判断立方体的位置进行校正。信息处理装置1还可以使用如此校正后的接触判断立方体的位置，来判断是否使每个输送器与工件接触。
(2)信息处理装置1的功能配置
信息处理装置1在仿真的每个时间步长，将接触判断立方体的位置和每个输送器的接触平面的位置存储在操作参数存储单元7中。然后，信息处理装置1使用存储在操作参数存储单元7中的各种类型的信息，在下一个时间步长计算工件的位置和每个输送器的位置。然而，本实施例不限于此。
例如，信息处理装置1可以在其中仅将接触判断立方体的初始位置和每个输送器的接触平面存储在操作参数存储单元7中。然后，信息处理装置1可以使用由升降器操作计算单元13计算的每个输送器的移动量以及存储在操作参数存储单元7中的接触判断立方体的接触平面的初始位置，执行第一时间步长的仿真。然后，信息处理装置1可以存储来自第一时间步长的仿真结果的工件的位置和每个输送器的位置，并且使用如此存储的信息和每个输送器的新移动量，计算下一个时间步长的仿真结果。
(3)工件和输送器
在第一实施例中说明的工件和不同类型的输送器仅仅是示例，信息处理装置1可以对具有任意形式的任意工件和具有任意形式的任意输送器进行任意仿真。此外，上面提及的各种输送器仅仅是示例，信息处理装置1可以对具有任意功能的任意输送器进行任意仿真。
(4)实现
上面描述的信息处理装置1使用单个硬件来进行仿真。然而，本实施例不限于此。例如，可以以任意粒度划分由信息处理装置1实现的功能，并且可以使用不同的服务器来实现如此划分的各个功能。换句话说，可以使用所谓的云系统来实现信息处理装置1。
(5)计算机程序
将根据第一实施例的信息处理装置1描述为使用硬件进行各种处理。然而，本实施例不限于此，预先准备的计算机程序可以使对信息处理装置1设置的计算机执行这些处理。因此，现在参考图22，说明执行具有与根据第一实施例的信息处理装置1中的功能相同的功能的计算机程序的计算机的示例。图22是用于说明执行仿真程序的这种计算机的示例的示意图。
作为图22中的示例示出的计算机100包括全部通过总线160连接的只读存储器(ROM)110、硬盘驱动(HDD)120、随机存取存储器(RAM)130和中央处理器(CPU)140。作为图22中的示例示出的计算机100还包括用 于发送和接收包的输入-输出(I/O)150。
使HDD120预先保留仿真程序121。在图22所示的示例中，当CPU140从HDD120中读取仿真程序121，并且执行仿真程序121时，使仿真程序121用作仿真处理141。仿真处理141实现与由图1所示的仿真计算单元11、三维朝向计算单元16和三维形式显示控制单元17实现的功能相同的功能。
可以通过使诸如个人计算机或者工作站的计算机执行预先准备的计算机程序，来实现在第四实施例中说明的仿真程序121。计算机程序还可以通过诸如因特网的网络来分发。还可以将计算机程序存储在诸如硬盘、软盘(FD)、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MO)或者数字通用盘（DVD）的计算机可读记录介质中。然后，可以从记录介质中读取计算机程序，并且由计算机执行。
根据这些实施例的一方面，可以提供使得工件的输送状态能够灵活地转变的计算装置和计算方法。