JP2009166172A - ロボットのシミュレーション方法及びロボットのシミュレーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットのシミュレーションをより容易に、しかもそのためのプログラムやデー
タの管理についてもその簡略化を図ることのできるロボットのシミュレーション方法及び
ロボットのシミュレーション装置を提供する。
【解決手段】ロボット１０を構成する多関節型のロボットとしてのロボット駆動部１１の
構造及び属性等に関する情報を初期のロボットデータとして当該ロボット１０内のコント
ローラ１２の記憶部１２Ｂに格納しておく。そして、ティーチングによる指示や手動の操
作、又はロボット駆動部１１の動作内容が規定された制御プログラム等に基づいて当該ロ
ボット駆動部１１の移動経路を含む動作を、同ロボット１０内でロボットデータを基準に
シミュレーションしつつこれを線画データＤｄに逐次変換する。併せて、この変換した線
画データＤｄに基づく線画情報をロボット１０外部の線画表示装置２１に表示させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロボット、特に産業用ロボットのシミュレーション方法、及びその方法を用
いるロボットのシミュレーション装置に関する。

一般に、産業用ロボットをはじめとする各種ロボットは、予め定められた制御プログラ
ムに基づいてそれら要求される動作内容が規定されるようになっている。そして通常、こ
うした制御プログラムは、オンラインプログラミングやオフラインプログラミングにより
作成される。

ここで、オンラインプログラミングとは、ロボットを実際に動作させて制御プログラム
を作成する方法であり、例えば、手動により操作させるロボットの動作を記録して制御プ
ログラムを作成するティーチングが知れられている。このティーチングによれば、実際に
ロボットが操作されることから、実際のロボットの位置や姿勢、実際のワークの位置や形
状、実際の周辺機器の配置、等々に配慮した制御プログラムを作成することが可能となる
。

一方、オフラインプログラミングとしては、例えば特許文献１に記載のように、ロボッ
トの動作をシミュレーション装置においてシミュレーションさせながらロボットの制御プ
ログラムを作成する方法が知られている。この特許文献１に記載のシミュレーション装置
では、その画面に実際と同様の位置関係にてロボット及びワークの各３次元モデルを表示
させながらロボットの動作をシミュレーションし、画面に表示されるロボット等の３次元
モデルを参考にしながらロボットの制御プログラムを作成することになる。すなわち、こ
のオフラインプログラミングでは、シミュレーション装置に表示されたロボット及びワー
クの各３次元モデルのシミュレーション結果を参照することで、実際のロボットを用いる
ことなく、ロボット及びワークの配置等に配慮したロボットの動作プログラムを作成する
ことが可能となる。
特開２００５−１３５２７８号公報

ただし、特許文献１に記載の装置では、ロボットとは別に、その移動経路等も含めたシ
ミュレーションを行なうためのシミュレーション装置を必要とする。しかもそのシミュレ
ーション装置には、シミュレーションを行うためのロボット用シミュレーションプログラ
ムやそのシミュレーションプログラムに設定する同ロボットの３次元モデルデータ等が必
要となる。すなわち、製造ラインには通常、多種多様のロボットが多数配置されているこ
とから、それらロボット個々について、それぞれそのシミュレーションプログラムや、そ
れらのプログラムに設定するロボットの３次元モデルデータ等を用意する必要があり、そ
の管理が煩雑となる。

本発明は、上記課題を解消するためになされたものであって、その目的は、ロボットの
シミュレーションをより容易に、しかもそのためのプログラムやデータの管理についても
その簡略化を図ることのできるロボットのシミュレーション方法及びロボットのシミュレ
ーション装置を提供することにある。

本発明のロボットのシミュレーション方法は、ロボットの構造及び属性に関する情報を
初期のロボットデータとして当該ロボット内のメモリに格納しておき、その都度指示もし
くは操作される当該ロボットの移動経路を含む動作を、同ロボット内で前記ロボットデー
タを基準にシミュレーションしつつこれを線画情報に逐次変換し、この変換された線画情
報をロボット外部の線画表示装置に表示させるようにすることを要旨とする。

このような方法によれば、ロボットと線画表示装置（ＣＡＤシステム）との組合せの中
で、ロボット内でその動作がシミュレーションされるとともに線画情報に逐次変換され、
この変換された線画情報（線画に変換したシミュレーション情報）がＣＡＤシステムに送
られてこれが表示される。またこの方法、その都度指示、すなわちティーチングはもとよ
り、その都度操作、すなわちロボットを手動操作するなどして生成される線画情報（線画
に変換したシミュレーション情報）のＣＡＤシステムへの転送等にも対応する。これらい
ずれの場合であれ、線画に変換されたシミュレーション情報が線画表示装置（ＣＡＤシス
テム）に表示、望ましくはリアルタイム表示されることで、ロボットの動作がより把握し
やすくなり、例えばロボットの動作を規定する制御プログラムの開発等もより容易となる
。また、産業用ロボットにあって、製造ラインに多種多様のロボットが多数配置される場
合であれ、このようなシミュレーション機能が各ロボット毎に設けられることで、シミュ
レーションプログラムや各種データの管理の簡略化が図られるようにもなる。なお、この
方法はあくまで、シミュレーションされた線画情報を線画表示装置に表示させるものであ
り、たとえティーチング時であれ、ロボットの実動作を伴う必要はない。

一方、本発明のロボットのシミュレーション方法は、ロボットの移動経路を含む駆動部
の動作を指示する制御プログラムに基づいて制御されるロボットの動作をシミュレーショ
ンするロボットのシミュレーション方法であって、前記ロボットの構造及び属性に関する
情報を初期のロボットデータとして同ロボット内のメモリに格納しておき、当該ロボット
に付与される前記制御プログラムの実行に伴い、同ロボット内で前記格納されたロボット
データを基準としてその指令内容に対応する当該ロボットの動作をシミュレーションしつ
つ該シミュレーションしたロボットの動作を線画情報に逐次変換し、該変換した線画情報
をロボット外部の線画表示装置に表示させることを要旨とする。

このような方法によれば、制御プログラムの実行に伴いその指令内容に対応するロボッ
トの動作のシミュレーションが全てロボット側で行われるとともに線画情報（線画に変換
したシミュレーション情報）に変換され、この変換された線画情報が線画表示装置、すな
わちＣＡＤシステムに送られて表示される。こうして線画に変換されたシミュレーション
情報が線画表示装置（ＣＡＤシステム）に表示、望ましくはリアルタイム表示されること
で、ロボットの動作がより把握しやすくなり、ロボットの動作を規定する上記制御プログ
ラムの開発等もより容易となる。また、産業用ロボットにあって、製造ラインに多種多様
のロボットが多数配置される場合であれ、このようなシミュレーション機能が各ロボット
毎に設けられることで、シミュレーションプログラムや各種データの管理の簡略化が図ら
れるようにもなる。なお、「制御プログラムの実行に伴い」とはいえ、ここでもロボット
の実動作を伴う必要はない。

また本発明のロボットのシミュレーション方法は、上記ロボットのシミュレーション方
法において、前記ロボットデータには当該ロボットが扱うワークの情報を含めるとともに
、前記線画情報として前記ロボット及びワークの外観情報と前記ロボット及びワークの移
動経路のみの情報との２種の情報を生成し、前記線画表示装置にはこれらロボット及びワ
ークの外観情報とロボット及びワークの移動経路のみの情報とを選択可能に表示させるよ
うにしたことを要旨とする。

このような方法によれば、ロボット及びワークの外観情報からはロボットとワークとを
併せての形状と動作を線画表示装置の表示から確認可能とすることができる。また、ロボ
ット及びワークの移動経路のみの情報からはロボットの外観等に邪魔されずにロボットも
しくはワークの移動経路のみを線画表示装置の表示から確認可能とすることができる。

また本発明のロボットのシミュレーション方法は、上記ロボットのシミュレーション方
法において、前記線画情報を、前記ロボット及びワークの外観を含めた立体（３Ｄ）情報
に変換して前記線画表示装置に表示させるようにしたことを要旨とする。

このような方法によれば、線画表示装置に外観情報を含む線画情報に基づくロボットの
外観等の立体線画がアニメーションツールのように表示可能となる。このような立体線画
の表示により、ロボットの外観等の動作をより容易に把握することができ、制御プログラ
ムの開発などを一層容易にすることができる。

また一方、本発明のロボットのシミュレーション装置は、ロボットの内蔵メモリとして
、ロボットの構造及び属性に関する情報が初期のロボットデータとして格納されたロボッ
トデータメモリと、その都度指示もしくは操作される当該ロボットの移動経路を含む動作
を、同ロボット内で前記ロボットデータを基準にシミュレーションしつつこれを線画情報
に逐次変換する線画情報生成手段と、前記線画情報を表示する線画表示装置と、前記線画
情報生成手段を通じて逐次変換される線画情報を前記線画表示装置に対して出力する線画
情報出力手段と、を備えることを要旨とする。

このような構成によれば、ロボットと線画表示装置（ＣＡＤシステム）との組合せの中
で、ロボット内でその動作がシミュレーションされるとともに線画情報に逐次変換され、
この変換された線画情報（線画に変換したシミュレーション情報）がＣＡＤシステムに送
られてこれが表示される。またこの構成、その都度指示、すなわちティーチングはもとよ
り、その都度操作、すなわちロボットを手動操作するなどして生成される線画情報（線画
に変換したシミュレーション情報）のＣＡＤシステムへの転送等にも対応する。これらい
ずれの場合であれ、線画に変換されたシミュレーション情報が線画表示装置（ＣＡＤシス
テム）に表示、望ましくはリアルタイム表示されることで、ロボットの動作がより把握し
やすくなり、例えばロボットの動作を規定する制御プログラムの開発等もより容易となる
。また、産業用ロボットにあって、製造ラインに多種多様のロボットが多数配置される場
合であれ、このようなシミュレーション機能が各ロボット毎に設けられることで、シミュ
レーションプログラムや各種データの管理の簡略化が図られるようにもなる。なお、この
構成はあくまで、シミュレーションされた線画情報を線画表示装置に表示させるものであ
り、たとえティーチング時であれ、ロボットの実動作を伴う必要はない。

一方、本発明のロボットのシミュレーション装置は、ロボットの移動経路を含む駆動部
の動作を指示する制御プログラムをロボットに付与する制御プログラム付与手段と、ロボ
ットの内蔵メモリとして、ロボットの構造及び属性に関する情報が初期のロボットデータ
として格納されたロボットデータメモリと、前記付与される前記制御プログラムの実行に
伴い、前記ロボットデータメモリに格納されているロボットデータを基準として、ロボッ
ト内でその指令内容に対応するロボットの動作をシミュレーションしつつ該シミュレーシ
ョンしたロボットの動作を線画情報に逐次変換する線画情報生成手段と、前記線画情報を
表示する線画表示装置と、前記線画情報生成手段を通じて逐次変換される線画情報を前記
線画表示装置に対して出力する線画情報出力手段と、を備えることを要旨とする。

このような構成によれば、制御プログラムの実行に伴いその指令内容に対応するロボッ
トの動作のシミュレーションが全てロボット側で行われるとともに線画情報（線画に変換
したシミュレーション情報）に変換され、この変換された線画情報が線画表示装置、すな
わちＣＡＤシステムに送られて表示される。こうして線画に変換されたシミュレーション
情報が線画表示装置（ＣＡＤシステム）に表示、望ましくはリアルタイム表示されること
で、ロボットの動作がより把握しやすくなり、ロボットの動作を規定する上記制御プログ
ラムの開発等もより容易となる。また、産業用ロボットにあって、製造ラインに多種多様
のロボットが多数配置される場合であれ、このようなシミュレーション機能が各ロボット
毎に設けられることで、シミュレーションプログラムや各種データの管理の簡略化が図ら
れるようにもなる。なお、「制御プログラムの実行に伴い」とはいえ、ここでもロボット
の実動作を伴う必要はない。

また本発明のロボットのシミュレーション装置は、上記ロボットのシミュレーション装
置において、前記ロボットデータメモリに格納されるロボットデータには当該ロボットが
扱うワークの情報が含まれ、前記線画情報生成手段は、前記線画情報として前記ロボット
及びワークの外観情報と前記ロボット及びワークの移動経路のみの情報とを生成するもの
であり、前記線画情報出力手段は、前記線画表示装置に対し、これらロボット及びワーク
の外観情報とロボット及びワークの移動経路のみの情報とを選択可能に出力するものであ
ることを要旨とする。

このような構成によれば、ロボット及びワークの外観情報からはロボットとワークとを
併せての形状と動作を線画表示装置の表示から確認可能とすることができる。また、ロボ
ット及びワークの移動経路のみの情報からはロボットの外観等に邪魔されずにロボットも
しくはワークの移動経路のみを線画表示装置の表示から確認可能とすることができる。

また本発明のロボットのシミュレーション装置は、上記ロボットのシミュレーション装
置において、前記線画情報生成手段は、前記線画情報を前記ロボット及びワークの外観を
含めた立体（３Ｄ）情報として生成するものであることを要旨とする。

このような構成によれば、線画表示装置に外観情報を含む線画情報に基づくロボットの
外観等の立体線画がアニメーションツールのように表示可能となる。このような立体線画
の表示により、ロボットの外観等の動作をより容易に把握することができ、制御プログラ
ムの開発などを一層容易にすることができる。

以下、本発明にかかるロボットのシミュレーション装置を具体化した一実施形態を図面
に従って説明する。
図１は、本実施形態にかかるロボットのシミュレーション装置についてその構成をブロ
ック図として示したものである。

図１に示すように、ロボット１０は、大きくはロボット駆動部１１とコントローラ１２
とを備える構成となっている。
ここで、このロボット１０は、複数のアームがそれぞれ関節部にて連結された多関節型
のロボットであり、ロボット駆動部１１は、それぞれの関節部において連結されたアーム
同士を所定の相対角度に回動させてその先端を目標位置まで移動させることによりワーク
Ｗの加工や搬送を行なう部分である。また、このロボット駆動部１１に接続されているコ
ントローラ１２は、ティーチングなどによるその都度指示もしくは操作、または、ロボッ
ト駆動部１１に要求される動作内容が規定されている制御プログラムの指示内容等に基づ
いて、ロボット駆動部１１による上記動作を制御する部分である。

一方、コントローラ１２には、ロボット１０の外部にある入出力装置２０が接続されて
いる。入出力装置２０は、ロボット１０とのユーザーインターフェイスにあたる装置であ
り、例えば、ティーチングのときにロボット１０にその都度指示を与えるティーチングペ
ンダントや、ロボット１０の制御プログラムを作成してロボット１０にダウンロード（入
力）させる開発用コンピュータ等がこれに相当する。

また一方、コントローラ１２には、ロボット１０の外部にある線画表示装置２１が接続
されている。線画表示装置２１は、ロボット１０から入力される線画情報としての線画デ
ータＤｄに基づいて作成した線画をその表示部２２に表示する装置であり、具体的にはＣ
ＡＤシステム、望ましくは３次元ＣＡＤシステムからなる。線画表示装置２１として３次
元ＣＡＤシステムを採用することにより、立体情報を含む線画データＤｄが入力された場
合に、この立体的な線画データＤｄに基づく立体画像（立体線画）を表示部２２に表示す
ることができるようになる。なお、ここで用いる３次元ＣＡＤシステムは、表示画像の視
点位置を任意に変更可能なシステムであるとする。

次に、このロボットのシミュレーション装置の主に電気的な構成について説明する。
ロボット１０のコントローラ１２は、線画情報生成手段及び制御プログラム付与手段と
しての制御部１２Ａ、ロボットデータメモリとしての記憶部１２Ｂ、線画情報出力手段と
しての外部インターフェイス部（以下、外部ＩＦ部という）１２Ｃを有している。このう
ち、制御部１２Ａは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータを中心に
構成されている。そして、そのＣＰＵがＲＡＭをデータメモリーとして用いつつＲＯＭに
記憶されている各種プログラムに基づいて所定の演算を行なうことにより、ロボット駆動
部１１に対する動作指示の生成やロボット駆動部１１の外観を示す立体情報等を含む上記
線画データＤｄの作成等を行なう。そして、制御部１２Ａによるこうした線画データＤｄ
の作成に際して参照されるロボットデータ、すなわち構造データＤｆ、ワークデータＤｗ
及び周辺データＤｓが、各々その属性情報とともに記憶部１２Ｂに記憶されている。ここ
で、構造データＤｆは、当該ロボット１０としてのロボット駆動部１１の構造及びその属
性を示す初期値としての複数のデータ（情報）群からなり、これを基準としてロボット駆
動部１１の立体情報を含むロボット線画データ（立体線画データ）が生成可能となってい
る。ちなみに、ロボット駆動部１１の構造を示すデータとは各アーム等の形状によって定
まるデータ等であり、各アームの縦、横、長さ、関節間の距離（有効長）等を示すデータ
からなる。また、ロボット駆動部１１の属性を示すデータとは各アームを含むロボット駆
動部１１の構成や性能により定まるデータ等であり、各アームの各関節部の回動方向（回
動軸の傾き）、回動可能角度範囲、最大角速度、最大角加速度等を示すデータからなる。
また、ワークデータＤｗは、ロボット駆動部１１が加工や搬送の対象とするワークＷの構
造を示すデータ、例えば、ワークＷの縦、横、高さ等であり、これらを基準としてワーク
Ｗに関する線画データ、すなわちワーク線画データが生成可能となっている。また、周辺
データＤｓは、ロボット駆動部１１の周辺機器等の構造や配置を示すデータ、例えば、周
辺機器の縦、横、高さ、配置位置等を示すデータからなり、これらを基準として周辺機器
等に関する線画データ、すなわち周辺線画データが生成可能となっている。そして、こう
して生成される各線画データが外部ＩＦ部１２Ｃを介して上記線画表示装置２１に転送さ
れる。

ところで、上記制御部１２Ａを通じて実行される、各種プログラムとしては、例えば、
ティーチングプログラム、駆動制御プログラム、シミュレーションプログラム及び線画デ
ータ作成プログラム等がある。このうちティーチングプログラムは、制御部１２Ａにて実
行されることにより、ティーチングにて指示されたロボット駆動部１１の動作を制御する
制御プログラム用のプログラムステップを順次作成するとともに、新たに作成されたプロ
グラムステップを制御プログラムに追加記録するプログラムである。また、駆動制御プロ
グラムは、制御部１２Ａにて実行されることにより、制御プログラムに基づいてロボット
駆動部１１の各関節部を回転駆動させる回転駆動信号Ｃｄを作成してロボット駆動部１１
に伝達することにより、ロボット駆動部１１の移動経路を含む各部の動作を指示するプロ
グラムである。また、シミュレーションプログラムは、制御部１２Ａにて実行されること
により、上記ロボットデータを基準にその都度の指示もしくは操作又は制御プログラムの
指令内容に基づいてロボット駆動部１１の各関節部の回転やワークＷの移動等をシミュレ
ーションする。そして、そのシミュレーションによりロボット駆動部１１が移動した場合
の仮想的な移動経路、姿勢、先端位置等を逐次算出するプログラムである。また、線画デ
ータ作成プログラムは、制御部１２Ａにて実行されることにより、ロボット駆動部１１の
外観、ワークの外観、周辺機器の外観、等々を示す各線画データを含む外観情報や移動経
路の情報としての線画データＤｄを逐次作成するプログラムである。なお、ロボット駆動
部１１の外観を示すロボット線画データは、上記構造データＤｆや、シミュレーションプ
ログラムにより算出されたロボット駆動部１１の移動経路、姿勢、先端位置等に基づいて
生成される。また、ワークＷに関するワーク線画データは、上記ワークデータＤｗや、ロ
ボット駆動部１１の外観を示すロボット線画データとに基づいて生成される。さらに、周
辺機器に関する周辺線画データは、上記周辺データＤｓに基づいて生成される。尚、図１
において、ロボット駆動部１１からコントローラ１２に出力される信号Ｓｅは、ロボット
駆動部１１の各関節部の各回転角度の値を示す角度信号であり、コントローラ１２では、
この角度信号Ｓｅに基づいて、それら各関節部の各回転角度を認識する。

図２は、このロボットのシミュレーション装置を用いて例えばティーチングを行なった
ときの同装置による処理態様を示すフローチャートである。また、図３は、このティーチ
ング対象となる実際のロボット駆動部１１、実際のワークＷ、及び実際の周辺機器として
の各作業テーブルＴ１，Ｔ２の一例の斜視構造を示したものである。さらに、図４（ａ）
，（ｂ）は、こうしたティーチングにおいて図３に例示したロボット駆動部１１、ワーク
Ｗ及び各作業テーブルＴ１，Ｔ２が同装置によるシミュレーションを通じてどのように線
画表示装置２１の表示部２２に立体線画として表示されるかその様子を示している。なお
、本実施形態では、ティーチングは、ティーチングペンダント（入出力装置２０）からロ
ボット駆動部１１に所定の移動経路を移動させる指示としてティーチングプログラムに与
えられるものとする。そしてそのとき、ティーチングプログラムでは上述のように、ロボ
ット駆動部１１に指示された動作を行なわせるプログラムステップを作成してこれを制御
プログラムに追加する。またこの際、制御部１２Ａ内のデータメモリである上述したＲＡ
Ｍには、ティーチング中である旨を示すフラグを設定するための領域が設けられている。
このフラグは、通常は「０」に設定され、ティーチングが開始されるとこれが終了される
まで「１」に設定される。そして、本実施形態では特に、こうしたティーチングに際し、
ロボット１０ではそのロボット駆動部１１の動作が禁止されている。

さて、こうしてティーチングを開始されると、同装置ではまずコントローラ１２（制御
部１２Ａ）を通じて、上記フラグの参照のもとにティーチング中であるか否かが判断され
る（図２ステップＳ１）。ティーチング中を示すフラグが「０」であれば（図２ステップ
Ｓ１でＮＯ）、ティーチング中ではないとして、同処理は終了される。

一方、ティーチング中を示すフラグが「１」であり、ティーチング中であると判断され
る場合（図２ステップＳ１でＹＥＳ）、同装置では、コントローラ１２を通じてティーチ
ングペンダントからロボット駆動部１１を移動させる指示（指示データ）を受け取る。そ
して、同装置ではその指示に基づいて、ティーチングプログラムにて作成したロボット駆
動部１１を移動させるための新たなプログラムステップを制御プログラムに追加する。す
なわち、新たな制御プログラムを作成する（図２ステップＳ２）。なお、ティーチングペ
ンダントから指示がない場合は、ここでの新たなプログラムステップの追加はなされない
。

次に、同装置は、コントローラ１２を通じて制御プログラムに新たなプログラムステッ
プが追加されたか否かを判断する（図２ステップＳ３）。ここで、制御プログラムに新た
なプログラムステップが追加されていないと判断される場合（図２ステップＳ３でＮＯ）
、同装置はステップＳ１の処理に戻り、上述したステップＳ１以降の処理を繰り返す。

また一方、制御プログラムに新たなプログラムステップが追加された旨判断される場合
（図２ステップＳ３でＹＥＳ）、同装置ではコントローラ１２を通じて、その追加された
指示内容をシミュレーションプログラムにてシミュレーションする。そして、このシミュ
レーションプログラムによりその追加されたプログラムステップを実行することで、上記
記憶部１２Ｂに記憶されているロボットデータをもとにロボット駆動部１１の移動経路、
姿勢、先端位置等を算出する（図２ステップＳ４）。なおこのとき、本実施形態では、シ
ミュレーションプログラムは実行するものの、駆動制御プログラムについてはこれを実行
しないことから、ロボット駆動部１１を実動作させる回転駆動信号Ｃｄがロボット駆動部
１１に伝達されることはない。すなわち、ロボット駆動部１１が実際に動作することはな
く、ティーチング中であれ、図３に例示した姿勢に維持されたままとなる。

こうして、新たなプログラムステップに基づくロボット駆動部１１の移動経路、姿勢、
先端位置等が算出されると、同装置は次に、この算出結果、すなわちシミュレーション結
果に基づき、上記線画データ生成プログラムを通じて立体情報を含む線画データＤｄを生
成する（図２ステップＳ５）。そして、この生成された線画データＤｄは、上記外部ＩＦ
部１２Ｃを介して線画表示装置２１に出力される（図２ステップＳ６）。これにより、線
画表示装置２１では、この入力された線画データＤｄから立体線画を作成し、例えば図４
（ａ），（ｂ）に例示する態様にて、その表示部２２にロボット駆動部１１、ワークＷ、
及び各作業テーブルＴ１，Ｔ２の立体線画を表示することとなる。すなわちこれにより、
ロボット駆動部１１を実際に動作させなくても、シミュレーションによる立体線画を参照
しながらティーチングを行うことができるようになる。例えば、図４（ａ）に示すように
、ワークＷを作業テーブルＴ１から作業テーブルＴ２の２点鎖線で示す位置に移動させる
場合、表示部２２に表示されるこの立体線画を参照しながら、ロボット駆動部１１の先端
の移動経路を経路Ｒ１とするようなティーチングを行なえば良いことが容易に分かる。一
方、図４（ｂ）に示すように、ワークＷを作業テーブルＴ１から作業テーブルＴ２の２点
鎖線で示す位置に移動させるティーチングにおいてロボット駆動部１１の先端の移動経路
を経路Ｒ２のように設定することも可能である。しかしながら、ロボット駆動部１１の先
端の移動経路を経路Ｒ２のように設定すると、ロボット駆動部１１の先端やワークＷが作
業テーブルＴ２の側面に接触するようになることも、このシミュレーションにより明確か
つ容易にわかるようになる。

以上説明したように、本実施形態のロボットのシミュレーション方法あるいはシミュレ
ーション装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、ロボット１０と線画表示装置２１とを組合せ、ロボット１０内
でその動作をシミュレーションするとともにそのシミュレーション結果を線画データＤｄ
に逐次変換し、この変換した線画データＤｄを線画表示装置２１に送ってこれを表示させ
るようにした。このように、線画データＤｄが線画表示装置２１に表示されることで、ロ
ボット１０（ロボット駆動部１１）の動作がより把握しやすくなり、例えばロボットの動
作を規定する制御プログラムの開発等もより容易となる。

（２）本実施形態では、ロボット１０自身にその動作をシミュレーションさせるように
した。従って、産業用ロボットにあって、製造ラインに多種多様のロボットが多数配置さ
れる場合であれ、このようなシミュレーション機能が各ロボット毎に設けられることで、
シミュレーションプログラムや各種データの管理の簡略化が図られるようにもなる。

（３）本実施形態では、線画データＤｄには、立体情報を含むロボット駆動部１１及び
ワークＷの外観を示す線画データ（外観情報）が含まれるようにした。これにより、線画
データＤｄからはロボット駆動部１１とワークＷとの立体的な外観形状とその動きが線画
表示装置２１の表示部２２を通じて確認可能となる。

（４）本実施形態では、線画データＤｄをリアルタイムで線画表示装置２１の表示部２
２に表示するようにした。すなわち、線画データＤｄの立体情報に基づくロボット駆動部
１１の外観等の立体線画がアニメーションツールのように表示可能となる。これにより、
ロボット駆動部１１の外観等の動作をより容易に把握する事ができるようになり、制御プ
ログラムの開発などを一層容易にすることができるようになる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のような態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、線画表示装置２１を３次元ＣＡＤシステムとしたが、線画表示装
置２１は２次元ＣＡＤシステムでもよい。すなわち、ロボット駆動部１１、ワークＷ、及
び周辺機器などの立体情報を含む線画データＤｄを生成することとしたが、二次元線画の
表示だけで足りる場合には、ロボット駆動部１１、ワークＷ、及び周辺機器などの線画デ
ータＤｄについてもこれを２次元表現による線画データとして生成するようにしてもよい
。

・上記実施形態では、線画データＤｄには、ロボット駆動部１１及びワークＷのそれぞ
れの外観を示す各線画データ（外観情報）が含まれるようにしたが、同線画データＤｄと
して、移動経路のみの情報からなる線画データと選択可能にしてもよい。そうすれば、ロ
ボット駆動部１１の外観等に邪魔されずにロボット駆動部１１の先端もしくはワークＷの
移動経路のみを線画表示装置２１の表示部２２で確認可能とすることができる。

・上記実施形態では、ティーチングによる指示データから制御プログラムを作成し、該
制御プログラムの指令内容に基づいてロボット駆動部１１の動作のシミュレーションを行
なったが、ティーチングによる指示データから直接シミュレーションを行なうようにして
もよい。

・上記実施形態では、ロボット駆動部１１の構造を示すデータが各アームの縦、横、長
さ、関節間の距離（有効長）等からなるとした。また、ロボット駆動部１１の属性を示す
データが各アームの各関節部の回動方向（回動軸の傾き）、回動可能角度範囲、最大角速
度、最大角加速度等からなるとした。しかしこれに限らず、ロボット駆動部１１の構造及
び属性を示すデータは、上記の一部であってもよいし、また他のデータが含まれてもよい
。

・上記実施形態では、線画表示装置２１はリアルタイムに入力された線画データＤｄに
基づきリアルタイムに立体線画を表示することとした。しかしこれに限らず、先に行なわ
れたシミュレーションにおいて蓄積された線画データに基づいて線画表示装置２１に立体
線画を表示させるなど、線画表示装置２１を通じて線画情報を必ずしもリアルタイムに表
示する必要はない。

・上記実施形態では、ティーチングによる指示に基づいてシミュレーションを行なう場
合について例示したが、手動の操作に基づいてロボット駆動部１１を移動させ、その結果
を線画情報に変換してこれを線画表示装置２１に表示させるようにしてもよい。また、既
にロボット１０に記憶されている制御プログラムに基づいてロボット駆動部１１の動作の
シミュレーションを行なうようにしてもよい。ちなみにこのときには、ロボット１０に対
する入出力装置２０の接続は不要となる。

本実施形態のロボットのシミュレーション装置の構成を示すブロック図。 同実施形態のロボットのシミュレーション装置による特にティーチングに際しての処理手順を示すフローチャート。 同実施形態にてティーチングされるロボット、ワーク、周辺機器の一例を示す斜視図。 （ａ），（ｂ）は同実施形態にて線画表示装置に表示される線画情報の一例を示す図。

符号の説明

１０…ロボット、１１…ロボット駆動部、１２…コントローラ、１２Ａ…制御部、１２
Ｂ…記憶部、１２Ｃ…外部インターフェイス部、２０…入出力装置、２１…線画表示装置
、２２…表示部、Ｓｅ…角度信号、Ｔ１…作業テーブル、Ｔ２…作業テーブル、Ｗ…ワー
ク。

Claims (8)

1. ロボットの構造及び属性に関する情報を初期のロボットデータとして当該ロボット内の
   メモリに格納しておき、その都度指示もしくは操作される当該ロボットの移動経路を含む
   動作を、同ロボット内で前記ロボットデータを基準にシミュレーションしつつこれを線画
   情報に逐次変換し、この変換された線画情報をロボット外部の線画表示装置に表示させる
   ようにしたロボットのシミュレーション方法。
2. ロボットの移動経路を含む駆動部の動作を指示する制御プログラムに基づいて制御され
   るロボットの動作をシミュレーションするロボットのシミュレーション方法であって、
   前記ロボットの構造及び属性に関する情報を初期のロボットデータとして同ロボット内
   のメモリに格納しておき、当該ロボットに付与される前記制御プログラムの実行に伴い、
   同ロボット内で前記格納されたロボットデータを基準としてその指令内容に対応する当該
   ロボットの動作をシミュレーションしつつ該シミュレーションしたロボットの動作を線画
   情報に逐次変換し、該変換した線画情報をロボット外部の線画表示装置に表示させること
   を特徴とするロボットのシミュレーション方法。
3. 前記ロボットデータには当該ロボットが扱うワークの情報を含めるとともに、前記線画
   情報として前記ロボット及びワークの外観情報と前記ロボット及びワークの移動経路のみ
   の情報との２種の情報を生成し、前記線画表示装置にはこれらロボット及びワークの外観
   情報とロボット及びワークの移動経路のみの情報とを選択可能に表示させるようにした
   請求項１または２に記載のロボットのシミュレーション方法。
4. 前記線画情報を、前記ロボット及びワークの外観を含めた立体（３Ｄ）情報に変換して
   前記線画表示装置に表示させるようにした
   請求項３に記載のロボットのシミュレーション方法。
5. ロボットの内蔵メモリとして、ロボットの構造及び属性に関する情報が初期のロボット
   データとして格納されたロボットデータメモリと、
   その都度指示もしくは操作される当該ロボットの移動経路を含む動作を、同ロボット内
   で前記ロボットデータを基準にシミュレーションしつつこれを線画情報に逐次変換する線
   画情報生成手段と、
   前記線画情報を表示する線画表示装置と、
   前記線画情報生成手段を通じて逐次変換される線画情報を前記線画表示装置に対して出
   力する線画情報出力手段と、
   を備えるロボットのシミュレーション装置。
6. ロボットの移動経路を含む駆動部の動作を指示する制御プログラムをロボットに付与す
   る制御プログラム付与手段と、
   ロボットの内蔵メモリとして、ロボットの構造及び属性に関する情報が初期のロボット
   データとして格納されたロボットデータメモリと、
   前記付与される前記制御プログラムの実行に伴い、前記ロボットデータメモリに格納さ
   れているロボットデータを基準として、ロボット内でその指令内容に対応するロボットの
   動作をシミュレーションしつつ該シミュレーションしたロボットの動作を線画情報に逐次
   変換する線画情報生成手段と、
   前記線画情報を表示する線画表示装置と、
   前記線画情報生成手段を通じて逐次変換される線画情報を前記線画表示装置に対して出
   力する線画情報出力手段と、
   を備えるロボットのシミュレーション装置。
7. 前記ロボットデータメモリに格納されるロボットデータには当該ロボットが扱うワーク
   の情報が含まれ、前記線画情報生成手段は、前記線画情報として前記ロボット及びワーク
   の外観情報と前記ロボット及びワークの移動経路のみの情報とを生成するものであり、前
   記線画情報出力手段は、前記線画表示装置に対し、これらロボット及びワークの外観情報
   とロボット及びワークの移動経路のみの情報とを選択可能に出力するものである
   請求項５または６に記載のロボットのシミュレーション装置。
8. 前記線画情報生成手段は、前記線画情報を前記ロボット及びワークの外観を含めた立体
   （３Ｄ）情報として生成するものである
   請求項７に記載のロボットのシミュレーション装置。

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