JP2013240849A - ロボットシステムの動作シミュレーション装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロボットシステムの移動部材102に関連付けて、移動部材102と一体に移動する移動点Pを設定する設定部10と、プログラムに従いコンピュータ上でロボットシステムを動作させたときの移動点Pの時系列の位置データを取得するデータ取得部12と、プログラムに従いコンピュータ上で動作するロボットシステムの画像を生成するとともに、データ取得部12により取得された時系列の位置データに基づき、移動点Pの移動軌跡の画像を生成する画像生成部11と、画像生成部11により生成されたロボットシステム画像20と移動軌跡画像40を表示する表示部3とを備える。
【選択図】図5
Description
以下、図1〜図8Bを参照して本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る動作シミュレーション装置が適用されるロボットシステムの概略構成を示す図である。図1に示すようにロボットシステムは、ロボット100と、ワークWを加工する工作機械200と、周辺機器300と、制御装置400と、ロボットシステムの動作をシミュレーションする動作シミュレーション装置1とを有し、ワーク加工用のロボットシステムとして構成している。
図9A,図9Bを参照して本発明の第2の実施形態について説明する。なお、以下では第1の実施形態との相違点を主に説明する。第2の実施形態が第1の実施形態と異なるのは、画像生成部11における処理である。すなわち、第1の実施形態では、画像生成部11での処理により、ロボットシステム画像20と指標画像30,31と移動軌跡画像40とを生成し、これらを表示部3に表示するようにした。これに対し、第2の実施形態では、移動点Pを定義する特定移動部材5の画像(移動部材画像)をさらに生成し、これを表示部3に表示する。
図10〜図13を参照して本発明の第3の実施形態について説明する。なお、以下では第2の実施形態との相違点を主に説明する。第2の実施形態では、所定時間毎に得られる各移動点Pに対応した複数の移動部材画像50を表示するようにしたが、第3の実施形態では、所定の条件を満たす移動部材画像50のみを表示するように構成する。すなわち、第3の実施形態では、移動点Pに対応する特定移動部材5の周囲に障害物が存在する場合を想定し、障害物と干渉する移動部材画像50のみを表示部3に表示する。障害物の形状および位置(輪郭)を表す位置データは、予め動作シミュレーション装置1の記憶部に記憶され、この記憶部は、障害物の位置データを記憶する障害物記憶部として機能する。
図14〜図15Bを参照して本発明の第4の実施形態について説明する。なお、以下では第3の実施形態との相違点を主に説明する。第3の実施形態では、特定移動部材5と障害物との干渉の有無を判定することで、どの時点の移動部材画像50を表示するのかを決定した。これに対し、第4の実施形態では、特定移動部材5の速度を演算し、その演算結果に応じてどの時点の移動部材画像50を表示するのかを決定する。
図16を参照して本発明の第5の実施形態について説明する。なお、以下では第2の実施形態との相違点を主に説明する。第5の実施形態では、工作機械200の工具202を特定移動部材5とし、ワーク画像に沿って移動部材画像50を相対移動させて移動軌跡画像40を生成する。
図17〜図19Bを参照して本発明の第6の実施形態について説明する。なお、以下では第2の実施形態との相違点を主に説明する。第6の実施形態では、溶接トーチを特定移動部材5として構成し、表示部3に、溶接ビードを表すビード画像を表示する。
2 入力部
3 表示部
5 特定移動部材
10 制御部
11 画像生成部
12 データ取得部
13 判定部
14 速度演算部
15 ビード推定部
20 ロボットシステム画像
21 ワーク画像
30,31 指標画像
40 移動軌跡画像
50 移動部材画像
60 障害物画像
70,71,72 ビード画像
100 ロボット
103 溶接トーチ
200 工作機械
300 周辺機器
400 制御装置
P 移動点
W ワーク
Claims (11)
- ロボットを有するロボットシステムの動作をコンピュータ上でシミュレーションするロボットシステムの動作シミュレーション装置であって、
前記ロボットシステムは、予め定められたプログラムに従い移動する移動部材を含み、
前記移動部材に関連付けて、該移動部材と一体に移動する移動点を設定する設定部と、
前記プログラムに従いコンピュータ上で前記ロボットシステムを動作させたときの前記移動点の時系列の位置データを取得するデータ取得部と、
前記プログラムに従いコンピュータ上で動作する前記ロボットシステムの画像を生成するとともに、前記データ取得部により取得された前記時系列の位置データに基づき、前記移動点の移動軌跡の画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成されたロボットシステム画像と移動軌跡画像を表示する表示部とを備えることを特徴とするロボットシステムの動作シミュレーション装置。 - 請求項1に記載のロボットシステムの動作シミュレーション装置において、
前記画像生成部は、前記移動点の位置、または前記移動点の位置と前記移動部材の姿勢とを表す指標の画像をさらに生成し、
前記表示部は、さらに、前記画像生成部により生成された指標画像を表示することを特徴とするロボットシステムの動作シミュレーション装置。 - 請求項2に記載のロボットシステムの動作シミュレーション装置において、
前記指標画像は、前記移動部材の姿勢を表す3次元座標系を模した画像であることを特徴とするロボットシステムの動作シミュレーション装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のロボットシステムの動作シミュレーション装置において、
前記画像生成部は、前記データ取得部により取得された移動点のうち、前記表示部に表示中の時点とは異なる時点における移動点に対応した前記移動部材の画像をさらに生成し、
前記表示部は、前記画像生成部により生成された移動部材画像をさらに表示することを特徴とするロボットシステムの動作シミュレーション装置。 - 請求項4に記載のロボットシステムの動作シミュレーション装置において、
前記移動部材の周囲に存在する障害物の位置データが記憶された障害物記憶部と、
前記障害物記憶部に記憶された位置データに基づき、前記プログラムに従いコンピュータ上で前記ロボットシステムを動作させたときの前記移動部材と前記障害物との干渉の有無を判定する判定部とをさらに有し、
前記画像生成部は、前記判定部により前記移動部材と前記障害物とが干渉すると判定されたとき、その干渉する時点における移動点に対応した前記移動部材画像を生成することを特徴とするロボットシステムの動作シミュレーション装置。 - 請求項4に記載のロボットシステムの動作シミュレーション装置において、
前記移動部材の周囲に存在する障害物の位置データが記憶された障害物記憶部と、
前記障害物記憶部に記憶された位置データに基づき、前記プログラムに従いコンピュータ上で前記ロボットシステムを動作させたときの前記移動部材と前記障害物との距離が最小となる時点を判定する判定部とをさらに有し、
前記画像生成部は、前記判定部により判定された前記時点における移動点に対応した前記移動部材画像を生成することを特徴とするロボットシステムの動作シミュレーション装置。 - 請求項4に記載のロボットシステムの動作シミュレーション装置において、
前記プログラムに従いコンピュータ上で前記ロボットシステムを動作させたときに前記移動部材が最大に変位する時点または前記移動部材が特異点に位置する時点を判定する判定部をさらに有し、
前記画像生成部は、前記判定部により判定された前記時点における移動点に対応した前記移動部材画像を生成することを特徴とするロボットシステムの動作シミュレーション装置。 - 請求項4に記載のロボットシステムの動作シミュレーション装置において、
前記プログラムに従いコンピュータ上で前記ロボットシステムを動作させたときの前記移動部材の速度を演算する速度演算部をさらに有し、
前記画像生成部は、前記速度演算部により演算された速度が所定速度以上または所定速度以下となる時点における移動点に対応した前記移動部材画像を生成することを特徴とするロボットシステムの動作シミュレーション装置。 - 請求項4に記載のロボットシステムの動作シミュレーション装置において、
前記移動部材画像は、ワークを加工する加工部材を表す画像であり、
前記ロボットシステム画像は、前記ワークを表すワーク画像を含み、
前記画像生成部は、前記ワーク画像に沿って前記移動部材画像が相対移動するように前記ワーク画像を基準にして前記移動部材画像を生成することを特徴とするロボットシステムの動作シミュレーション装置。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載のロボットシステムの動作シミュレーション装置において、
前記移動部材は、ワークを溶接する溶接トーチであり、
前記ロボットシステム画像は、前記ワークを表すワーク画像を含み、
前記プログラムに従いコンピュータ上で前記ロボットシステムを動作させて前記溶接トーチにより前記ワークを溶接したときの溶接ビードの発生位置を推定するビード推定部を有し、
前記画像生成部は、前記ビード推定部により推定された発生位置に、溶接ビードを表すビード画像をさらに生成し、
前記表示部は、前記画像生成部により生成された前記ビード画像をさらに表示することを特徴とするロボットシステムの動作シミュレーション装置。 - 請求項10に記載のロボットシステムの動作シミュレーション装置において、
前記ビード推定部は、溶接速度、前記溶接トーチの姿勢、前記溶接トーチの進行方向、前記ワークの姿勢、重力の方向、および溶接電流の少なくともいずれかを含む溶接条件に応じて、前記溶接ビードの形状を決定し、
前記画像生成部は、前記ビード推定部で決定された溶接ビードの形状に応じて前記ビード画像を生成することを特徴とするロボットシステムの動作シミュレーション装置。
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