JPH1158276A - ロボットのオフラインシミュレーションシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御アルゴリズムをユーザインターフェイス
上に構築する必要のないロボットのためのオフラインシ
ミュレーションシステム。 【解決手段】 ユーザインターフェイスとなるワークス
テーション１０とロボット制御装置２０が電話回線等の
通信回線３０で接続される。シミュレーション対象とさ
れる動作プログラムの教示データは、順次「インタプリ
タ」で動作命令データに変換され、インターフェイス１
３、１４及び通信回線３０を用いてロボット制御装置２
０へ送信される。ロボット制御装置２０は、元来より有
している制御アルゴリズムを用いて経路計画を行い、補
間点を順次割り出し、ワークステーション１０へ転送す
る。ワークステーション１０は、それら補間点データと
ロボット、ワークの形状データに基づき、３Ｄグラフィ
ック表示機能を用いてディスプレイ４０上に動作経路を
点列等で表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボット
（以下、単に「ロボット」と言う。）のためのオフライ
ンミュレーションシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ロボットにオフラインで動作を教示する
一つの方式として、ロボットの実機を制御する制御装置
（以下、「ロボット制御装置」と言う。）とは別にコン
ピュータ（オフラインプログラミング装置）を用意し、
このコンピュータ上でロボットを仮想的に構築し、この
仮想構築されたロボットをキー操作で動作させながら、
動作プログラムを作成していくという方式がある。そし
て、この方式を拡張したものとして、作成された動作プ
ログラムの再生運転（動作シミュレーション）をコンピ
ュータ上で行なわせるようにしたオフラインシミュレー
ションシステムが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記システムは、動作
プログラムの作成に加えて、その動作プログラムによる
動作の確認、更に、それに基づく動作プログラムの修正
等をオフラインで行える点で非常に有用なものである
が、実際にこれを採用するにあたっては大きな問題に直
面する。

【０００４】即ち、上記従来のシステムを用いて動作シ
ミュレーションを行なう場合には、実際にロボット（実
機）を制御する際に用いられるのと同等の制御アルゴリ
ズムをユーザインターフェイスとして使用されるコンピ
ュータ上に構築する必要がある。これらアルゴリズム及
び関連データには、例えば、ロボット制御装置と同等の
態様で加減速制御の内容を定め、補間処理、逆変換処理
等を実行するためのものが含まれる。要するに、ユーザ
インターフェイスとして使用されるコンピュータ上に、
実際にロボットの制御に用いられるロボット制御装置と
ほぼ同等の制御アルゴリズムを構築しなければならな
い。

【０００５】ユーザインターフェイス側で用意する制御
アルゴリズムを簡単なものですませればこの負担は軽減
されるが、当然、シミュレーションの精度も低下する。
従って、従来方式で精度の良い動作シミュレーションを
行うためには、ユーザインターフェイス上に制御アルゴ
リズムを構築するために多大な工数を必要とし、短期間
で安価に正確なオフラインシステムを提供することが困
難だった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、大きな作業負担
を要する制御アルゴリズム並びに関連データをユーザイ
ンターフェイス側で用意する負担を無くし、動作プログ
ラムに基づくロボットの動作シミュレーションを簡便に
実行することが出来るオフラインシミュレーションシス
テムを提供することにある。

【０００７】また、別の観点から言えば、本発明は、ユ
ーザインターフェイス側で制御アルゴリズムを用意する
代わりに、通信回線を介してロボット制御装置に元来装
備されている制御アルゴリズムを借用するという基本的
な特徴を活かして、遠隔地においても電話回線を利用し
て端末からオフラインシステムを利用可能とし、オフラ
インシステムを個別に購入する必要を無くすことをも企
図している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、コンピュータ
にロボットの実機の制御に用いることが出来るロボット
制御装置を接続し、コンピュータ上の仮想的なロボット
の動作をその接続されたロボット制御装置上で計算し、
その計算結果をコンピュータに送り、その送られた結果
に基づいて動作内容を表示装置等に出力することで、上
記目的を解決したものである。

【０００９】即ち、本発明は、上記従来手法でコンピュ
ータへの入力が必要とされるアルゴリズムや関連データ
の内、ロボットの動作を計算する部分（軌道計画、移動
指令作成等）は、ロボット制御装置に当然用意されてい
るものあることに着目し、その部分についてロボット制
御装置の機能を一部借用することでコンピュータ上にロ
ボット制御装置と同等の制御アルゴリズムを構築するに
要した膨大な負担を不要にしたものである。

【００１０】本発明に従えば、ユーザインターフェイス
を構成するコンピュータと、該コンピュータをロボット
の制御アルゴリズムを装備したロボット制御装置に接続
するための接続手段と、シミュレーション対象とされた
動作プログラムについてシミュレーション実行指令を受
けた時に前記動作プログラムに基づいて前記ロボットの
動作をロボット制御装置に計算させる手段と、前記計算
結果を前記コンピュータに前記接続手段を介して送る手
段と、前記ロボット制御装置から前記コンピュータに送
られた計算結果に基づいて動作シミュレーションの結果
を表示するシミュレーション結果表示手段を備えた、ロ
ボットのオフラインシミュレーションシステムが提供さ
れる。

【００１１】ロボット制御装置とコンピュータとの間の
前記接続手段は、電話回線を含むものとすることが出来
る。オフラインシステムの諸構成要素の内、少なくとも
前記シミュレーション実行指令の入力が可能な操作手段
と、前記シミュレーション結果表示手段とは、前記ユー
ザインターフェイスを構成するコンピュータに付属して
いることが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に従ったオフライ
ンシミュレーションシステムの全体構成を要部ブロック
で表わしたものである。同図に示したように、システム
全体はオフラインプログラミング装置として用いられる
ワークステーション１０、ロボット制御装置２０、両者
を結ぶ通信回線３０、ワークステーション１０に付属す
るディスプレイ４０及びキーボード５０で構成されてい
る。

【００１３】ワークステーション１０はユーザインター
フェイスを構成するもので、ハードウェア構成は通常の
ものと特に変わるところは無い。符号１１で指示された
ＣＰＵに対し、バス１６を介してメモリ１２、ロボット
制御装置２０とのインターフェイス（通信インターフェ
イス）１３、ディスプレイ３０とのインターフェイス１
４、キーボード５０用の入出力装置１５等が接続されて
いる。

【００１４】メモリ１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性
メモリ等で構成される。ソフトウェアを含めた構成の観
点から言えば、メモリ１２と関連回路で構成されるブロ
ックは、「ロボット、ワークの形状データ」、「３Ｄグ
ラフィック表示」、「インタプリタ」、「教示データ」
等の機能ブロックからなる。

【００１５】なお、図２を参照して後述するシミュレー
ション実行時の処理（ワークステーション１０とロボッ
ト制御装置２０の間の論理的インターフェイス）に必要
なプログラム及び関連パラメータもメモリ１２に格納さ
れるが、以下の説明ではそれらを含めて「ロボット制御
装置とのインターフェイス」と呼ぶことにする。また、
ＣＰＵ１１が行なう各種処理に必要なデータの一時記憶
には、ＲＡＭで構成されるメモリ領域が利用される。

【００１６】ワークステーション１０に与えられる３Ｄ
グラフィック表示機能は、ロボットとワーク、周辺機
器、ツール等を、ディスプレイ４０の画面上に表示する
もので、画面上の形状表示には上記の「ロボット、ワー
クの形状データ」が利用される。

【００１７】ロボットのように関節等の機構のある装置
は、各リンク毎の形状がデータとして記録されており、
また、リンク間の位置関係等については変更（書換え）
可能な態様で記録されている。例えば、回転関節では、
回転軸の位置とその可動範囲がシミュレーション対象の
ロボットに即して記録されている。

【００１８】「教示データ」は、ロボットの動作を記述
するデータで構成される。教示点の位置のデータに限ら
ず、教示点の順序、点間の移動速度、補間形式等もこれ
に含まれている。また、ロボットの動作命令だけでな
く、Ｉ／Ｏ命令やレジスタの命令、あるいは、ロボット
プログラム自身を制御する、if〜then、call等の制御命
令をも含み得る。

【００１９】「インタプリタ」は、教示データを解釈
し、教示データを実際のロボットが実行したときの、時
々刻々のロボットの挙動（動作に限らず、Ｉ／Ｏ等を含
め）を求めるためのソフトウェアである。動作命令につ
いては、教示データの中の動作命令を解釈し、目的の位
置、速度、補間タイプ等を（「ロボット制御装置とのイ
ンターフェイス」を経由して）ロボット制御装置に渡
し、時々刻々のロボットの各関節（「関節」という語
は、回転関節に限らず、直動関節等の可動部分全体を含
む）の変位量、すなわち補間データを問い合わせる。

【００２０】「ロボット制御装置とのインターフェイ
ス」は、インタプリンタが解釈した動作命令に含まれ
る、目的の位置、速度、補間タイプ等を所定のプロトコ
ルにて、実際のロボット制御装置に送る。更に、送った
動作命令をロボット制御装置が実行した結果として、時
々刻々（一定の時間間隔でも、一定でなくてもよい）の
補間データを受け取る。受けとった時々刻々の補間デー
タは、インタプリンタに返される。

【００２１】ディスプレイとのインターフェイス１４及
びキーボード用Ｉ／Ｏ１５は、それぞれ、３Ｄグラフィ
ック表示機能による表示画面を提供するディスプレイ４
０（ＣＲＴ、ＬＣＤ等）並びにワークステーション１０
の操作部を構成するキーボード５０のための入出力装置
である。ディスプレイ４０については、後に図３を参照
して詳しく述べる。

【００２２】一方、ロボット制御装置２０は、ロボット
の実機を制御するために通常使用されているものと基本
的に同じものである。符号２１はマイクロプロセッサで
構成されるＣＰＵで、バス２４を介してメモリ２２、ワ
ークステーション制御装置２０とのインターフェイス
（通信インターフェイス）２３の他、ここでは表記を省
略したが、ディジタルサーボ回路に接続される軸制御
部、教示操作盤とのインターフェイス等が接続されてい
る。なお、本発明では不要であるが、ロボットの実機を
制御する場合にはディジタルサーボ回路の出力側にロボ
ットの実機が接続される。

【００２３】メモリ２２も、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性
メモリ等で構成されるもので、通常のロボット制御装置
と同じく、シミュレーション対象としている機種のロボ
ットの実機を制御するために必要な制御アルゴリズム
が、その他のプログラム及び関連データとともに格納さ
れている。なお、実際にロボットの実機を動作させる場
合には、通常の再生運転の場合と同じく、動作プログラ
ムがメモリ２２内に用意される（ワークステーション１
０で作成したものを転送することも有り得る）。また、
ＣＰＵ２１が行なう各種処理に必要なデータの一時記憶
には、ＲＡＭで構成されるメモリ領域が利用されること
も通常のロボット制御装置と同様である。

【００２４】ワークステーションとのインターフェイス
２３は、ワークステーション（場合によっては他のユー
ザインターフェイス機器、例えばパーソナルコンピュー
タ、ＣＡＤ等）のロボット制御装置とのインターフェイ
ス１４と接続し、そこから動作命令毎の目的位置、速
度、補間タイプ等のデータを受け取る。受け取ったデー
タは、ロボット制御装置２０内の「制御アルゴリズム
（動作計画プログラムの関連部分）」に渡される。

【００２５】「制御アルゴリズム」、特に動作計画プロ
グラムの関連部分は、時々刻々の補間データを計算して
求め、これをワークステーションとのインターフェイス
２３に返す。そして、ワークステーションとのインター
フェイス２３は、この補間データをワークステーション
１０のロボット制御装置とのインターフェイス１３に送
る。なお、ワークステーションとのインターフェイス２
３は、必要に応じて、動作計画プログラム関連部分から
送られる時々刻々の補間データを一旦内部にバッファし
て送ることもある（メモリ２２内のＲＡＭ領域を利
用）。また、間引き（データ圧縮）した上で送ることも
あり得る。

【００２６】通信回線３０は、ワークステーション１０
側のロボット制御装置とのインターフェイス１３とロボ
ット制御装置２０側のワークステーションとのインター
フェイス２３の間の物理的な接続手段を提供するもの
で、例えばＲＳ２３２Ｃ等のシリアル回線であってもよ
いし、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ等のネットワーク回線であって
もよい。

【００２７】各回線として、商用の電話回線（通信衛星
を利用した通信回線を含む）を利用することが出来るか
ら、ワークステーション１０（一般にはユーザインター
フェイス）とアルゴリズムを提供するロボット制御装置
２０との間は物理的に遠隔していても構わない。

【００２８】更に、ワークステーション１０の各要素の
内、ユーザインターフェイス部とグラフィック部をイン
タプリタ部と教示データから分離し、これらの間を電話
回線等で接続することによって、ユーザインターフェイ
ス部とグラフィック部のみを遠隔地に置く構成も考えら
れる。

【００２９】次に、図２は本システムを用いて動作シミ
ュレーションを実行する際に作動する、ワークステーシ
ョン１０とロボット制御装置２０の間（より特定的に言
えば、両インターフェイス１３、１４間）の論理的なイ
ンターフェイスを、フローチャートで示したものであ
る。本実施形態のシステムのシミュレーション動作は、
オペレータがキーボード５０を操作して、指定した動作
プログラムについてシミュレーションの開始指令を入力
することで開始される。

【００３０】先ず、ワークステーション１０側で動作シ
ミュレーションの対象とした動作プログラムについて教
示データの読み出しがすべて完了しているか否かをチェ
ックする（ステップＳ１）。全教示データの読み出し完
了時を除き、ステップＳ２へ進み、１ブロック分の動作
命令を読み出す。次いで、これを解釈（デコード）し
（ステップＳ３）、動作命令の形でロボット制御装置２
０側へ送信する（破線矢印Ｃ１）。

【００３１】ここでワークステーション１０からロボッ
ト制御装置２に０送信される動作命令には、ロボットの
移動目標位置（教示点位置）、指令速度、補間タイプ
（直線／円弧／各軸の別）、位置決め割合等を規定する
情報が含まれている。続くステップＳ５では次なる動作
命令の要求をロボット制御装置２０から受信していない
ことを確認し、更にステップＳ６へ進んで補間データを
ロボット制御装置２０側から受信する（破線矢印Ｃ
３）。

【００３２】後述するように、この補間データはロボッ
ト制御装置１０側で制御アルゴリズムに含まれる動作計
画プログラムに従った処理によって求められたものであ
る。また、ステップＳ５で次なる動作命令の要求がロボ
ット制御装置２０から送信されて来るのは、その教示区
間の経路計算処理（後述ステップＴ２〜ステップＴ４参
照）が完了した直後である。

【００３３】ステップＳ６で受信した補間データは、イ
ンタプリタに渡され、メモリ１２の関連部分に一旦格納
される（ステップＳ７）。この処理が完了したらステッ
プＳ５に戻り、再度動作命令の要求の受信の有無を確認
する。以下、ステップＳ５でイエス（動作命令要求の受
信有り）の出力を得るまで、ステップＳ５〜ステップＳ
７の処理サイクルが繰り返される。

【００３４】やがて、ロボット制御装置２０側でその教
示区間の経路計算処理（後述ステップＴ２〜ステップＴ
４参照）が完了し、その直後にステップＳ５でイエス
（動作命令要求の受信有り）の出力を得る。しからばス
テップＳ５からステップＳ１へ戻り、教示データの読み
出しがすべて完了しているか否かを再チェックする。以
下、このステップＳ１でイエスの出力が得られるまで、
上述のステップＳ２以下の処理を繰り返す。

【００３５】一方、ロボット制御装置２０側のステップ
Ｔ１では、上述のステップＳ４（破線矢印Ｃ１）でワー
クステーション１０から送信された動作命令のデータを
受信する。上記した通り、この動作命令のデータには、
ロボットの移動目標位置（教示点位置）、指令速度、補
間タイプ（直線／円弧／各軸の別）、位置決め割合等を
規定する情報が含まれている。

【００３６】ステップＴ２では、その動作命令の対象と
している区間分の動作命令が完了しているか否かをチェ
ックし、完了していない場合はステップＴ３へ進み、完
了していている場合はステップＴ５へ進む。ステップＴ
３で、ＣＰＵ２１は通常の実機の再生運転時と同様の態
様で制御アルゴリズム（特に、動作計画プログラム）を
発動し、ステップＴ１で受信したデータに即して加減速
制御の加減速時定数等を定め、１ＩＴＰ分（１計算周期
分）の補間処理を行なう。

【００３７】続くステップＴ４で、ステップＴ３で得ら
れた補間データをワークステーション１０に送信し（破
線矢印Ｃ３参照）、ステップＴ２へ戻り、次の１ＩＴＰ
分（１計算周期分）の補間処理を行なう。以下、同様に
ステップＴ２〜ステップＴ４の処理サイクルと補間デー
タの送信を繰り返し、やがてその動作命令の対象として
いる区間分の動作命令が完了すると、ステップＴ２の判
断出力がイエスとなり、ステップＴ５へ進み、次の動作
命令の要求をワークステーション１０に送信し（破線矢
印Ｃ２参照）、ステップＴ１へ戻り、次の動作命令の受
信を待つ。

【００３８】なお、フローチャートへの表記は省略した
が、ワークステーション１０側のステップＳ１でイエス
の判断出力が出されて処理終了となった場合には、ロボ
ット制御装置２０に処理終了命令が送信されて、ロボッ
ト制御装置２０側の処理も終了する。

【００３９】１つの動作プログラムについて以上の論理
的インターフェイスに基づく処理が完了した時点で、ワ
ークステーション１０のメモリ１２には動作シミュレー
ションの結果を表わすデータが蓄積されている。そこ
で、これを３Ｄグラフィック機能を利用してディスプレ
イ４０上に表示させれば、ユーザはその動作プログラム
についての動作シミュレーションの結果を確認・評価す
ることが出来る。

【００４０】なお、一旦蓄積したデータに従ってシミュ
レーションの結果を表示する代わりに、ステップＳ７で
インタプリタが補間データを受け取る毎に経路を描画、
あるいは、ロボットの姿勢を変えて描画することが出来
る。

【００４１】図３には、ディスプレイ４０の外観を動作
シミュレーション結果を表示するグラフィック画像とと
もに例示したものである。ディスプレイ４０は、画面４
１と操作ボタン４２〜４５を備えている。画面４１は、
例えば液晶表示パネルからなるもので、カラー表示が行
えることが好ましい。

【００４２】画面４１には、ロボット、ワーク、作業室
内のレイアウトなどの作業環境が、ロボットの動作経路
を表示するための背景として、グラフィック表示され
る。ここでは、背景画像として、ロボット像Ｒとワーク
像Ｗがワイヤフレーム描示方式で表示されている。ロボ
ット像Ｒには、ベース、ロボットアームのグラフィック
画像Ｒ1 ，Ｒ2 及びロボットの基準位置を代表するツー
ル先端点のグラフィック画像Ｐ0 が含まれる。基準位置
としては、初期位置、ベース座標系原点位置などが適宜
設定される。また、本例のワーク像Ｗには、ワークの突
起部の存在を表わすグラフィック画像Ｗ’が含まれてい
る。

【００４３】以下、上述した動作シミュレーションで得
られた補間点データを用いて、ツール先端点（基準位置
Ｐ0 ）の動作経路を表示する方法について簡単に説明す
る。なお、このような経路のグラフィック表示に利用さ
れる技術自体は種々の形態のものが周知となっている。

【００４４】ツール先端点の表示は、赤色点像、点滅点
像、進行方向を表わす小矢印付の点像など、識別容易な
もので行なうことが好ましい。ここでは、ツール先端点
の動作経路、移動速度、加減速等がディスプレイの観察
者に実感されるように、ツール先端点の位置を時系列的
に点列表示（Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 ・・）する。これら点像
Ｐ1 ，Ｐ2 ・・は、所定数の補間点のデータ毎に順次表
示される（後述の表示処理参照）。点列の時系列的な表
示は、繰り返し行なうことが出来る。また、教示点の位
置は、他の点と識別可能に表示する。図示した例では、
×印で表示されている。Ｐ0 はロボットの初期位置（実
機の待機位置）を示すものとして表示する。これによ
り、図３に示されているように、Ｐ0 は動作経路の始点
位置として表示されることになる。

【００４５】操作ボタン４２〜４４は、グラフィック表
示の視線方向、縮尺及び視点の位置を調整するボタンで
ある。視線方向と視点の位置は、ボタン４２，４４の押
下部位（４個所）に応じて上下左右方向への調整が可能
となっている。また、縮尺はボタン４３の押下部位（２
個所）に応じて表示倍率を増大あるいは低下する方向へ
の調整が可能となっている。

【００４６】操作ボタン４５は、動作経路の表示の開始
／終了のための指令をワークステーション１０へ送るた
めのボタンである。オペレータは、動作経路の表示開始
を希望する時に操作ボタン４５を押下すると、点列Ｐ0
，Ｐ1 ，Ｐ2 ・・・の繰り返し表示が開始される。再
度操作ボタン４５を押下すると、表示は中止される。

【００４７】図４は、本実施形態のシステムの３Ｄグラ
フィック表示機能を用いた動作シミュレーション結果の
表示のための処理の概要を記したフローチャートであ
る。オペレータが、キーボードを操作してワークステー
ション１０を動作経路確認モードにする。すると、ＣＰ
Ｕ１１が３Ｄグラフィック表示のプログラムを起動さ
せ、画面４１に背景画像がグラフィック表示される。こ
の段階で表示されるロボット位置は基準位置（点像Ｐ0
）のみである。

【００４８】次いで、背景表示処理に続いて、図４のフ
ローチャートに示したような動作経路表示処理が開始さ
れる。なお、フローチャート中、記号Ｆはロボットの動
作経路表示中（Ｆ＝１）／非表示中（Ｆ＝０）に対応し
たフラグで、フローチャート中に記したように、ディス
プレイ４０の操作ボタン４５を１回押下する毎に反転す
る。

【００４９】背景画像がグラフィック表示されると、Ｃ
ＰＵ１１はディスプレイ４０からの指令入力を待つ態勢
に入る（ステップＤ１）。操作ボタン４２〜４４のいず
れかが押下された場合であれば、ステップＤ２からステ
ップＤ３へ進み、押下された操作ボタンに応じた表示条
件調整処理（グラフィック表示の視線方向、縮尺、視点
位置の調整など）を実行する。

【００５０】動作経路表示の開始を希望する場合、オペ
レータは操作ボタン４５を押下する。すると、ステップ
Ｄ２からステップＤ４へ進み、Ｆ＝０（動作経路非表示
中）を確認した上で、フラグをＦ＝１に反転させる（ス
テップＤ５）。

【００５１】そして、ロボット制御装置１０から転送さ
れて蓄積された補間データの内、シミュレーション対象
としている動作プログラムの１ブロック分を読み込む
（ステップＤ６）。

【００５２】読み込まれた補間点データは、予め設定さ
れた表示のためのサンプリング間隔（補間点の個数で指
定）でサンプリングする（ステップＤ７）。なお、サン
プリング間隔の設定は可変とし、全補間点の表示も可能
（全数サンプリング）とすることが好ましい。

【００５３】次いで、ステップＤ７でサンプリングされ
た補間点について、画面４１上の表示位置を計算する。
表示位置は、補間点の示す空間位置と表示条件（視線方
向、縮尺、視点の位置等）から求められる。

【００５４】続くステップＤ９で未表示処理の動作経路
（補間点データ）が残存しているかチェックする。残存
していればステップＤ６へ戻る。そして、ステップＤ６
〜ステップＤ９は、ステップ９でイエスの判断出力が得
られるまで繰り返される。

【００５５】ステップＤ９でイエスと判断されたなら
ば、ステップＤ１０へ進み、サンプリングされた補間点
データについて、全動作経路に沿って点列Ｐ1 ，Ｐ2 ・
・・を表示する（初期位置を表わすＰ0 は表示済み）。
点列Ｐ1 ，Ｐ2 ・・・の表示は、時系列的に行なわれる
ことが好ましい。その場合には、Ｐ1 ，Ｐ2 ・・・の表
示位置を順次計算し、それに応じた位置に点像を追加表
示する処理を所定周期で繰り返し実行すれば良い。

【００５６】また、教示点については、補間点とは別の
表示（例えば、表示の色、サイズ、形状を変える。）を
行なうことが好ましい。図４に示した例では、×印で表
示されている。

【００５７】１回分の点列の表示を行なう処理が完了し
たらステップＤ１１へ進み、新たな指令入力の有無をチ
ェックする。操作ボタン４２〜４５のいずれも押下され
ていなければ、指令入力無しと判断され、ステップＤ１
０へ戻り、再度同じ点列表示を行なう処理が実行され
る。即ち、オペレータが操作ボタン４２〜４５を新たに
押下しない限り、同じ点列表示が短周期で繰り返され
る。これによって、オペレータは動作経路の全体の確認
を余裕をもって行なうことが出来る。

【００５８】操作ボタン４２〜４５のいずれかが押下さ
ると、指令入力有りと判断され、ステップＤ２へ戻り、
表示条件調整指令（操作ボタン４２〜４４の押下）であ
るかを先ず判断する。もし、そうであれば、ステップＤ
３へ進み、グラフィック表示の視線方向、縮尺、視点位
置の調整などを実行した上で、ステップＤ１へ戻る。も
し、オペレータが操作ボタン４２〜４４の押下を繰り返
すと、ステップＤ１→ステップＤ２→ステップＤ３→ス
テップＤ１のサイクルが繰り返される。なおこの間、表
示条件が変更される毎に、点列Ｐ1 ，Ｐ2 ・・・の表示
位置の修正計算が行なわれ、表示位置が修正されるよう
にする。

【００５９】動作経路の確認を終え、オペレータが操作
ボタン４５を押下すると、ステップＤ２でノーが出力さ
れ、フラグＦの値がチェックされる。ここではＦ＝１で
あるから、ステップＤ１２へ進み、表示を終了する処理
（フラグＦの反転を含む。）を実行し、処理を終了す
る。

【００６０】最後に、図３を更に参照して、ディスプレ
イの画面４１上で教示の誤りが発見される一つのケース
を示し、併せて教示内容修正後に画面４１上に表示され
る画像について説明しておく。なお、表示される点列に
対するＰi ，Ｑi の表記は一部のみについて行なった。
また、Ｐ0 ，Ｐ1 ・・・，Ｑ0 ，Ｑ1 ・・・等のキャラ
クタ自身（点ではなく文字）の画面表示は通常は行われ
ない。

【００６１】図４において、Ｐ0 ，Ｐ1 ，Ｐ2 ・・・・
Ｐ6 ・・・Ｐ11，Ｑ12・・・Ｑ15・・・Ｑ20・・・Ｐ23
・・・Ｐ30は、ある動作プログラムについてシミュレー
ションを行い、その結果に基づいて画面４１上に表示さ
れた点列を表わしているものとする。このような点列の
表示から、オペレータは次の事を読み取ることが可能で
ある。

【００６２】１．Ｐ0 〜Ｐ6 ；点列の軌跡の形から、初
期位置Ｐ0 からアプローチ点Ｐ6 まで、各軸動作で移動
することが理解される。また、隣合う点の間隔から、Ｐ
0 スタート後の加速、とＰ6 到着前の減速が読み取れ
る。この区間については、特に問題は無いと判断され
る。

【００６３】２．Ｐ6 〜Ｐ11；点列の軌跡の形から、ア
プローチ点に相当する教示点Ｐ6 から作業開始点に相当
する教示点Ｐ11まで、直線動作で移動することが理解さ
れる。また、隣合う点の間隔が非常に小さいことから、
指令速度が低いことが判る。この区間についても、特に
問題は無いと判断される。

【００６４】３．Ｐ11〜Ｑ20；点列の軌跡の形から、作
業開始点に相当する教示点Ｐ11からコーナ点に相当する
教示点Ｑ20まで、直線動作で移動することが理解され
る。また、隣合う点の間隔から、Ｐ11スタート後の加
速、とＱ20到着前の減速が読み取れる。この区間につい
ては、明らかに問題がある。即ち、教示点Ｑ20は、ワー
クの突起部の存在を表わす画像Ｗ’と干渉する位置にあ
り、この背景画像が正しいとすると教示内容に誤りがあ
ることになる。

【００６５】４．Ｑ20〜Ｐ23；Ｐ11〜Ｑ20と同様に、教
示点Ｑ20がワークの突起部の存在を表わす画像Ｗ’と干
渉する位置にあり、明らかに問題がある。但し、作業終
了点に相当する教示点Ｐ23の位置については、干渉を生
じる位置に無く、作業内容に反しない限り、特に問題は
無いと判断される。

【００６６】５．Ｐ23〜Ｐ30；点列の軌跡の形から、作
業終了点に相当する教示点Ｐ23からエスケープ点に相当
する教示点Ｐ30まで、各軸動作で移動することが理解さ
れる。また、隣合う点の間隔から、Ｐ23スタート後の加
速とＰ30到着前の減速が読み取れる。この区間について
は、特に問題は無いと判断される。

【００６７】このような観察結果から、オペレータは教
示点Ｑ20の位置の誤りについて重点的に再検討すること
になるであろう。そして、オペレータは検討結果に基づ
いて、ワークステーション１０上で動作プログラムを修
正する。ここでは、教示点Ｑ20の位置データに誤りがあ
り、これを修正した動作プログラムを再登録したものと
する。

【００６８】再度前述の動作シミュレーションを実行
し、その結果得られた補間点データに基づき図４のフロ
ーチャートで説明した処理を再実行する。これにより、
修正後の動作プログラムに即した動作経路がディスプレ
イ画面４１上に表示される。

【００６９】図３において、Ｐ0 ，Ｐ1 ，Ｐ2 ・・・・
Ｐ6 ・・・Ｐ11，Ｐ12・・・Ｐ15・・・Ｐ18・・Ｐ23・
・・Ｐ30は、このようにして新たに表示された点列の一
例を表わしている。

【００７０】この新たな点列の表示から、オペレータ
は、旧表示の点Ｑ20に代えて、コーナ点に相当する教示
点として、Ｐ18が新たに表示されていることを確認出来
る。また、修正前に表示されていた点列Ｐ11〜Ｑ20並び
にＱ20〜Ｐ23に代えて、点列Ｐ11〜Ｐ20並びにＰ20〜Ｐ
23が表示されていることから、これらの動作経路は、ワ
ークの突起部の存在を表わす画像Ｗ’と干渉しない位置
にあることが判る。Ｐ0〜Ｐ6 ，Ｐ6 〜Ｐ11及びＰ23〜
Ｐ30については、修正前のプログラムについて表示され
た点列と同一であることも確認される。

【００７１】なお、ツール先端点の最新の表示位置の移
動に合わせて、ロボット像Ｒを動画形式で表示する表示
形態を採用しても良い。そのためには、３Ｄグラフィッ
ク機能の中に、３次元空間上の補間点から各軸値を逆変
換によって計算し、それを用いてロボット姿勢を動画的
に表示するソフトウェアを用意すれば良い。

【００７２】以上説明したように、本実施形態のシステ
ムにおいては、シミュレーション動作の開始をはじめと
するオフラインシステムのユーザからの操作部を提供す
る部分、及び、シミュレーション結果の表示部を提供す
る部分が、ユーザインターフェイスとなるコンピュータ
に付属しているから、ロボット動作計算を担当する部分
（ロボット制御装置）他の残り部分が遠隔地にあって
も、ユーザにとって不便を感じさせることがない。

【００７３】

【発明の効果】本発明のオフラインシミュレーションシ
ステムによれば、ユーザインターフェイスとなるコンピ
ュータをロボット制御装置と接続し、ロボット制御装置
側が元来持っている制御アルゴリズムを動作シミュレー
ション時に必要となる経路等の計算処理に借用し、ユー
ザインターフェイス用のコンピュータ側でその計算結果
を受取り、これをディスプレイによる経路表示等を通し
てユーザに提供するようにしたので、従来のオフライン
シミュレーションシステムとは異なり、動作シミュレー
ションのための制御アルゴリズムをユーザインターフェ
イス側で用意する必要がなくなる。

【００７４】また、ユーザインターフェイスとなるコン
ピュータとロボット制御装置との接続手段に電話回線を
利用すれば、シミュレーションのためのロボット制御装
置を用意する必要はなくなる。更に、ユーザインターフ
ェイス部とグラフィック部をオフラインシステム本体
（インタプリタ部と教示データ）から分離して公共回線
で接続すれば、端末からオフラインシステムを利用する
ことが可能になる。そのため、高価なオフラインシステ
ムを購入する必要がなくなり利用料金だけの安価なシス
テムを提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従ったオフラインシミュレーションシ
ステムの全体構成を要部ブロックで表わしたものであ
る。

【図２】本システムを用いて動作シミュレーションを実
行する際に作動する、ワークステーションとロボット制
御装置の間の論理的なインターフェイスを、フローチャ
ートで示したものである。

【図３】実施形態のシステムで用いられるディスプレイ
の外観を動作シミュレーション結果を表示するグラフィ
ック画像とともに例示したものである。

【図４】実施形態のシステムの３Ｄグラフィック表示機
能を用いた動作シミュレーション結果の表示のための処
理の概要を記したフローチャートである。

【符号の説明】

１０ ワークステーション １１ ＣＰＵ １２ メモリ １３ ロボット制御装置とのインターフェイス １４ ディスプレイとのインターフェイス １５ キーボード用入出力装置 １６ バス ２０ ロボット制御装置 ２１ ＣＰＵ ２２ メモリ ２３ ワークステーションとのインターフェイス ２４ バス ３０ 通信回線 ４０ ディスプレイ ４１ ディスプレイの画面 ４２〜４５ ディスプレイの操作ボタン ５０ キーボード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユーザインターフェイスを構成するコン
   ピュータと、前記コンピュータをロボットの制御アルゴ
   リズムを装備したロボット制御装置に接続するための接
   続手段と、シミュレーション対象とされた動作プログラ
   ムについてシミュレーション実行指令を受けた時に前記
   動作プログラムに基づいて前記ロボットの動作をロボッ
   ト制御装置に計算させる手段と、前記計算結果を前記コ
   ンピュータに前記接続手段を介して送る手段と、前記ロ
   ボット制御装置から前記コンピュータに送られた計算結
   果に基づいて動作シミュレーションの結果を表示するシ
   ミュレーション結果表示手段を備えた、ロボットのオフ
   ラインシミュレーションシステム。
2. 【請求項２】 前記ロボット制御装置と前記コンピュー
   タとの間の前記接続手段が、電話回線を含んでいる、請
   求項１に記載されたロボットのオフラインシミュレーシ
   ョンシステム。
3. 【請求項３】 少なくとも前記シミュレーション実行指
   令の入力が可能な操作手段と、前記シミュレーション結
   果表示手段とは、前記ユーザインターフェイスを構成す
   るコンピュータに付属している、請求項１または請求項
   ２に記載された、ロボットのオフラインシミュレーショ
   ンシステム。