WO2023162168A1 - 情報処理装置 - Google Patents

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WO2023162168A1
WO2023162168A1 PCT/JP2022/008000 JP2022008000W WO2023162168A1 WO 2023162168 A1 WO2023162168 A1 WO 2023162168A1 JP 2022008000 W JP2022008000 W JP 2022008000W WO 2023162168 A1 WO2023162168 A1 WO 2023162168A1
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WO
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information processing
robot
index value
value
time
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PCT/JP2022/008000
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English (en)
French (fr)
Inventor
武 藤本
Original Assignee
ファナック株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/06—Safety devices

Definitions

  • the present invention relates to an information processing device.
  • An information processing apparatus based on an operation program or operation information when the robot is actually operated according to the operation program, sets a plurality of points in time during a period in which the reference position of the robot moves from the start point to the end point.
  • an acceleration vector calculation unit that calculates a plurality of acceleration vectors respectively corresponding to
  • an index value calculation unit that calculates a plurality of index values serving as indexes for evaluating the stress amplitude acting on the reference position based on the plurality of acceleration vectors.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a robot system including an information processing device according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the information processing apparatus according to this embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a movement trajectory of the robot hand when operating according to the operation program of FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing acceleration vectors calculated by the acceleration vector calculator in FIG.
  • FIG. 5 is a supplementary diagram that supplements the explanation of the calculation processing of the index value calculation unit in FIG. 2 .
  • FIG. 6 is a supplementary diagram for supplementing the description of the calculation processing of the angle calculator in FIG.
  • FIG. 7 is a supplementary diagram for supplementing the description of the correction processing of the program correction unit in FIG.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a robot system including an information processing device according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the information processing apparatus according to this embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a movement trajectory of the robot hand when operating according to the operation
  • FIG. 8 is a diagram showing a first example of a judgment page created by the judgment page creating section in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing a second example of a judgment page created by the judgment page creating section in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing a third example of a judgment page created by the judgment page creating section in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing another example of a robot system including an information processing device according to this embodiment.
  • An information processing apparatus has a function of evaluating an operation program.
  • One of the features is that it has a function of calculating an index value for determining the possibility of fatigue fracture occurring at a specific portion of the device.
  • the user can determine the possibility of fatigue fracture occurring in a specific portion of the robot device, and can modify the operation program as necessary.
  • the determination of the possibility of fatigue failure occurring at a specific location of the robot device can also be automatically performed by comparing the index value with a threshold value.
  • the operation program can be corrected automatically based on the index value and the threshold value.
  • the information processing device 1 is configured to be connectable to a control device 10 that controls the robot device 7 .
  • the information processing device 1 provides the control device 10 with the operation program modified in the information processing device 1 .
  • the information processing device 1 also receives an operation program to be evaluated from the control device 10 .
  • the control device 10 controls the robot device 7 according to an operation program.
  • the robot device 7 has a robot arm mechanism 8 having a plurality of joints and a robot hand 9 attached to the wrist of the robot arm mechanism 8 .
  • the robot hand 9 has a base 90 and a pair of fingers 91 and 92 provided on the base 90 so as to be freely opened and closed.
  • the information processing apparatus 1 is configured by connecting hardware such as an operation unit 3, a display unit 4, a communication unit 5, and a storage unit 6 to a processor 2 (CPU, etc.).
  • the information processing device 1 is provided by a general personal computer, tablet, or the like.
  • the operation unit 3 has input devices such as a keyboard, mouse, and jog.
  • a touch panel or the like that serves as both the operation unit 3 and the display unit 4 may be used.
  • a user can input various types of information to the information processing apparatus 1 via the operation unit 3 .
  • Various types of information include input operation information of the reference position of the robot device 7 that is the target for determining the possibility of fatigue failure, and input operation information on the determination page displayed on the display unit 4 .
  • the robot hand 9 is set as the reference position of the robot device 7 .
  • the reference position of the robot device 7 is hereinafter referred to as a robot hand 9 .
  • the display unit 4 has a display device such as an LCD.
  • the display unit 4 displays the determination page created by the determination page creation unit 26.
  • FIG. the display unit 4 displays the possibility of fatigue fracture occurring in the robot hand 9 determined by the determination unit 24 .
  • the possibility of occurrence of fatigue fracture may be displayed as a percentage, or the time until fatigue fracture occurs may be displayed.
  • the storage unit 6 has storage devices such as HDD and SSD.
  • a plurality of types of data are stored in advance in the storage unit 6 .
  • the multiple types of data include the determination program 61, the operation program 62 to be determined, and the threshold value.
  • the operation program 62 describes, for example, an operation position command for the robot device 7 .
  • the threshold value is a value for evaluating the index value, is used for determination processing by the determination unit 24 described later, and is displayed in a graph corresponding to temporal changes in the maximum value of the index value.
  • the communication unit 5 controls transmission and reception of data with the control device 10 .
  • the operation program 62 modified by the information processing device 11 is provided to the control device by the processing of the communication unit 5 .
  • the information processing device 11 When the determination program 61 stored in the storage unit 6 is executed by the processor 2, the information processing device 11 includes the acceleration vector calculation unit 21, the index value calculation unit 22, the angle calculation unit 23, the determination unit 24, and the graph creation. It functions as a section 25 , a determination page creation section 26 and a program correction section 27 .
  • the acceleration vector calculation unit 21 calculates a plurality of acceleration vectors respectively corresponding to a plurality of points in time during the movement of the robot hand 9 from the starting point to the ending point.
  • a plurality of time points are set to be evenly spaced in time.
  • a plurality of time points may be set so that distance intervals are equal.
  • the index value calculator 22 calculates a plurality of index values that serve as indices for evaluating the stress amplitude acting on the robot hand 9 based on the plurality of acceleration vectors calculated by the acceleration vector calculator 21 . Specifically, the index value calculation unit 22 calculates the inner product value of two acceleration vectors out of the plurality of acceleration vectors. Details of calculation processing by the index value calculation unit 22 will be described later.
  • the angle calculation unit 23 calculates values corresponding to the angles of the plurality of acceleration vectors calculated by the acceleration vector calculation unit 21 with respect to the reference axis. Specifically, the angle calculator 23 calculates the sine value of the angle formed by the acceleration vector and the reference axis as the value corresponding to the angle. The details of the calculation processing by the angle calculator 23 will be described later.
  • the determination unit 24 determines the possibility of fatigue fracture occurring in the robot hand 9 when the robot device 7 operates according to the operation program 62. For example, the determination unit 24 determines the possibility of fatigue failure occurring in the robot hand 9 by comparing a plurality of index values calculated by the index value calculation unit 22 with a threshold value. More specifically, the determination unit 24 determines the possibility of fatigue failure occurring in the robot hand 9 by comparing the minimum value of the index values with the threshold. The determination unit 24 determines the possibility of fatigue failure occurring in the robot hand 9 based on the plurality of index values calculated by the index value calculation unit 22 and the plurality of angles calculated by the angle calculation unit 23. You may do so.
  • the graph creation unit 25 creates multiple types of graphs.
  • the multiple types of graphs include graphs showing temporal changes in index values, graphs showing temporal changes in angles, and graphs showing temporal changes in acceleration vectors.
  • a graph showing changes in index values over time is created based on a plurality of index values calculated by the index value calculator 22 . Specifically, based on a plurality of inner product values calculated by the index value calculation unit 22, a graph corresponding to the time change of the maximum value of the index value, and a graph corresponding to the time change of the index value with a specific time as the reference time. including graphs, etc.
  • a graph showing changes in angles over time is created based on a plurality of angles calculated by the angle calculator 23 .
  • a graph showing changes in the acceleration vector over time is created based on a plurality of acceleration vectors calculated by the acceleration vector calculator 21 .
  • the graph showing the time change of the acceleration vector includes a graph for each of the three orthogonal axes and a graph for the absolute value of the acceleration vector.
  • the judgment page creating unit 26 creates a judgment page according to a predetermined format.
  • the judgment page created by the judgment page creating section 26 is displayed on the display section 4 . Details of the judgment page will be described later.
  • the program modification unit 27 modifies the operation program 62 based on the determination result of the determination unit 24. The details of the correction processing of the operation program 62 by the program correction unit 27 will be described later.
  • FIG. 3 shows an example of the movement trajectory of the robot hand 9 when the robot device 7 operates according to the operation program 62.
  • FIG. 3 shows an example of the movement trajectory of the robot hand 9 when the robot device 7 operates according to the operation program 62.
  • the robot hand 9 translates on the XY plane.
  • the robot hand 9 is translated from the standby position A to the picking position B and the release position C in this order, and returned to the standby position A.
  • the acceleration vector calculator 21 calculates a plurality of time points (T0, A plurality of acceleration vectors (Vt0, Vt1, . . . , Vt18) corresponding to T1, .
  • FIG. 4 shows an example of a plurality of acceleration vectors (Vt0, Vt1, . . . , Vt18) calculated by the acceleration vector calculator 21.
  • the acceleration vector is represented by only the XY components. For example, at time T0 immediately after the robot hand 9 starts moving along the -Y direction from the standby position A toward the picking position B, the absolute value of the acceleration vector Vt0 corresponding to time T0 is large.
  • Time points T2 and T3 after a predetermined time has passed since the robot hand 9 started moving from the standby position A toward the picking position B are in the constant velocity period.
  • the absolute value is 0. Since the time T5 immediately before reaching the picking position B is the braking period of the robot hand 9, the absolute value of the acceleration vector Vt5 corresponding to the time T5 is large and the direction is in the +Y direction.
  • the index value calculation unit 22 calculates an inner product value of acceleration vectors for each combination of two points of time (T0, T1, . . . , T18) as an index value. In other words, the index value calculation unit 22 calculates the inner product value of two acceleration vectors out of the plurality of acceleration vectors (Vt0, Vt1, . . . , Vt18) by round-robin.
  • FIG. 5 is a supplementary diagram for explaining calculation processing by the index value calculation unit 22.
  • FIG. FIG. 5 shows a calculation example of the inner product value when time T0 is used as a reference among a plurality of time points (T0, T1, . . . , T18).
  • the index value calculator 22 calculates acceleration vectors (Vt0 and Vt1, Vt0 and Vt2, . and Vt18) are calculated respectively.
  • the index value calculator 22 shifts the reference time point to T1, and calculates acceleration vectors (Vt1 and Vt0, Vt1 and Vt2, . . . , Vt1 and Vt18).
  • one reference time point is extracted from a plurality of time points in the period during which the robot hand 9 moves from the starting point to the end point on the movement trajectory defined by the operation program 62, and the reference time point and other time points other than the reference time point are extracted. Calculate the inner product value of the acceleration vector between each. Similar calculations are repeated while switching the reference time point.
  • a method of extracting two time points from a plurality of time points in a permuted manner and calculating an inner product value is called a brute-force method.
  • the inner product value itself does not directly represent the amplitude of the stress acting on the robot hand 9 . It is known that the fatigue failure of a member depends on the amplitude of stress generated in the member. This stress amplitude increases when two opposing inertial forces act on the member. By obtaining the inner product value, it is possible to specify a pair of operation points (points of time) at which there is a possibility of exerting an inertial force in the opposite direction on the robot hand 9 during a series of operation periods of the robot hand 9 .
  • the inner product value of acceleration vectors (Vt0, Vt1) between time T0 and time T1 is given by
  • ⁇ is the angle formed by the two acceleration vectors.
  • the polarity of the inner product of two acceleration vectors respectively corresponding to two points in time is negative, it indicates that the two acceleration vectors form an angle larger than 90 degrees and smaller than 270 degrees.
  • Two acceleration vectors whose inner product values have negative polarities are a pair that generate two oppositely oriented inertial forces on the robot hand 9 .
  • the greater the absolute value of the inner product value the greater the inertial force acting on the robot hand 9 .
  • the inner product value of the acceleration vector is used to determine the possibility of fatigue failure. can do.
  • the inner product value and the index value are related so that the smaller the inner product value, the larger the index value.
  • the angle calculator 23 calculates the angle of the acceleration vector with respect to the reference axis.
  • the reference axis is desirably set in a direction vulnerable to fatigue fracture at the reference position of the robot device 7 .
  • the weak direction for fatigue failure corresponds to the thickness direction of the member.
  • stress amplitude acts on a thick member in the thickness direction, even if the stress amplitude is large, it is difficult to cause fatigue fracture.
  • stress amplitude acts on a thin member in the thickness direction, even a small stress amplitude can cause fatigue fracture. Therefore, by considering not only the magnitude of the stress amplitude acting on the reference position of the robot device 7 but also the direction of the stress amplitude, it is possible to determine the possibility of fatigue fracture in more detail.
  • the fingers 91 and 92 are thin and vulnerable to fatigue fracture, so the reference axis is set to the Y axis.
  • the angle calculator 23 calculates the sine value of the horizontal angle ⁇ and the sine value of the vertical angle ⁇ as the horizontal angle ⁇ and the vertical angle ⁇ of the acceleration vector (Vt0, Vt1, . . . , Vt18) with respect to the reference axis (Y-axis). do. Since the acceleration vector (Vt0, Vt1, . . .
  • Vt18 includes only XY components, the sine value of the vertical angle ⁇ is set to '0' and omitted in the description of this embodiment.
  • the angle calculator 23 calculates the sine value of the horizontal angle ⁇ between the reference axis (Y-axis) and the acceleration vector (Vt0, Vt1, . . . , Vt18).
  • the sine value calculated by the angle calculator 23 indicates "0" when the reference axis and the acceleration vector are parallel. "1" is indicated when the reference axis and the acceleration vector are orthogonal.
  • the program modification unit 27 modifies the operation program 62 based on the determination result of the determination unit 24.
  • FIG. 7 shows an example of the operating program 62 .
  • an operation program 62 includes various commands arranged in order of operation. Operation orders 3 and 6 are standby commands, and operation orders 1, 2, 4 and 6 are operation position commands.
  • a motion position command is associated with a motion position, an interpolation format, a movement format, and a motion speed.
  • the operating position “Position “A”” indicates movement to the teaching position A.
  • the interpolation format is a condition regarding the interpolation format between two teaching points.
  • the interpolation format "kakujiku” represents circular interpolation between two teaching points so that each joint of the robot device 7 is not burdened.
  • Interpolation forms also include other interpolation forms such as linear interpolation.
  • the movement type is a condition regarding how to move between two teaching points. For example, the movement type "Ichigime” indicates that the movement must pass through the teaching point.
  • the operating speed is the operating speed of the robot device 7, and is described as a ratio to a predetermined maximum speed. For example, the operation speed "100%" indicates that the robot device 7 is operated at the maximum speed.
  • the program correction unit 27 adjusts the speed at that time point.
  • the operating program 62 is modified to reduce the operating speed. For example, when it is determined that a momentary motion between position A and position B is a time at which there is a possibility of causing fatigue failure in the robot hand 9, In order to lower the operation speed of the operation order 2, the operation speed of the operation order 2 is reduced from "100%" to "90%". Items to be modified by the operating program 62 are not limited to the operating speed. For example, the setting items for acceleration/deceleration may be modified so that the acceleration/deceleration becomes gentle, or the movement form may be modified so as to change the movement trajectory from position A to position B.
  • the judgment page includes a plurality of UI elements for inputting and selecting various items and a graph display area.
  • the plurality of UI elements are a selection button for displaying a dialog box for selecting a file, a registration button for displaying the three-dimensional model of the robot apparatus 7 for registering the reference position, and a registration button for registering the reference position.
  • the determination page may display the determination result of the possibility of fatigue fracture occurring in the robot hand 9 by the determination unit 24 .
  • the determination unit 24 determines that "there is a possibility of fatigue failure" when the index value is smaller than the threshold value and there is a point in time when a large stress amplitude that causes fatigue failure is applied.
  • the judgment page displays text notifying the user that there is a possibility of fatigue failure.
  • acceleration vector calculation processing, index value calculation processing, angle calculation processing, and judgment processing are executed based on the input operation program, and various graphs are displayed.
  • the manual correction button is clicked, an operating program as shown in FIG. 7 is displayed, and the user can manually correct the operating program.
  • the automatic correction button is clicked, the program correction processing is executed by the program correction section 27, and the operation program is automatically corrected. After the operation program is corrected manually or automatically, clicking the judgment processing button again will cause acceleration vector calculation processing, index value calculation processing, angle calculation processing, and judgment processing to be performed based on the corrected operation program. is executed and various graphs are displayed.
  • the user can check whether the operation program is correct and, more specifically, whether the robot hand 9 is corrected so that there is no point in which a large stress amplitude that can cause fatigue failure is applied to the robot hand 9. can be confirmed.
  • the four checkboxes correspond to 'index value', 'angle', 'acceleration' and 'threshold' respectively.
  • the user checks the check box corresponding to the 'index value' to display the maximum value of the index values created by the graph creation unit 25 in the graph display area. It is possible to display a graph corresponding to the time change of
  • the graph corresponding to the change in the maximum index value over time is a plot of the maximum index value for each time point.
  • the maximum index value at time T0 is specified as follows. That is, inner product values of acceleration vectors (Vt0 and Vt1, Vt0 and Vt2, . . . , Vt0 and Vt18) are calculated for each combination of time T0 and other time points (T1, T2, . . . , T18). Then, a combination of acceleration vectors having a negative polarity of the inner product value with the acceleration vector Vt0 corresponding to time T0 and having the maximum absolute value is specified.
  • the polarity of the inner product of the acceleration vector Vt0 corresponding to time T0 and the acceleration vector Vt12 corresponding to time T12 is negative, and the absolute value is maximum. Therefore, the maximum value of the index value at time T0 is the inner product value of Vt0 ⁇ Vt12. In this way, the maximum value of the index values with reference to other time points (T1, T2, . . . , T18) is also calculated.
  • the horizontal axis indicates the passage of time
  • the vertical axis indicates the magnitude of the index value.
  • the vertical axis indicates that the index value increases toward the upper side, that is, the inner product value decreases.
  • the user refers to the graph corresponding to the time change of the maximum value of the index value, and confirms the magnitude of the index value, thereby causing a large stress amplitude to act on the robot hand 9, that is, it can be a factor of fatigue fracture. It is possible to determine whether or not there is an operating point (time point) having a property. Various information can be displayed on the decision page to assist the user in making a decision.
  • the threshold is superimposed on the graph corresponding to the time change of the maximum value of the index value.
  • the index value for determining the presence or absence of a pair of operating points (points of time) at which a large stress amplitude that causes fatigue failure is applied changes. . Therefore, by superimposing the threshold value on the graph corresponding to the temporal change of the maximum value of the index value, it is possible to assist the user's decision. It is desirable that a threshold be prepared for each reference position of the robot device 7 . Alternatively, it is desirable that a threshold is prepared for each combination of member type, thickness, shape, and the like.
  • the user selects the threshold A corresponding to the robot hand 9 as the threshold to be displayed in the graph corresponding to the time change of the maximum index value.
  • the user can easily identify the times T6, T11, T12, and T18 at which the index value is greater than the threshold A as the times at which a large stress amplitude that causes fatigue fracture is applied.
  • a graph corresponding to the time change of the angle is superimposed on the graph corresponding to the time change of the maximum value of the index value.
  • the vertical axis indicates the sine value of the angle formed by the reference axis and the acceleration vector
  • the horizontal axis indicates the passage of time.
  • the reference axis is set in a direction weak to fatigue fracture.
  • the sine value is '0' or a value close to '0', it indicates that the direction of the acceleration vector is parallel to the direction vulnerable to fatigue failure or slightly inclined with respect to the direction vulnerable to fatigue failure.
  • there is a direction that is susceptible to stress amplitude such as a direction in which the member is thin, and is vulnerable to fatigue failure.
  • the first time point is It may be better to judge that this is the point at which fatigue failure occurs.
  • the index value corresponding to the second point in time is large, if the direction of the acceleration vector corresponding to the second point in time is strong against fatigue fracture, the second point in time is not determined to cause fatigue fracture. may be good. In this way, it is possible to check the time change of the maximum index value and the time change of the angle on the same time axis. It is possible to identify the point in time when the orientation of the acceleration vector acts along the weak direction for fatigue failure.
  • the user can find not only time points T6, T11, T12, and T18 at which the index value is large, but also time points T0, T0, and T0 at which the index value is not large but are accelerated/decelerated along the direction of weak fatigue fracture.
  • T5 can be identified as the point in time that causes fatigue failure.
  • the graph corresponding to the time change of the index value when the time point selected by the user operation on the graph corresponding to the time change of the maximum value of the index value is used as a reference. are shown in the corresponding graphs.
  • the graph corresponding to the time change of the maximum value of the index value if the plot of the time T6 when the index value is large is selected, it corresponds to the time change of the index value when the time T6 is used as the reference.
  • a graph is displayed.
  • the user confirms that time T6 and time T12 are a time pair at which the maximum value of the index value is calculated and that a large stress amplitude that can cause fatigue failure is applied. can do.
  • Time point pairs can be specified to act on the amplitude.
  • the user can confirm the graph corresponding to the time change of the index value when the specific time point is used as a reference, so that the specific time point can be combined with other time points during the entire operation period. It is possible to confirm whether it is a factor in how much stress amplitude is applied to .
  • the specific time point If the index value obtained by combining this and other time points is a large value that is close to the threshold value as a whole, the specific time point should be judged to be a time point that can cause fatigue failure throughout. In this way, the user can examine in detail the points in time that cause fatigue failure by referring to FIG. 10 .
  • the user when the robot apparatus 7 is operated according to the operation program, the user is provided with materials for determining the possibility of fatigue fracture occurring in a specific portion of the robot apparatus. be able to. Specifically, as a basis for judgment, multiple acceleration vectors corresponding to multiple points in time during the motion period are calculated. A corresponding graph can be displayed. Thereby, the user can confirm at what point in the series of motions the motion is an influencing factor that causes fatigue failure in the robot hand 9 . If the operation program includes an operation that may cause fatigue failure, the user can modify the operation program so as to eliminate the operation.
  • the strength of the portion where fatigue fracture may occur can be improved to prevent fatigue fracture. Since the determination processing by the information processing apparatus 1 according to the present embodiment can be performed before the robot device 7 is actually operated, the determination result can be utilized for manufacturing the robot hand 9 or the like.
  • the acceleration vector is calculated based on the motion program, but the acceleration vector may be calculated using motion information when the robot device 7 is actually operated according to the motion program.
  • an acceleration sensor 100 is attached to a portion where the possibility of fatigue fracture is to be evaluated, which is a robot hand 9 in this case.
  • the control device 10 controls the robot device 7 according to an operation program and collects sensor information of the acceleration sensor 100 while the robot device 7 is operating. Sensor information during operation collected by the control device 10 is provided to the information processing device 1 .
  • the information processing device 1 can calculate a plurality of acceleration vectors respectively corresponding to a plurality of points in time during the motion period based on the sensor information during the motion period.

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Abstract

目的は、ロボットを動作プログラムに従って動作させたときに、ロボット自体またはロボットに装着されたエンドエフェクタが破損するリスクを低減する技術を提案することにある。本開示の一態様に係る情報処理装置１は、動作プログラム６２又は動作プログラム６２に従って実際にロボット装置７を動作させたときの動作情報に基づいて、ロボット装置７の基準位置が起点から終点までの移動する期間における複数の時点にそれぞれ対応する複数の加速度ベクトルを計算する加速度ベクトル計算部２１と、複数の加速度ベクトルに基づいて、基準位置に作用する応力振幅を評価する指標となる複数の指標値を計算する指標値計算部２２と、を具備する。

Description

情報処理装置
　本発明は、情報処理装置に関する。
　予め作成された動作プログラムに従って動作させることで、ロボットに対して様々な作業を行わせることができるため、組立工場や食品工場などにはロボットが多く導入されている。ロボットの導入が進んだ一つの背景として、その安全性を担保する技術の向上があげられる。例えば、指定された領域に侵入するロボットの速度及び加速度を制限するために、ワールド座標系における座標値によって設定された任意の大きさの動作制限領域にツールの先端部の位置があるか否かを判定し、ツールの先端部の位置が動作制限領域内に有る場合にロボットの速度及び加速度のうちの少なくとも一方を制限することが知られている（例えば、特許文献１）。
特開２０１８－０６２０２６号公報
　このように、ロボットが動作することによって、作業員が怪我をしてしまったり、周辺装置が破損するリスクを低減するような技術は多く提案されている。しかしながら、ロボットが動作することによって、ロボット自体またはロボットに装着されたエンドエフェクタが破損するリスクを低減するような技術は多く提案されておらず、技術開発の余地が残されている。特に、ロボットに装着されるエンドエフェクタは、それぞれが異なる耐荷重や剛性値を有するため、ロボットの加減速によって大きな慣性力を受けて、疲労が蓄積し、予期せず疲労破壊を起こす可能性がある。そのため、ロボットを動作プログラムに従って動作させたときに、ロボット自体またはロボットに装着されたエンドエフェクタが破損するリスクを低減する技術の提案が望まれている。
　本開示の一態様に係る情報処理装置は、動作プログラム又は動作プログラムに従って実際にロボットを動作させたときの動作情報に基づいて、ロボットの基準位置が起点から終点までの移動する期間における複数の時点にそれぞれ対応する複数の加速度ベクトルを計算する加速度ベクトル計算部と、複数の加速度ベクトルに基づいて、基準位置に作用する応力振幅を評価する指標となる複数の指標値を計算する指標値計算部と、を具備する。
　本態様によれば、ロボットを動作プログラムに従って動作させたときに、ロボット自体またはロボットに装着されたエンドエフェクタが破損するリスクを低減することができる。
図１は、本実施形態に係る情報処理装置を含むロボットシステムの一例を示す図である。 図２は、本実施形態に係る情報処理装置の機能ブロック図である。 図３は、図２の動作プログラムに従って動作したときのロボットハンドの移動軌道を示す図である。 図４は、図２の加速度ベクトル計算部により計算された加速度ベクトルを示す図である。 図５は、図２の指標値計算部の計算処理の説明を補足する補足図である。 図６は、図２の角度計算部の計算処理の説明を補足する補足図である。 図７は、図２のプログラム修正部の修正処理の説明を補足する補足図である。 図８は、図２の判定ページ作成部により作成された判定ページの第一例を示す図である。 図９は、図２の判定ページ作成部により作成された判定ページの第二例を示す図である。 図１０は、図２の判定ページ作成部により作成された判定ページの第三例を示す図である。 図１１は、本実施形態に係る情報処理装置を含むロボットシステムの他の例を示す図である。
　以下、図面を参照しながら本実施形態に係る情報処理装置を説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
　本実施形態に係る情報処理装置（以下、単に情報処理装置と称す）は、動作プログラムを評価する機能、具体的には、情報処理装置は、動作プログラムに従ってロボット装置を動作させたときに、ロボット装置の特定箇所に疲労破壊が生じる可能性を判断するための指標値を計算する機能を有することを１つの特徴としている。この特徴により、例えば、ユーザは指標値を確認することで、ロボット装置の特定箇所に疲労破壊が生じる可能性を判断するとともに、必要に応じて動作プログラムを修正することができる。ロボット装置の特定箇所に疲労破壊が生じる可能性の判断は、指標値を閾値に対して比較することで、自動的に行うこともできる。また、動作プログラムの修正も、指標値と閾値とに基づいて、自動的に行うこともできる。
　図１に示すように、情報処理装置１は、ロボット装置７を制御する制御装置１０に接続可能に構成される。例えば、情報処理装置１は制御装置１０に、情報処理装置１において修正された動作プログラムを提供する。また、情報処理装置１は制御装置１０から、評価対象の動作プログラムを受信する。制御装置１０は動作プログラムに従ってロボット装置７を制御する。本実施形態において、ロボット装置７は、複数の関節部を有するロボットアーム機構８と、ロボットアーム機構８の手首部に装着されたロボットハンド９とを有するものとする。ロボットハンド９は、ベース９０とベース９０に開閉自在に設けられた一対のフィンガー９１，９２とを有するものとする。
　図２に示すように、情報処理装置１は、プロセッサ２（ＣＰＵ等）に対して操作部３、表示部４、通信部５、及び記憶部６などのハードウェアが接続されて構成される。情報処理装置１は、一般的なパソコン、タブレット等により提供される。
　操作部３は、キーボード、マウス、ジョグ等の入力装置を有する。なお、操作部３と表示部４とを兼用するタッチパネル等を使用するようにしてもよい。ユーザは、操作部３を介して、各種情報を情報処理装置１に入力することができる。
　各種情報は、疲労破壊の可能性を判定する対象となるロボット装置７の基準位置の入力操作情報、表示部４に表示された判定ページ上の入力操作情報を含む。本実施形態では、ロボット装置７の基準位置は、ロボットハンド９に設定される。以下、ロボット装置７の基準位置をロボットハンド９と表記する。
　表示部４は、ＬＣＤなどの表示装置を有する。表示部４は、判定ページ作成部２６により作成された判定ページを表示する。また、表示部４は、判定部２４により判定されたロボットハンド９に疲労破壊が生じる可能性を表示する。表示態様としては、疲労破壊が生じる可能性を割合で表示するようにしてもよいし、疲労破壊が生じるまでの時間を表示するようにしてもよい。
　記憶部６は、ＨＤＤ、ＳＳＤなどの記憶装置を有する。記憶部６には複数種類のデータが予め記憶されている。複数種類のデータには、判定プログラム６１、判定対象の動作プログラム６２、及び閾値が含まれる。動作プログラム６２には、ロボット装置７に対する動作位置指令などが記述されている。閾値は、指標値を評価するための値であり、後述の判定部２４による判定処理に用いられ、また、指標値の最大値の時間変化に対応するグラフに表示されるものである。
　通信部５は、制御装置１０との間でデータの送受信を制御する。例えば、通信部５の処理により、情報処理装置１１により修正された動作プログラム６２が制御装置に提供される。
　記憶部６に記憶されている判定プログラム６１がプロセッサ２により実行されることで、情報処理装置１１は、加速度ベクトル計算部２１、指標値計算部２２、角度計算部２３、判定部２４，グラフ作成部２５、判定ページ作成部２６、及びプログラム修正部２７として機能する。
　加速度ベクトル計算部２１は、動作プログラム６２に基づいて、ロボットハンド９が起点から終点までの移動する期間における複数の時点にそれぞれ対応する複数の加速度ベクトルを計算する。複数の時点は、時間的に等間隔になるように設定されている。もちろん、複数の時点は、距離間隔が等間隔になるように設定されていてもよい。
　指標値計算部２２は、加速度ベクトル計算部２１により計算された複数の加速度ベクトルに基づいて、ロボットハンド９に作用する応力振幅を評価する指標となる複数の指標値を計算する。具体的には、指標値計算部２２は、複数の加速度ベクトルのうち２つの加速度ベクトルの内積値を計算する。指標値計算部２２による計算処理の詳細は後述する。
　角度計算部２３は、加速度ベクトル計算部２１により計算された複数の加速度ベクトルの基準軸に対する角度に対応する値を計算する。具体的には、角度計算部２３は、角度に対応する値として、加速度ベクトルと基準軸との成す角度の正弦値を計算する。角度計算部２３による計算処理の詳細は後述する。
　判定部２４は、指標値計算部２２により計算された複数の指標値に基づいて、動作プログラム６２に従ってロボット装置７が動作したときに、ロボットハンド９に疲労破壊が生じる可能性を判定する。例えば、判定部２４は、指標値計算部２２により計算された複数の指標値を閾値に対して比較することにより、ロボットハンド９に疲労破壊が生じる可能性を判定する。より具体的には、判定部２４は、閾値に対して指標値の最小値を比較することにより、ロボットハンド９に疲労破壊が生じる可能性を判定する。なお、判定部２４は、指標値計算部２２により計算された複数の指標値と角度計算部２３により計算された複数の角度とに基づいて、ロボットハンド９に疲労破壊が生じる可能性を判定するようにしてもよい。
　グラフ作成部２５は複数種類のグラフを作成する。複数種類のグラフには、指標値の時間変化を示すグラフ、角度の時間変化を示すグラフ、加速度ベクトルの時間変化を示すグラフを含む。指標値の時間変化を示すグラフは、指標値計算部２２により計算された複数の指標値に基づいて作成される。具体的には、指標値計算部２２により計算された複数の内積値に基づいて、指標値の最大値の時間変化に対応するグラフ、特定の時点を基準時点とした指標値の時間変化に対応するグラフ等を含む。角度の時間変化を示すグラフは、角度計算部２３により計算された複数の角度に基づいて作成される。加速度ベクトルの時間変化を示すグラフは、加速度ベクトル計算部２１により計算された複数の加速度ベクトルに基づいて作成される。加速度ベクトルの時間変化を示すグラフは、直交３軸の各軸に関するグラフと、加速度ベクトルの絶対値に関するグラフを含む。
　判定ページ作成部２６は、予め決められたフォーマットに従って、判定ページを作成する。判定ページ作成部２６により作成された判定ページは表示部４に表示される。判定ページの詳細は後述する。
　プログラム修正部２７は、判定部２４による判定結果に基づいて、動作プログラム６２を修正する。プログラム修正部２７による動作プログラム６２の修正処理の詳細は後述する。
　図３は、動作プログラム６２に従ってロボット装置７が動作したときの、ロボットハンド９の移動軌道の一例を示している。ここでは、説明を簡単にするために、ロボットハンド９はＸＹ平面上を並進移動するものとする。図３に示すように、動作プログラム６２に従ってロボット装置７が動作したとき、ロボットハンド９は、待機位置Ａからピッキング位置Ｂ、リリース位置Ｃの順序で並進移動され、待機位置Ａに戻される。
　加速度ベクトル計算部２１は、ロボットハンド９が起点としての待機位置Ａから、ピッキング位置Ｂ，リリース位置Ｃを経由して終点としての待機位置Ａに戻されるまでの移動期間における複数の時点（Ｔ０，Ｔ１、…、Ｔ１８）にそれぞれ対応する複数の加速度ベクトル（Ｖｔ０、Ｖｔ１、…、Ｖｔ１８）を計算する。図４は、加速度ベクトル計算部２１により計算された複数の加速度ベクトル（Ｖｔ０、Ｖｔ１、…、Ｖｔ１８）の一例を示している。ロボット装置７の基準位置であるロボットハンド９はＸＹ平面上を並進移動するため、加速度ベクトルはＸＹ成分のみで表される。例えば、待機位置Ａからピッキング位置Ｂに向かって－Ｙ方向に沿って動き出した直後の時点Ｔ０は、ロボットハンド９の加速期間中であるため、時点Ｔ０に対応する加速度ベクトルＶｔ０の絶対値は大きく、向きは－Ｙ方向である。待機位置Ａからピッキング位置Ｂに向かって動き出してから所定時間経過後の時点Ｔ２、Ｔ３は、ロボットハンド９の等速期間中であるため、時点Ｔ２、Ｔ３にそれぞれ対応する加速度ベクトルＶｔ２、Ｖｔ３の絶対値は０である。ピッキング位置Ｂに到達直前の時点Ｔ５は、ロボットハンド９のブレーキ期間であるため、時点Ｔ５に対応する加速度ベクトルＶｔ５の絶対値は大きく、向きは＋Ｙ方向である。
　指標値計算部２２は、指標値として、複数の時点（Ｔ０，Ｔ１、…、Ｔ１８）のうち２つの時点の組み合わせごとに加速度ベクトルの内積値を計算する。換言すると、指標値計算部２２は、複数の加速度ベクトル（Ｖｔ０、Ｖｔ１、…、Ｖｔ１８）のうち２つの加速度ベクトルの内積値を総当たりで計算する。
　図５は、指標値計算部２２による計算処理を説明するための補足図である。図５では、複数の時点（Ｔ０，Ｔ１、…、Ｔ１８）のうち時点Ｔ０を基準とした場合の内積値の計算例を示している。図５に示すように、指標値計算部２２は、基準時点Ｔ０と他の時点（Ｔ１，Ｔ２、…、Ｔ１８）各々との組み合わせごとに加速度ベクトル（Ｖｔ０とＶｔ１，Ｖｔ０とＶｔ２、…、Ｖｔ０とＶｔ１８）の内積値をそれぞれ計算する。同様にして、指標値計算部２２は、基準時点をＴ１に移動し、基準時点Ｔ１と、他の時点（Ｔ０，Ｔ２、…、Ｔ１８）各々との組み合わせごとに加速度ベクトル（Ｖｔ１とＶｔ０，Ｖｔ１とＶｔ２、…、Ｖｔ１とＶｔ１８）の内積値を計算する。このように、ロボットハンド９が動作プログラム６２で規定される移動軌道上の起点から終点まで移動する期間の複数の時点から１つの基準時点を取り出し、当該基準時点と、基準時点以外の他の時点各々との間の加速度ベクトルの内積値を計算する。基準時点を切り替えながら同様の計算を繰り返す。このように複数の時点から２つの時点を順列により取り出して内積値を計算する方式を総当たり方式と称する。
　内積値は、それ自体がロボットハンド９に作用する応力の振幅の大きさを直接的に表すものではない。部材の疲労破壊は部材に生じる応力振幅の大きさに依存することが分かっている。この応力振幅は、部材に対して逆向きの２つの慣性力が作用したときに大きくなる。内積値を求めることで、ロボットハンド９の一連の動作期間において、ロボットハンド９に対して逆向きの慣性力を作用させる可能性のある動作点（時点）のペアを特定することができる。周知のとおり、時点Ｔ０と時点Ｔ１との間の加速度ベクトル（Ｖｔ０,Ｖｔ１）の内積値は、２つの加速度ベクトルのなす角をθとすると、｜Ｖｔ０｜・｜Ｖｔ１｜・ｃｏｓθで与えられる。２つの時点にそれぞれ対応する２つの加速度ベクトルの内積値の極性が負であるとき、２つの加速度ベクトルは９０度よりも大きく２７０度よりも小さい角度であることを示す。内積値の極性が負である２つの加速度ベクトルはロボットハンド９に対して逆向きの２つの慣性力を生じさせるペアである。もちろん、内積値の絶対値が大きいほど、ロボットハンド９に対して作用する慣性力が大きい。つまり、内積値の極性が負で、絶対値が大きくなるほど、ロボットハンド９に作用する応力振幅が大きくなることを表す。このように、疲労破壊が応力振幅の大きさに依存し、応力振幅の大きさが内積値の極性及び絶対値に対応することから、疲労破壊の可能性の判定に加速度ベクトルの内積値を利用することができる。本実施形態において、内積値が小さいほど指標値が大きくなるように内積値と指標値とが関係付けられている。ユーザは、指標値計算部２２により計算された指標値が大きいとき、ロボットハンド９に作用する応力振幅が大きく、疲労破壊を起こしやすいと判断することができる。
　角度計算部２３は、基準軸に対する加速度ベクトルの角度を計算する。基準軸は、ロボット装置７の基準位置において、疲労破壊に弱い方向に設定されることが望ましい。例えば、疲労破壊に弱い方向は、部材の厚さ方向に対応する。厚い部材に対して厚さ方向に応力振幅が作用した場合、その応力振幅が大きくても疲労破壊を引き起こす要因となり辛い。一方、薄い部材に対して厚さ方向に応力振幅が作用した場合、その応力振幅が小さくても疲労破壊を引き起こす要因となり得る。したがって、ロボット装置７の基準位置に作用する応力振幅の大小だけではなく、応力振幅の向きも考慮することで、より詳細に疲労破壊の可能性を判断することができる。
　本実施形態では、図６に示すように、ロボット装置７の基準位置であるロボットハンド９において、フィンガー９１，９２の厚さが薄く、疲労破壊に弱いため、基準軸はＹ軸に設定される。角度計算部２３は、基準軸（Ｙ軸）に対する加速度ベクトル（Ｖｔ０、Ｖｔ１、…、Ｖｔ１８）の水平角度θと鉛直角度φとして、水平角度θの正弦値と鉛直角度φの正弦値とを計算する。加速度ベクトル（Ｖｔ０、Ｖｔ１、…、Ｖｔ１８）はＸＹ成分しか含まないため、鉛直角度φの正弦値は‘０’とし、本実施形態の説明では省略する。角度計算部２３は、基準軸（Ｙ軸）と加速度ベクトル（Ｖｔ０、Ｖｔ１、…、Ｖｔ１８）との水平角度θの正弦の値を計算する。角度計算部２３により計算される正弦値は、基準軸と加速度ベクトルとが平行である場合“０”を示す。基準軸と加速度ベクトルとが直交する場合“１”を示す。
　プログラム修正部２７は、判定部２４の判定結果に基づいて動作プログラム６２を修正する。図７は、動作プログラム６２の一例を示している。図７に示すように、例えば、動作プログラム６２には、様々な指令が動作順序に従って整列して記述されている。動作順序３，６は待機指令であり、動作順序１，２，４，６は動作位置指令である。動作位置指令には、動作位置、補間形式、移動形式、動作速度が関連付けられている。動作位置「イチ「Ａ」」は教示位置Ａに移動することを表している。補間形式は、２つの教示点の間の補間形式に関する条件である。例えば、補間形式「カクジク」は、ロボット装置７の各関節部に負担がかからないように２つの教示点の間を円弧補間することを表す。補間形式は、直線補間などの他の補間形式も含む。移動形式は、２つの教示点の間をどのように移動させるかに関する条件である。例えば、移動形式「イチギメ」は、教示点を必ず通るように移動させることを表す。動作速度は、ロボット装置７の動作速度であり、予め規定された最大速度に対する割合として記載されている。例えば、動作速度「１００％」は最大速度でロボット装置７を動作させることを表している。
　プログラム修正部２７は、判定部２４の判定結果により、動作プログラム６２にロボットハンド９に疲労破壊を引き起こす要因となる可能性のある時点が含まれていると判定されたとき、その時点における速度を低下させるために、動作速度を下げるように動作プログラム６２を修正する。例えば、位置Ａと位置Ｂとの間の時点の瞬間的な動作がロボットハンド９に疲労破壊を引き起こす要因となる可能性のある時点であると判定されたとき、位置Ａと位置Ｂとの間の動作速度を下げるために、動作順序２の動作速度を「１００％」から「９０％」に低下させる。動作プログラム６２の修正する項目は動作速度に限定されることはない。例えば、加減速がゆるやかになるように加減速の設定項目を修正するようにしてもよいし、位置Ａから位置Ｂへの移動軌道を変更するように移動形式を修正するようにしてもよい。
　図８、図９及び図１０は、判定ページ作成部２６により作成された判定ページの一例をそれぞれ示している。図８、図９及び図１０に示すように、判定ページは、各種項目を入力、選択するための複数のＵＩ要素と、グラフ表示領域とを含む。複数のＵＩ要素は、ファイル選択用のダイアログボックスを表示するための選択ボタン、基準位置を登録するためのロボット装置７の３次元モデルを表示するための登録ボタン、基準位置を登録するための登録ボタン、グラフ表示領域に表示するグラフを選択するための４つのチェックボックス、グラフに表示する閾値を選択するためのプルダウンメニュー、加速度ベクトルに関するグラフに表示する加速度ベクトルの種類を選択するためのプルダウンメニュー、判定処理を実行する契機となる判定処理ボタン、動作プログラム６２をユーザが手動で修正するための手動修正ボタン、動作プログラム６２を自動的に修正するための自動修正ボタンなどを含む。なお、判定ページには、判定部２４によるロボットハンド９に疲労破壊が生じる可能性の判定結果を表示されてもよい。例えば、判定部２４は、指標値が閾値よりも小さく、疲労破壊の要因となる大きな応力振幅を作用させる時点があるとき、「疲労破壊の可能性が有る」と判定する。判定ページには、疲労破壊の可能性が有ることをユーザに通知するテキストが表示される。
　判定処理ボタンがクリックされたのを契機に、入力された動作プログラムに基づいて加速度ベクトルの計算処理、指標値の計算処理、角度の計算処理、判定処理が実行され、各種グラフが表示される。手動修正ボタンがクリックされると、図７に示すような動作プログラムが表示され、ユーザは手動で動作プログラムを修正することができる。自動修正ボタンがクリックされると、プログラム修正部２７によるプログラムの修正処理が実行され、自動的に動作プログラムが修正される。手動又は自動で動作プログラムが修正された後、再度判定処理ボタンをクリックすることで、修正後の動作プログラムに基づいて、加速度ベクトルの計算処理、指標値の計算処理、角度の計算処理、判定処理が実行され、各種グラフが表示される。ユーザは、判定ページに表示されるグラフを参照することで、動作プログラムが正しく、具体的には疲労破壊の要因となり得る大きな応力振幅をロボットハンド９に作用させる時点がないように修正されたかを確認することができる。
　４つのチェックボックスは‘指標値’、‘角度’、‘加速度’及び‘閾値’にそれぞれ対応する。
　図８、図９及び図１０に示すように、ユーザは、‘指標値’に対応するチェックボックスにチェックを入れることで、グラフ表示領域に、グラフ作成部２５により作成された指標値の最大値の時間変化に対応するグラフを表示させることができる。
　指標値の最大値の時間変化に対応するグラフは、時点毎の指標値の最大値をプロットしたものである。図５で説明したように、例えば、時点Ｔ０の指標値の最大値は以下のように特定される。すなわち、時点Ｔ０と他の時点（Ｔ１，Ｔ２、…、Ｔ１８）との組み合わせごとに加速度ベクトル（Ｖｔ０とＶｔ１，Ｖｔ０とＶｔ２、…、Ｖｔ０とＶｔ１８）の内積値がそれぞれ計算される。そして、時点Ｔ０に対応する加速度ベクトルＶｔ０との内積値の極性が負で、絶対値が最大となる加速度ベクトルの組み合わせが特定される。ここでは、時点Ｔ０に対応する加速度ベクトルＶｔ０と時点Ｔ１２に対応する加速度ベクトルＶｔ１２との内積値の極性が負で、絶対値が最大である。したがって、時点Ｔ０の指標値の最大値はＶｔ０・Ｖｔ１２の内積値となる。このようにして、他の時点（Ｔ１，Ｔ２、…、Ｔ１８）を基準としたときの指標値の最大値も計算される。
　指標値の最大値の時間変化に対応するグラフにおいて、横軸は時間経過、縦軸は指標値の大きさを示している。縦軸は、上側にいくほど指標値が大きい、つまり内積値が小さいことを示している。
　ユーザは、指標値の最大値の時間変化に対応するグラフを参照して、指標値の大きさを確認することで、ロボットハンド９に大きな応力振幅を作用させる、つまり疲労破壊の要因となる可能性を有する動作点（時点）の有無を判断することができる。ユーザによる判断を補助するために、判定ページに様々な情報を表示させることができる。
　図８では、指標値の最大値の時間変化に対応するグラフに閾値が重ねて表示されている。ロボット装置７の基準位置として設定した箇所の部材、寸法、形状、物性値によって、疲労破壊の要因となる大きな応力振幅を作用させる動作点（時点）のペアの有無を判断する指標値が変化する。そのため、指標値の最大値の時間変化に対応するグラフに閾値を重ねて表示することで、ユーザによる判断を補助することができる。なお、ロボット装置７の基準位置ごとに閾値が用意されていることが望ましい。または、部材の種類、厚み、形状などの組み合わせごとに閾値が用意されていることが望ましい。
　ユーザは、指標値の最大値の時間変化に対応するグラフに表示する閾値として、ロボットハンド９に対応する閾値Ａを選択する。ユーザは、図８を参照することで、指標値が閾値Ａよりも大きい時点Ｔ６、Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１８を疲労破壊の要因となる大きな応力振幅を作用させる時点として容易に特定することができる。
　図９では、指標値の最大値の時間変化に対応するグラフに角度の時間変化に対応するグラフが重ねて表示されている。角度の時間変化に対応するグラフにおいて、縦軸は基準軸と加速度ベクトルとの成す角度の正弦値、横軸は時間経過を示している。基準軸は、疲労破壊に弱い方向に設定されている。つまり、正弦値が‘０’または‘０’に近い値であるとき、加速度ベクトルの向きが疲労破壊に弱い方向に平行または疲労破壊に弱い方向に対してわずかに傾いていることを示している。ロボット装置７の基準位置として設定した箇所によって、部材の薄い方向などの応力振幅の影響を受けやすく、疲労破壊に弱い方向がある。
　したがって、例えば、第１時点に対応する指標値が小さくても、第１時点に対応する加速度ベクトルの方向が疲労破壊に弱い方向に対して平行またはわずかに傾く方向であれば、第１時点を疲労破壊を引き起こす時点と判断した方がよいかもしれない。一方、第２時点に対応する指標値が大きくても、第２時点に対応する加速度ベクトルの方向が疲労破壊に対して強い方向であれば、第２時点を疲労破壊を引き起こす時点と判断しなくてもよいかもしれない。このように、指標値の最大値の時間変化と角度の時間変化を同じ時間軸で確認できることで、指標値の最大値の時間変化を示すグラフだけでは抽出できないような、指標値が小さいものの、加速度ベクトルの向きが疲労破壊に弱い方向に沿って作用する時点を特定することができる。例えば、ユーザは、図９を参照することで、指標値が大きい時点Ｔ６、Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１８だけでなく、指標値が大きくないけれども、疲労破壊に弱い方向に沿って加減速する時点Ｔ０，Ｔ５を疲労破壊の要因となる時点として特定することができる。
　図１０では、指標値の最大値の時間変化に対応するグラフ上のユーザ操作により選択された時点を基準としたときの指標値の時間変化に対応するグラフが、指標値の最大値の時間変化に対応するグラフに併記される。例えば、図１０に示すように、指標値の最大値の時間変化に対応するグラフにおいて、指標値が大きい時点Ｔ６のプロットを選択すると、時点Ｔ６を基準としたときの指標値の時間変化に対応するグラフが表示される。ユーザは、図１０を参照することで、時点Ｔ６と時点Ｔ１２とが指標値の最大値が計算された時点ペアであり、疲労破壊の要因となり得る大きな応力振幅を作用させる時点ペアであると確認することができる。このように、指標値の最大値の時間変化に対応するグラフと特定の時点を基準としたときの指標値の時間変化に対応するグラフとを併記することで、疲労破壊の要因となり得る大きな応力振幅を作用させる時点ペアを特定することができる。また、ユーザは、特定の時点を基準としたときの指標値の時間変化に対応するグラフを確認することで、特定の時点が、他の時点との組み合わせで、全体の動作期間においてロボットハンド９にどれだけ応力振幅を作用させるか要因となる時点であるかを確認することができる。例えば、特定の時点に対応する指標値の最大値が閾値よりも大きく、疲労破壊の要因となるような大きな応力振幅を作用させるような時点ではないと判断できる場合であっても、特定の時点と他の複数の時点との組み合わせによる指標値が全体として閾値に近いような大きい値であれば、その特定の時点は、全体を通して疲労破壊の要因となり得る時点であると判断すべきである。このように、ユーザは、図１０を参照することで、疲労破壊の要因となる時点を、詳細に検討することができる。
　以上説明した本実施形態に係る情報処理装置１によれば、動作プログラムに従ってロボット装置７を動作させたときに、ロボット装置の特定箇所に疲労破壊が生じる可能性を判断する材料をユーザに提供することができる。具体的には、判断材料として、動作期間中の複数の時点にそれぞれ対応する複数の加速度ベクトルを計算し、複数の加速度ベクトルに基づいて、応力振幅の大きさを評価する指標値の時間変化に対応するグラフを表示することができる。それにより、ユーザは、どの時点の動作が一連の動作において、ロボットハンド９に疲労破壊を生じさせる影響因子であるかを確認することができる。ユーザは、疲労破壊を生じさせる可能性のある動作が動作プログラムに含まれているのであれば、その動作を排除できるように動作プログラムを修正すればよい。また、サイクルタイムの制限などから動作プログラムの修正が困難である場合には、疲労破壊を起こす可能性のある箇所の強度を向上し、疲労破壊を未然に防ぐことができる。本実施形態に係る情報処理装置１による判定処理は、実際にロボット装置７を動作させる前に行うことができるため、判定結果をロボットハンド９の製作などに活用することができる。
　本実施形態では、動作プログラムに基づいて加速度ベクトルを計算していたが、実際に動作プログラムに従ってロボット装置７を動作させたときの動作情報を利用して加速度ベクトルを計算するようにしてもよい。例えば、図１１に示すように、疲労破壊の可能性を評価したい箇所、ここではロボットハンド９に加速度センサ１００を装着する。制御装置１０は、動作プログラムに従ってロボット装置７を制御し、ロボット装置７が動作している間の加速度センサ１００のセンサ情報を収集する。制御装置１０により収集された動作期間中のセンサ情報は情報処理装置１に提供される。情報処理装置１は、動作期間中のセンサ情報に基づいて、動作期間の複数の時点にそれぞれ対応する複数の加速度ベクトルを計算することができる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１…情報処理装置、２…プロセッサ、３…操作部、４…表示部、５…通信部、６…記憶部、２１…加速度ベクトル計算部、２２…指標値計算部、２３…角度計算部、２４…判定部、２５…グラフ作成部、２６…判定ページ作成部、６１…判定プログラム、６２…動作プログラム。

Claims (9)

  1. 　動作プログラム又は前記動作プログラムに従って実際にロボットを動作させたときの動作情報に基づいて、前記ロボットの基準位置が起点から終点までの移動する期間における複数の時点にそれぞれ対応する複数の加速度ベクトルを計算する加速度ベクトル計算部と、
    　前記複数の加速度ベクトルに基づいて、前記基準位置に作用する応力振幅を評価する指標となる複数の指標値を計算する指標値計算部と、
    　を具備する情報処理装置。
  2. 　前記指標値計算部は、前記指標値として、前記複数の時点のうち２つの時点の組み合わせごとに前記加速度ベクトルの内積値を計算する、請求項１記載の情報処理装置。
  3. 　前記内積値の最小値に基づいて、前記基準位置に生じる疲労破壊の可能性を判定する判定部をさらに備える請求項２記載の情報処理装置。
  4. 　前記判定部は、前記内積値の最小値を閾値に対して比較することにより、前記基準位置に生じる疲労破壊の可能性を判定する、請求項３記載の情報処理装置。
  5. 　前記内積値の変動を表すグラフを表示する表示部をさらに備える、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の情報処理装置。
  6. 　前記表示部は、前記グラフに閾値を重ねて表示する、請求項５記載の情報処理装置。
  7. 　前記複数の指標値に基づいて、前記基準位置に生じる疲労破壊の可能性を判定する判定部をさらに備える請求項１記載の情報処理装置。
  8. 　前記複数の加速度ベクトルそれぞれの基準軸に対する角度を計算する角度計算部をさらに備え、
    　前記判定部は、前記指標値と前記角度とに基づいて、前記基準位置に生じる疲労破壊の可能性を判定する、請求項７記載の情報処理装置。
  9. 　前記判定部の判定結果に基づいて、前記動作プログラムを修正するプログラム修正部をさらに備える、請求項３又は７に記載の情報処理装置。
     

     
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