CN101751004B - 仿真装置 - Google Patents

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CN101751004B
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长塚嘉治
井上幸三
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发那科株式会社
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    • G05B2219/35Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/353183-D display of workpiece, workspace, tool track

Abstract

仿真装置具有:仿真管理部,用于指定经过时刻;机器人动作运算部,用于到指定经过时刻为止执行动作程序,求出在指定经过时刻的机器人的动作位置;机床动作运算部,用于一边连续地执行加工程序一边逐次求出机床的动作位置;和机床动作存储部,用于在每次经过单位时间时,将求出的机床的动作位置与经过时刻对应地进行存储。仿真管理部根据从机器人动作运算部和机床动作运算部取得的在指定经过时刻的机器人和机床的动作位置,在显示装置上显示机器人以及机床的三维模型。

Description

仿真装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种仿真装置,该仿真装置进行根据指令程序进行动作的机器人或机床等作业机械的动作仿真。
背景技术
[0002] 近年来,生产系统多功能化,很多时候通过组合多个机器人或机床等来构成生产系统。例如,具有以下的生产系统:通过使用墙壁围绕机床周围而形成的机床単元的门,根据来自机器人或者PLC (可编程序逻辑控制器)的信号进行开闭,在门打开时机器人进行机床单元内的エ件的更换,在更换结束后关闭门,机床进行エ件的加工。 [0003] 很多时候希望在这样的生产系统中使用的机器人、机床以及PLC等按照指令程序进行动作,在实际构筑生产系统之前不需要使用实际的机器地进行机器人或者机床是否恰当地进行动作的试验。为此,开发出多种在离线状态下进行单个机床或者机器人的动作仿真的仿真装置。另外,像在特开昭63-267183号公报中记载的那样,还存在能够在一台仿真装置上进行多个机器人的动作仿真的仿真装置。
[0004] 然而,要在机床、机器人等中组合使用多个控制机构,进行复杂的信号交換、通信。但是,难以将这样的信号交換、通信状态表现为数值模型,所以在机床、机器人的动作仿真中,即便使用以下的方法也无法得到正确的结果,该方法为:像简单的动作的数值仿真那样使用数值模型将时间毎次推进规定的时间,并且像在各个瞬间虚拟空间的时间是否停止那样处理来求出机床、机器人的状态。特别是在机床动作的仿真软件中,很多时候不停止仿真中的时间的经过,一边连续地执行加工程序一边求出各瞬间的机床的位置(包含姿势)。
[0005] 另ー方面,关于机器人的仿真,因为历史久远,所以能够把信号的交換、通信状态表现为数值模型,能够在仿真中将时间每次推进规定时间,并且像在各个瞬间时间是否停止那样处理,来求出机器人各瞬间的状态的仿真软件也一直在增加。
[0006] 如上所述,在生产系统中,很多时候组合使用机器人和机床。因此,希望进行这样的整个生产系统的动作仿真,并在显示装置上进行显示。特别是例如在实现了在机床単元的门打开后,机器人把エ件搬入并设置在机床単元内,然后关闭机床単元的门,机床开始进行加工的动作等情况下,必须在机床和机器人之间利用联锁指令来互相通信规定动作的结束,使机器人的仿真中的经过时刻和机床的仿真中的经过时刻同步,来进行整个生产系统的动作仿真,并且必须同时在显示装置上进行显示。
[0007] 但是,不存在能够同时进行机器人和机床等不同的作业机械的动作仿真的仿真装置。另外,例如即使同时使用用于进行机器人的动作仿真的仿真软件和用于进行机床的动作仿真的仿真软件,因为两个仿真中的经过时刻通常不一致,所以无法同时在显示装置上显示由机器人和机床等不同的作业机械构成的整个生产系统的动作的仿真結果。特别是在使用能够停止仿真中的时间的经过的仿真软件进行ー个作业机械(机器人等)的动作仿真,另ー方面使用无法停止仿真中的时间的经过的仿真软件进行其他的作业机械(机床等)的动作仿真的情况下,无法使仿真软件上的经过时刻一致,难于进行整个生产系统的动作仿真并在显示装置上同时显示其結果。
发明内容
[0008] 因此,本发明的目的在于提供一种仿真装置,其能够进行不同的作业机械的动作仿真,在显示装置上同时显示不同的作业机械的动作的仿真結果。
[0009] 鉴于上述目的,根据本发明,提供一种仿真装置,其使用分别仿真基于不同的指令程序进行动作的第一作业机械以及第ニ作业机械的动作的第一虚拟作业装置以及第ニ虚拟作业装置,进行第一作业机械以及第ニ作业机械的动作的仿真,根据仿真的结果在显示装置上显示第一作业机械以及第ニ作业机械的三维 模型,该仿真装置具有:仿真管理部,用于指定指定经过时刻;第一动作运算部,用于在所述第一虚拟作业装置上直到所述指定经过时刻为止执行所述第一作业机械的指令程序,求出在所述指定经过时刻的所述第一作业机械的动作位置;第二动作运算部,用于ー边在所述第二虚拟作业装置上连续地执行所述第二作业机械的指令程序,ー边逐次求出所述第二作业机械的动作位置;以及动作存储部,用于在每次经过预定的单位时间时,对应地存储经过时刻与通过所述第二动作运算部求出的所述第二作业机械的动作位置,所述仿真管理部,在从所述第一动作运算部取得在所述指定经过时刻的所述第一作业机械的动作位置,并且从所述动作存储部取得在所述指定经过时刻的所述第二作业机械的动作位置后,根据取得的所述第一作业机械以及所述第二作业机械的动作位置,在所述显示装置上显示所述第一作业机械以及所述第二作业机械的三维模型,把从该指定经过时刻开始经过预定的动作时间的时刻指定为下ー指定经过时刻。
[0010] 根据上述仿真装置,即使在第二动作运算部中执行的第二作业机械的仿真中的经过时刻与在第一动作运算部中执行的第一作业机械的仿真中的经过时刻不一致,但在每次经过预定的单位时间时把第二动作运算部求出的第二作业机械的动作位置与经过时刻对应地存储在动作位置存储部中,因此通过仿真管理部从动作存储部中取得与第一动作运算部执行的仿真中的经过时刻一致的经过时刻所对应的第二作业机械的动作位置,能够在显示装置上宛如第一动作运算部中的经过时刻和第二动作运算部中的经过时刻一致地进行显示。另外,仿真管理部在取得第一作业机械以及第ニ作业机械双方的在指定经过时刻的动作位置后,把从指定经过时刻开始经过预定的动作时间的时刻指定为下ー指定经过时亥IJ,使第一动作运算部求出第一作业机械在该指定经过时刻的动作位置。因此,即使由第二动作运算部进行的第二作业机械的动作仿真的经过时间比指定经过时刻晚的情况下,但因为仿真管理部不对第一动作运算部指定下一指定经过时刻,在由第二动作运算部求出在经过时刻的第二作业机械的动作位置之前进行等待,所以在求出在指定经过时刻的第二作业机械的动作位置之前,能够求出从该指定经过时刻开始经过了预定时间后的第一作业机械的动作位置,并使经过时间看上去一致。
[0011] 在上述仿真装置中,所述第一作业机械和所述第二作业机械还可以ー边相互进行通信一边执行各自的指令程序。此时,优选所述仿真管理部在所述第二作业机械的指令程序等待来自所述第一作业机械的通信的期间,作为通过所述第二动作运算部执行的仿真中的经过时刻已停止来处理。
[0012] 另外,所述第一作业机械可以是机器人,所述第二作业机械可以是机床。
[0013] 根据本发明,在进行不同的作业机械的动作仿真时,即使在使用能够停止仿真中的时间的仿真软件,第一动作位置运算部进行ー个作业机械的动作仿真,另ー方面,使用不能停止仿真中的时间的仿真软件,第二动作位置运算部进行其他作业机械的动作仿真的情况下,也能够使第一动作位置运算部中的经过时刻和第二动作位置运算部中的经过时刻一致地处理仿真结果,并且能够在显示装置上同时显示不同的作业机械的动作的仿真結果。因此,能够容易地进行由不同的作业机械构成的整个生产系统的动作仿真。
附图说明
[0014] 下面參照附图根据本发明的优选的实施方式更加详细地说明本发明的上述以及其他的目的、特征、优点。
[0015] 图I是本发明的仿真装置的功能框图。
[0016] 图2是表示在机器人的动作程序以及机床的加工程序中不包含联锁指令时的、通过图I所示的仿真装置进行的仿真的流程的流程图。
[0017] 图3是表示在机器人的动作程序以及机床的加工程序中包含联锁指令时的、通过图I所示的仿真装置进行的仿真的流程的流程图。
[0018] 图4是机器人和机床之间的信号线的配线图。
[0019] 图5是表示包含联锁指令的机器人的动作程序和机床的加工程序之间的信号交换的例子的说明图。
具体实施方式
[0020] 下面參照附图说明本发明的仿真装置的实施方式。
[0021 ] 本发明的仿真装置,进行根据不同的指令程序进行动作的不同的作业机械所构成的整个生产系统的动作的仿真。在以下的实施方式中,仿真装置进行把根据操作者制作的加工程序对エ件进行加工的机床以及根据操作者制作的动作程序进行动作,对于机床供给以及取出エ件的机器人作为作业机械使用的生产系统的仿真。但是,能够通过本发明的仿真装置进行仿真的生产系统的作业机械不限于机器人和机床。
[0022] 首先,參照图I说明仿真装置10的全体结构。仿真装置10包含机器人动作运算部12、机床动作运算部14、机器人动作存储部16、机床动作存储部18、机器人执行管理部20、机床执行管理部22、仿真管理部24、以及显示装置26,使用对机器人进行仿真的虚拟机器人和对机床进行仿真的虚拟机床进行机器人以及机床的仿真,根据仿真的结果在显示装置上同时显示机器人和机床的三维模型。显示装置26包含图像处理部(未图示),用于处理与机器人以及机床的动作位置有关的信息,变更画面上的机器人以及机床的位置。
[0023] 机器人动作运算部12,通过使用机器人仿真软件在虚拟空间上对机器人进行仿真,由此实现虚拟机器人。机器人动作运算部12,通过在虚拟机器人上执行用于现实的机器人的动作程序,虚拟地再现现实的机器人执行动作程序时的机器人的动作以及信号状态等,通过运算求出在指定经过时刻t的机器人的动作位置以及信号状态等。关于机器人仿真软件,因为多见到能够控制仿真中的时间经过的软件,所以作为在本实施方式中使用的机器人仿真软件,使用当指定了指定经过时刻t时,与经过时刻一同地输出按照动作程序在指定经过时刻t之前使虚拟机器人进行动作时的虚拟机器人的动作位置以及状态信号,在指定下一指定经过时刻t之前能够停止机器人仿真中的时间经过的仿真软件。另外,使与机器人的动作位置有关的信息中还包含机器人的姿势。
[0024] 机床动作运算部14,通过使用机床仿真软件在虚拟空间上对机床进行仿真,由此实现了虚拟机床。机床动作运算部14,通过在虚拟机床上执行用于现实机床的加工程序,虚拟地再现现实的机床执行加工程序时的机床的动作以及信号状态等,通过运算求出机床的工作台以及工具的动作位置以及机床的信号状态等。关于机床仿真软件,因为能够控制仿真中的时间经过的仿真软件较少,所以作为机床仿真软件,使用无法停止机床仿真中的时间经过,当接收到执行指令时连续地执行机床的加工程序,在指定的每个单位时间tu,与经过时刻一同地输出按照加工程序使虚拟机械人进行动作时的动作位置以及信号状态的仿真软件。另外,使与工作台以及工具的动作位置有关的信息中,还包含工作台以及工具的姿势。
[0025] 机器人动作存储部16以及机床动作存储部18,通过RAM、易失性存储器、硬盘装置等实现。机器人动作存储部16,配置在机器人动作运算部12和机器人执行管理部20之间,起到临时存储装置的作用,临时存储由机器人动作运算部12求出的在指定经过时刻t的机器人的动作位置以及信号状态等,然后将该动作位置以及信号状态等转交给机器人执行管理部20。但是,未必需要设置机器人动作存储部16,如后所述,可以把机器人动作运算部12·求出的与机器人的动作位置以及信号状态等有关的信息直接交给机器人执行管理部20。另ー方面,机床动作存储部18,配置在机床动作运算部14和机床执行管理部22之间,起到缓冲存储装置的作用,在每ー单位时间tu,与经过时刻对应地存储通过机床动作运算部14求出的机床的工作台以及工具的动作位置以及机床的信号状态等,根据机床执行管理部22对于指定经过时刻t的指定,向机床执行管理部22转交与在指定经过时刻t的机床的工作台以及工具的动作位置以及机床的信号状态等有关的信息。
[0026] 因为机器人动作运算部12进行的机器人仿真中的经过时刻和机床动作运算部14进行的机床仿真中的经过时刻通常不同,所以机器人执行管理部20和机床执行管理部22难以在相同的时刻取得与动作位置以及信号状态有关的信息。但是,在仿真装置10中,通过设置机床动作存储部18,机床执行管理部22,能够在与机器人执行管理部20取得与指定经过时刻t的机器人的动作位置以及信号状态有关的信息几乎相同的时刻,从机床动作存储部18取得与指定经过时刻t的机床的工作台以及工具的动作位置以及机床的信号状态等有关的信息。
[0027] 机器人执行管理部20起到对机器人动作运算部12进行的机器人仿真的时间经过进行管理的功能。详细地说,当从仿真管理部24把应该在显示装置26上下ー个显示的仿真结果的经过时刻指定为指定经过时刻t时,机器人执行管理部20,向机器人动作运算部12发出指令,以便从当前的经过时刻开始到指定经过时刻t为止使仿真中的时间经过,从机器人动作运算部12或机器人动作存储部16取得与机器人动作运算部12求出的在指定经过时刻t的机器人的动作位置以及信号状态有关的信息,并交给仿真管理部24。
[0028] 机床执行管理部22起到对机床动作运算部14进行的机床仿真的时间经过进行管理的功能。详细地说,当从仿真管理部24把应该在显示装置26上下ー个显示的仿真结果的经过时刻指定为指定经过时刻t时,机床执行管理部22取得在指定经过时刻t的机床的动作位置以及信号状态,并将其交给仿真管理部24。但是,因为在通过机床动作运算部14进行的机床仿真中无法停止时间的经过,不能控制时间的经过,所以机床执行管理部22实际上从机床动作存储部18中存储的机床仿真的结果(即,在每一指定的単位时间tu与经过时刻关联地存储的、机床的工作台以及工具的动作位置以及机床的信号状态等)中,取得关于与指定经过时刻t对应的经过时刻的机床的动作位置以及信号状态等的信息。
[0029] 当结束了显示装置26上的仿真结果的显示时,仿真管理部24把从显示装置26上显示的仿真结果的经过时刻开始经过了预定的动作时间td后的时刻作为指定经过时刻t指定给机器人执行管理部20以及机床执行管理部22,在取得与机器人以及机床双方在指定经过时刻t的动作位置以及状态信号等有关的信息后,根据取得的信息,变更在该时刻在显示装置26上显示的机器人以及机床的位置,在指定经过时刻t的动作位置上显示机器人以及机床,另ー方面,把从指定经过时刻t开始经过了预定的动作时间td后的时刻作为下一指定经过时刻t指定给机器人执行管理部20以及机床执行管理部22。另外,仿真管理部24,经由机床执行管理部22向机床动作运算部14转交从机器人执行管理部20取得的在指定经过时刻t的机器人的信号状态,并且经由机器人执行管理部20向机器人动作运算部12转交从机床执行管理部22取得的在指定经过时刻t的机床的信号状态。
[0030] 这样,仿真管理部24在取得了机器人和机床双方在指定经过时刻t的动作位置以及信号状态后,对机器人执行管理部20以及机床执行管理部22指定下一指定经过时刻t。因此,仿真管理部24在通过机床动作运算部14进行的机床仿真中的经过时刻比指定经过时刻t晚的情况下,等待通过机床动作运算部14求出指定经过时刻t的机床的动作位置以及信号状态等,在取得了在指定经过时刻t的机器人以及机床双方的动作位置以及信号状态等后,把从该指定经过时刻t开始经过了预定的动作时间td后的时刻(=t+td)作为下一指定经过时刻t,使机床动作运算部14求出下一指定经过时刻t的机床的动作位置以及信号状态等。
[0031] 在机器人的动作程序參照机床的动作位置或信号状态,或者在机床的加工程序參照机器人的动作位置或信号状态时,在动作程序或加工程序中包含在得到參照的动作位置或信号状态之前停止执行程序的联锁指令。在通过机器人动作运算部12执行的机器人仿真中,因为当时间到达指定经过时刻t时停止时间的经过,等待下一指定经过时刻t的指定,所以在仿真管理部24取得机器人和机床双方在指定经过时刻t的动作位置以及信号状态等后,经由机器人执行管理部20接受下一指定经过时刻t+td的指定。因此,机器人仿真中的经过时间不会比指定经过时刻t早。因此,在求出在下一指定经过时刻t+td的机器人的动作位置以及信号状态前之前,必然确定了在指定经过时刻t的机床的动作位置以及信号状态,即使在机器人的动作程序中包含联锁指令吋,也能够在下一指定经过时刻t+td的机器人的动作位置以及信号状态中反映在指定经过时刻t的机床的动作位置以及信号状态。
[0032] 另ー方面,在通过机床动作运算部14执行的机床仿真中无法停止时间的经过,有时机床仿真中的经过时间前进而超过指定经过时刻t。此时,指定经过时刻t前进到机床的加工程序根据联锁指令參照机器人的动作位置以及信号状态时的机床仿真中的经过时刻,在得到在该经过时刻的机器人的动作位置以及信号状态之前加工程序持续等待状态。但是,在信号等待状态期间,机床仿真中的时间仍然经过。因此,当在机床仿真中加工程序根据联锁指令成为等待状态时,仿真管理部24将其作为时间不经过来处理。例如,仿真管理部24,在从机床动作存储部18中存储的经过时刻减去信号等待状态持续的时间后得到的、时刻等于指定经过时刻t时,把与该经过时刻对应的动作位置以及状态信号作为在指定经过时刻t的机床的动作位置以及状态信号来使用。如此,在下一指定经过时刻t+td的机床的动作位置以及状态信号中反映出在指定经过时刻t的机器人的动作位置以及状态信号。
[0033] 然后,參照图2所示的流程图,说明在机器人的动作程序以及机床的加工程序中不包含联锁指令时的、通过图I所示的仿真装置10进行的仿真的流程。
[0034] 最初,作为仿真的准备,定义机器人、エ件以及机床等的三维模型的形状及其初始位置(包含姿势),并在显示装置26上显示(步骤S100)。进而,生成使实际的机器人执行的动作程序以及使实际的机床执行的加工程序,把这些程序读入到仿真装置10中(步骤S102)。另外,设定对仿真装置10的显示装置26上的显示图像进行更新的更新间隔时间td (步骤S104),并且设定把执行机床仿真过程中的机床的动作位置存储在机床动作存储部18中的单位时间tu (步骤S106)。
[0035] 以上的准备结束后,开始通过仿真装置10进行的仿真(步骤S108)。当仿真开始时,把仿真的开始时刻作为经过时刻t = 0,在机器人动作运算部12中,启动用于对实际的机器人的动作进行仿真,实现虚拟机器人的机器人仿真软件,在虚拟机器人上执行实际的机器人的动作程序,另外,在机床动作运算部14中,启动用于对实际的机床的动作进行仿真,实现虚拟机床的机床仿真软件,在虚拟机床上执行实际的机床的NC程序那样的加工程序(步骤SI 10)。
[0036] 于是,机器人动作运算部12求出按照动作程序直到指定经过时刻t为止使虚拟机器人进行动作时的虚拟机器人的动作位置,在把求出的动作位置作为在指定经过时刻t的机器人的动作位置输出后,在停止机器人仿真的时间经过的状态下等待下一指定经过时刻t的指定。另ー方面,在机床动作运算部14进行的机床的仿真中,连续执行机床仿真软件,无法停止机床仿真的时间的经过。因此,机床动作运算部14连续地求出按照加工程序进行虚拟机床的加工时的机床的工作台以及工具等的动作位置,按照在步骤S106中预先设定的每ー单位时间tu,将求出的动作位置与经过时间对应地存储在机床动作存储部18中。
[0037] 在整个生产系统的仿真中,首先,仿真管理部24,把在步骤S104中设定的显示的更新间隔时间td看作动作时间,把从显示装置26上已经显示的仿真结果的经过时刻开始经过了更新间隔时间td的时刻作为指定经过时刻t,指定给机器人执行管理部20以及机床执行管理部22。当指定了指定经过时刻t时,机器人执行管理部20使机器人动作运算部12求出直到指定经过时刻t为止按照动作程序使虚拟机器人进行动作时的虚拟机器人的动作位置,作为在指定经过时刻t的机器人的动作位置取得求出的动作位置(步骤S112)。与机器人动作运算部12求出的机器人的动作位置有关的信息,可以直接交给机器人执行管理部20,也可以在临时存储在机器人动作存储部16之后交给机器人执行管理部20。另一方面,当指定了指定经过时刻t时,机床执行管理部22确认是否在机床动作存储部18中存储了在经过时刻t的机床的动作位置(步骤S114),在已存储时从机床动作存储部18中取得在经过时刻t的机床的动作位置(步骤SI 16)。当在机床动作存储部18中没有存储在经过时刻t的机床的动作位置时,机床执行管理部22进行等待,直到通过机床动作运算部14求出在经过时刻t的机床的动作位置并将其存储在机床动作存储部18中为止。
[0038] 机器人执行管理部20以及机床执行管理部22当分别取得与指定经过时刻t的机器人以及机床的动作位置有关的信息时,将取得的信息交给仿真管理部24。仿真管理部24,当从机器人执行管理部20以及机床执行管理部22取得与指定经过时刻t的动作位置有关的信息时,根据取得的信息,变更机器人、エ件、机床的工作台以及工具等的显示用位置(包含姿势)(步骤S118),为了更新仿真结果的显示,在显示装置26上显示变更后的位置的机器人、エ件、机床的工作台以及工具(步骤S120)。在エ件由机器人抓持时根据机器人的位置求出エ件的位置,在エ件配置在机床的工作台上时根据机床的工作台的位置求出エ件的位置。
[0039] 当更新了显示装置26关于仿真结果的显示时,仿真管理部24确认机器人的动作程序以及机床的加工程序是否结束(步骤S122)。在动作程序以及加工程序已结束时,结束仿真的执行。另ー方面,如果动作程序以及加工程序未结束,则仿真管理部24在动作程序以及加工程序结束前,把指定经过时刻t与更新间隔时间td相加后的时刻作为新的指定经过时亥Ij t,重复步骤SI 12〜步骤S122(步骤S124)。
[0040] 下面參照图3所示的流程图,说明在机器人的动作程序以及机床的加工程序中包含联锁指令时的、通过图I所示的仿真装置10进行的仿真的流程。
[0041] 最初,作为仿真的准备,与图2所示的情况相同,定义机器人、エ件以及机床的三维模型的形状及其初始位置(包含姿势),并在显示装置26上进行显示(步骤S200)。然后,与图2所示的情况不同,规定在机器人和机床之间进行何种信号的交換(S202)。在此,如图4所示,以在机器人和机床之间连接信号线的情况为例进行说明,该信号线包含:用于在机床単元的门开启完毕时从机床的数字输出端子DOl向机器人的数字输入端子DIl提供门开启完毕信号的信号线、以及用于在机器人返回到待机位置时从机器人的数字输出端子D02向机床的数字输入端子DI2提供待机位置恢复信号的信号线。
[0042] 然后,生成实际的机器人执行的动作程序以及实际的机床执行的加工程序,将这些程序读入到仿真装置10中(步骤S204),设定对仿真装置10的显示装置26上的显示图像进行更新的更新间隔时间td(步骤S206),并且设定把机床仿真执行过程中的机床的动作位置存储在机床动作存储部18中的単位时间tu (步骤S208)。
[0043] 在此,使在步骤S204中生成的机器人的动作程序以及机床的加工程序中分别包含在接收到来自机床的信号之前停止执行动作程序的联锁指令、以及在接收到来自机器人的信号之前停止执行加工程序的联锁指令。例如,如图5所示,生成动作程序,使机器人I)抓持未加工的エ件移动到待机位置,然后等待机床単元的门开启;2)当经由机器人的数字输入端子DIl接收到在机床単元的门开启完毕时,从机床的数字输出端子DOl输出的门开启完毕信号时,经过打开的门把エ件配置在机床単元的工作台上然后返回到待机位置,然后从机器人的数字输出端子D02输出待机位置恢复信号,并且进行待机直到机床进行的エ件加工结束,机床单元的门再次开启为止;3)当经由机器人的数字输入端子DIl接收到在机床进行的エ件加工结束,机床单元的门再次开启时从机床的数字输出DOl输出的门开启完毕信号时,从机床単元的工作台上取出加工完的エ件。另外,生成加工程序,使机床I)打开机床単元的门,当门开启完毕时从机床的数字输出端子DOl输出门开启完毕信号;2)当经由机床的数字输入端子DI2接收到待机位置恢复信号时,关闭机床単元的门开始进行加エ,所述待机位置恢复信号是在经过机床単元的门由机器人将未加工的エ件配置在机床单元的工作台上,然后机器人返回到待机位置时从机器人的数字输出端子D02输出的信号;3)当エ件的加工完成时,打开机床単元的门,当门开启完毕时从机床的数字输出端子DOl输出门开启完毕信号,等待由机器人从机床単元的工作台上取出加工完的エ件。
[0044] 在以上的准备结束后,开始由仿真装置10进行仿真(步骤S210)。当仿真开始时,把仿真的开始时刻作为经过时刻t = 0,与图2所示的情况相同,在机器人动作运算部12中在虚拟机器人上执行实际的机器人的动作程序,在机床动作运算部14中在虚拟机床上执行实际的机床的加工程序(步骤S212)。
[0045] 于是,机器人动作运算部12求出按照动作程序直到经过时刻t为止使虚拟机器人进行动作时的虚拟机器人的动作位置以及信号状态,在把求出的动作位置以及信号状态作为在经过时刻t的机器人的动作位置以及信号状态输出后,在停止了机器人仿真的时间经过的状态下等待下一经过时刻的指定。另ー方面,在机床动作运算部14进行的机床的仿真中,连续执行机床仿真软件, 无法停止机床仿真的时间经过。因此,机床动作运算部14连续地求出按照加工程序虚拟机床进行加工时的机床的工作台以及工具等的动作位置以及信号状态,按照在步骤S208中预先设定的每一単位时间tu,将求出的动作位置以及信号状态与经过时间对应地存储在机床动作存储部18中。在图3所示的实施方式中,除了机器人以及机床的动作位置之外,机器人动作运算部12以及机床动作运算部14还求出信号状态,这一点与图2所示的实施方式不同。
[0046] 在整个生产系统的仿真中,首先,仿真管理部24把在步骤S206中设定的显示的更新间隔时间td看作动作时间,把从显示装置26上显示的仿真结果的经过时刻开始经过了更新间隔时间td的时刻作为指定经过时刻t,指定给机器人执行管理部20以及机床执行管理部22。当指定了指定经过时刻t时,机器人执行管理部20使机器人动作运算部12求出直到指定经过时刻t为止按照动作程序使虚拟机器人进行动作时的虚拟机器人的动作位置以及信号状态,作为在指定经过时刻t的机器人的动作位置以及信号状态取得求出的动作位置以及信号状态(步骤S214)。与机器人动作运算部12求出的机器人的动作位置以及信号状态有关的信息,可以直接交给机器人执行管理部20,也可以在临时存储在机器人动作存储部16之后交给机器人执行管理部20。另ー方面,当指定了指定经过时刻t时,机床执行管理部22确认是否在机床动作存储部18中存储了在经过时刻t的机床的动作位置以及信号状态(步骤S216),在已存储时从机床动作存储部18中取得在经过时刻t的机床的动作位置以及信号状态(步骤S218)。当在机床动作存储部18中没有存储在经过时刻t的机床的动作位置以及信号状态时,机床执行管理部22进行等待,直到通过机床动作运算部14求出在经过时刻t的机床的动作位置以及信号状态并将其存储在机床动作存储部18中为止。
[0047] 机器人执行管理部20以及机床执行管理部22当分别取得与指定经过时刻t的机器人以及机床的动作位置以及信号状态有关的信息时,将取得的信息交给仿真管理部24。仿真管理部24,当从机器人执行管理部20以及机床执行管理部22取得与指定经过时刻t的动作位置以及信号状态有关的信息时,根据取得的与动作位置有关信息,变更机器人、エ件、机床的工作台以及工具等的显示用位置(包含姿势)(步骤S220),并且根据取得的与信号状态有关的信息,变更机器人以及机床的信号状态(步骤S222)。然后,为了更新仿真结果的显示,在显示装置26上显示变更后的位置的机器人、エ件、机床的工作台以及工具(步骤S224)。在エ件由机器人抓持时根据机器人的位置求出エ件的位置,在エ件配置在机床的工作台上时根据机床的工作台的位置求出エ件的位置。[0048] 当更新了显示装置26关于仿真结果的显示时,仿真管理部24确认机器人的动作程序以及机床的加工程序是否结束(步骤S226)。在动作程序以及加工程序已结束时,结束仿真的执行。另ー方面,如果动作程序以及加工程序未结束,则仿真管理部24在动作程序以及加工程序结束前,把指定经过时刻t与更新间隔时间td相加后的时刻作为新的指定经过时刻t,重复步骤S214〜步骤S226 (步骤S228)。
[0049] 如此,根据图I所示的仿真装置10,能够使用能够控制经过时间的仿真软件和无法控制经过时间的仿真软件这样的种类不同的仿真软件,同时进行不同种类的机器人和机床的动作仿真,作为包含机器人以及机床的整个生产系统的仿真结果,可以按照机器人仿真以及机床仿真的结果在显示装置26上同时显示在各个经过时刻的机器人以及机床。因此,可以容易地检查包含机器人和机床双方的整个生产系统。另外,不需要使用由实际的机器人、机床构成的生产线,能够正确地确认按照在实际的机器人中使用的动作程序的机器人的动作位置以及按照在实际的机床中使用的加工程序的机床的动作位置,能够简单并且在短时间内进行现场的调整作业。
[0050] 到此为止參照图示的实施方式,说明了本发明的仿真装置10,但本发明并不限于 图示的实施方式。例如在图示的实施方式中,进行由一台机器人和一台机床构成的生产系统的仿真,但是同样可以进行使用两台以上的机器人或两台以上的机床的生产线的仿真。另外,在图示的实施方式中,在机器人的仿真中使用能够停止时间经过的仿真软件(即,能够进行经过时间的控制的仿真软件),在机床的仿真中使用无法停止时间经过的仿真软件(即,无法进行经过时间的控制的仿真软件),相反,也可以在机器人的仿真中使用无法停止时间经过的仿真软件,在机床的仿真中使用能够停止时间经过的仿真软件。

Claims (4)

1. 一种仿真装置(10),其使用第一虚拟作业装置来仿真第一作业机械的动作,使用第ニ虚拟作业装置来仿真第二作业机械的动作,根据仿真的结果在显示装置(26)上显示第一作业机械以及第ニ作业机械的三维模型,其中所述第一作业机械和第二作业机械基于不同的指令程序进行动作,其特征在干, 具有: 仿真管理部(24),用于指定指定经过时刻; 第一动作运算部(12),用于在所述第一虚拟作业装置上直到所述指定经过时刻为止执行所述第一作业机械的指令程序,求出在所述指定经过时刻的所述第一作业机械的动作位置; 第二动作运算部(14),用于ー边在所述第二虚拟作业装置上连续地执行所述第二作业机械的指令程序,ー边逐次求出所述第二作业机械的动作位置;和 动作存储部(18),用于在每次经过预定的单位时间时,对应地存储经过时刻与通过所述第二动作运算部求出的所述第二作业机械的动作位置, 所述仿真管理部(24),在从所述第一动作运算部(12)取得在所述指定经过时刻的所述第一作业机械的动作位置,并且从所述动作存储部(18)取得在所述指定经过时刻的所述第二作业机械的动作位置后,根据取得的所述第一作业机械以及所述第二作业机械的动作位置,在所述显示装置(26)上显示所述第一作业机械以及所述第二作业机械的三维模型,把从该指定经过时刻开始经过预定的动作时间的时刻指定为下ー指定经过时刻, 其中,第一作业机械的仿真中使用能够停止时间经过的仿真软件,第二作业机械的仿真中使用无法停止时间经过的仿真软件。
2.根据权利要求I所述的仿真装置,其特征在干, 所述第一作业机械和所述第二作业机械ー边相互进行通信一边执行各自的指令程序。
3.根据权利要求2所述的仿真装置,其特征在干, 所述仿真管理部(24),在所述第二作业机械的指令程序等待来自所述第一作业机械的通信的期间,作为通过所述第二动作运算部(14)执行的仿真中的经过时刻已停止来处理。
4.根据权利要求I至3的任意一项所述的仿真装置,其特征在干, 所述第一作业机械是机器人,所述第二作业机械是机床。
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