CN117957096A - 模拟装置 - Google Patents

Abstract

模拟装置(50)具备：区域设定部(151)，其设定机器人的动作允许区域；推定部(153)，其推定由于机器人脱离了动作允许区域而对机器人施加了用于停止的控制时的机器人的动作；以及可视化部(154)，其基于推定出的机器人的动作，使机器人的脱离了动作允许区域的部分可视化。

Description

模拟装置

技术领域

本发明涉及模拟装置。

背景技术

通常，在机器人系统中，为了使机器人不与周边设备等发生干扰，对机器人设定动作允许区域而使机器人不从该动作允许区域出来，另外，在动作允许区域的外侧配置安全防护栏。关于机器人的动作范围的生成，专利文献1记载了“一种机器人控制装置，其具备：设定单元，其设定机器人的各轴和作业工具的动作范围；存储单元，其存储根据机器人的动作速度和作业工具的重量中的至少一方确定的机器人的惯性移动距离；以及到达范围计算单元，其根据由该设定单元设定的动作范围和存储在存储单元的惯性移动距离，计算机器人到达的到达范围”(摘要)。

专利文献2记载了“一种机器人动作限制方法，其按照以下的顺序进行处理：在存储器上定义包含机器人的臂以及手腕所具备的工件或工具的臂占有区域、臂不能进入的动作禁止区域，推定在执行向下一个目标位置的动作指令的过程中使机器人紧急停止时的机器人各轴的惯性移动角度，通过与下一个目标位置相加来求出机器人的惯性移动预测位置，确认惯性移动预测位置处的臂占有区域是否进入动作禁止区域，在确认进入的情况下，进行立即停止机器人的动作的控制”(摘要)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-090403号公报

专利文献2：日本再公表专利2009/072383号

发明内容

发明所要解决的课题

通常，在机器人是否超出动作允许区域的判定中，以球、圆柱或长方体等简单的形状覆盖机器人或工具，进行这些形状体是否脱离了动作允许区域的判定。关于机器人是否脱离了动作允许区域的判定，存在在机器人从动作允许区域出来的瞬间施加紧急停止的情况、通过针对当前的机器人的动作位置/动作速度推定惯性移动距离来在跟前施加紧急停止使得机器人不从动作允许区域出来的情况。

在机器人从动作允许区域出来的瞬间施加紧急停止的情况下，从施加紧急停止到实际停止为止机器人惯性移动，因此机器人在从动作允许区域冲出的位置停止。因此，需要用栅栏覆盖比设定的动作允许区域大一定程度的范围，但一般难以掌握以何种程度的裕度用栅栏覆盖为好，所以有时不必要地覆盖较大的范围。

用于解决课题的手段

本公开的一个方式是一种模拟装置，其具备：区域设定部，其设定机器人的动作允许区域；推定部，其推定由于所述机器人脱离了所述动作允许区域而对所述机器人施加了用于停止的控制时的所述机器人的动作；以及可视化部，其基于推定出的所述机器人的动作，使所述机器人的脱离了所述动作允许区域的部分可视化。

本公开的另一方式是一种模拟装置，其具备：区域设定部，其设定机器人的动作禁止区域；推定部，其推定由于所述机器人侵入所述动作禁止区域而对所述机器人施加了用于停止的控制时的所述机器人的动作；以及可视化部，其基于推定出的所述机器人的动作，将所述机器人的侵入所述动作禁止区域的部分可视化。

发明效果

根据上述结构，使机器人的从动作允许区域脱离的部分或者机器人的侵入动作禁止区域的部分可视化，从而能够在适当的位置设置栅栏。

根据附图所示的本发明的典型的实施方式的详细说明，本发明的这些目的、特征和优点以及其他目的、特征和优点变得更加明确。

附图说明

图1是成为一实施方式的模拟装置的模拟对象的机器人1的立体图。

图2表示模拟装置的硬件结构例。

图3是模拟装置的功能框图。

图4是表示在模拟装置上执行的、用于使机器人的脱离动作允许区域的部分(侵入动作禁止区域的部分)可视化的处理的基本流程图。

图5是表示基本流程图的步骤S3中的推定动作的具体例的流程图。

图6表示将动作允许区域设为长方体状且在其外表面上设定了作为基准点的格子点的例子。

图7表示将动作允许区域设为球形，在其外表面上设定了基准点的例子。

图8表示使机器人朝向基准点进行直线动作的状态。

图9表示表的例子，该表用于表示惯性移动紧前的速度以及工具的重量与轴的惯性移动量的关系。

图10表示将在图8所示的动作之后机器人脱离动作允许区域而停止的状态可视化的例子。

图11A表示在工具坐标系的-X轴的方向与机器人的移动方向一致的工具姿势下，机器人朝向基准点的状态。

图11B表示在工具坐标系的+Y轴的方向与机器人的移动方向一致的工具姿势下，机器人朝向基准点的状态。

图11C表示在工具坐标系的+Z轴的方向与机器人的移动方向一致的工具姿势下，机器人朝向基准点的状态。

图12表示使机器人从动作允许区域脱离的各种姿势可视化的状态。

图13表示使栅栏的设置例与机器人从动作允许区域脱离的各种姿势一起可视化的状态。

图14是使机器人从动作允许区域脱离的状态(或者，侵入动作禁止区域的状态)可视化的例子，表示从侧方观察机器人的状态。

图15是使机器人从动作允许区域脱离的状态(或者，侵入动作禁止区域的状态)可视化的例子，表示从斜上方观察机器人的状态。

图16用于说明搭载在行驶台的机器人从动作允许区域脱离的状态。

图17用于说明搭载在行驶台的机器人从动作允许区域脱离的状态，且机器人的姿势与图16的情况不同的例子。

具体实施方式

接着，参照附图对本公开的实施方式进行说明。在所参照的附图中，对相同的结构部分或功能部分标注相同的参照符号。为了容易理解，这些附图适当变更了比例尺。另外，附图所示的方式是用于实施本发明的一个例子，本发明并不限于图示的方式。

以下，对一实施方式的模拟装置50(参照图2、图3)进行说明。本实施方式的模拟装置50进行机器人的动作模拟，由此使机器人脱离动作允许区域而被施加停止时的该机器人的从动作允许区域脱离的部分、或者机器人侵入动作禁止区域而被施加停止时的该机器人的侵入动作禁止区域的部分可视化。

作为示例，图1是成为模拟装置50的模拟对象的机器人1的立体图。机器人1是包含臂12a、12b、手腕部16以及多个关节部13的多关节机器人。在机器人1的手腕部16安装有作为末端执行器的作业工具17。机器人1包含在各个关节部13驱动构成部件的驱动装置。驱动装置包含在关节部13内驱动构成部件的电动机14。基于位置指令来驱动各关节部13中的电动机14，由此能够使臂12a、12b以及手腕部16成为所希望的位置、姿势。另外，机器人1具备固定在设置面20的基座部19和相对于基座部19转动的旋转部11。在本例中，机器人1是六轴机器人，在图1中分别用箭头91、92、93、94、95、96表示J1轴、J2轴、J3轴、J4轴、J5轴、J6轴的转动方向。

在机器人1的手腕部16安装的作业工具17是用于进行点焊的焊枪，但不限于此，作为作业工具17，能够根据作业内容安装各种工具。

通常，在通过运算处理来检测机器人从动作允许区域的脱离或与动作禁止区域的干扰时，从减轻运算处理的负担、确保裕度的观点出发，大多以圆柱、球、长方体等简单的形状覆盖机器人的臂部、关节部、作业工具等，并求出这些形状是否脱离了动作允许区域或者是否与动作禁止区域干扰。在本实施方式中，也以圆柱、球、长方体的形状分别覆盖机器人1的臂部(臂12a、12b)、关节部13、作业工具17，来运算从动作允许区域的脱离、与动作禁止区域的干扰，但也可以使用表示机器人、作业工具自身的形状的模型来运算从动作允许区域的脱离、与动作禁止区域的干扰。此外，有时对覆盖机器人1的形状标注附图标记1M，称为机器人1M(例如，参照图6)。

图2表示模拟装置50的硬件结构例。如图2所示，模拟装置50可以具有经由总线将存储器52(ROM、RAM、非易失性存储器等)、显示部53、由键盘(或软件键)等输入装置构成的操作部54、存储装置55(HDD等)、输入输出接口56等与处理器51连接的作为一般的计算机的结构。作为模拟装置50，能够使用个人计算机、笔记本型计算机、平板终端、其他各种信息处理装置。

图3是模拟装置50的功能框图。如图3所示，模拟装置50具有区域设定部151、基准点设定部152、推定部153以及可视化部154。此外，在图3中还图示了作为硬件构成要素的显示部53、操作部54以及存储装置55。

区域设定部151提供设定动作允许区域或动作禁止区域的功能。例如，区域设定部151接受通过用户操作来设定或者选择动作允许区域或动作禁止区域的操作。例如，区域设定部151接受在作业空间内将一个或多个区域(长方体、多棱柱等由平面覆盖的区域、如球那样由曲面覆盖的区域等)设定为动作允许区域或动作禁止区域的操作。用户也可以考虑作业内容、配置在作业空间内的周边装置等各种物体来指定动作允许区域或动作禁止区域的数量、尺寸等，由此设定所期望的动作允许区域或动作禁止区域。或者，区域设定部也可以构成为接受从预先准备的多种动作允许区域(例如，机床的门关闭时的动作允许区域和机床的门打开时的动作允许区域)中进行选择的用户操作。

基准点设定部152设定作为对机器人1从动作允许区域脱离的动作(或者机器人1向动作禁止区域侵入的动作)进行模拟时的计算基准的位置。基准点能够作为使机器人1(控制点)模拟地动作时的目标位置、经由位置、动作开始位置等来使用。例如，基准点可以设定为在动作允许区域或动作禁止区域的外表面(边界面)上分布的点的集合。在动作允许区域(动作禁止区域)被设定为长方体的情况下，基准点可以设定为各平面上的格子点。基准点设定部152例如可以接受设定格子点状的基准点的间隔的用户操作来设定基准点。或者，基准点设定部152也可以自动地设定基准点。

推定部153推定由于机器人1脱离了动作允许区域而对机器人1施加停止时的动作、或者由于机器人1侵入了动作禁止区域而对机器人1施加停止时的动作。例如，推定部153进行机器人1的控制点(例如，TCP(工具中心点))朝向基准点的模拟动作，由此求出机器人1从动作允许区域脱离的部分。

可视化部154例如通过在显示部53显示机器人1的从动作允许区域脱离的部分或者侵入动作禁止区域的部分来进行可视化。

此外，在存储装置55中存储有用于模拟动作的机器人模型、覆盖机器人的形状模型等各种三维形状数据、臂、作业工具等各种物体的重量数据。

图4是表示在模拟装置50上执行的用于将机器人1从动作允许区域脱离的部分(侵入动作禁止区域的部分)可视化的处理(以下，也记载为可视化处理)的基本流程图。图4的可视化处理在模拟装置50的处理器51的控制下执行。

首先，用户对机器人1进行各种示教，由此生成动作程序(步骤S1)。接着，在区域设定部151的功能的辅助下，设定动作允许区域或动作禁止区域(步骤S2)。作为例示，在此，例如设定图6所示的长方体的动作允许区域300、或图7所示的球形的动作允许区域400。

接着，模拟装置50(推定部153)推定由于机器人1脱离动作允许区域而被施加停止时(由于机器人1侵入动作禁止区域而被施加停止时)的机器人1的动作(步骤S3)。

接着，模拟装置50(可视化部154)将机器人1的从动作允许区域脱离的部分(或者，机器人1的侵入动作禁止区域的部分)可视化(步骤S4)。

在此，对在上述步骤S3中执行的对机器人1脱离动作允许区域的动作(或者，侵入动作禁止区域的动作)进行模拟时的方法进行说明。作为对此时的模拟奠定基础的要素，能够考虑以下的(A1)至(A4)所示的要素。通过考虑、选择这些要素来进行模拟的组装，能够实施具有各种特性的模拟。以下，为了便于说明，对机器人离开动作允许区域的情况进行说明，但这些内容也同样能够应用于机器人侵入动作禁止区域时的动作。

(A1)基准点的配置

(A2)作业工具的姿势

(A3)机器人的动作的类型

(A4)朝向基准点的速度和方向

(A5)检测出脱离后的机器人的停止控制的类型

以下，对要素(A1)至(A5)进行说明。

(A1)基准点的配置

基准点是作为使机器人1进行脱离动作允许区域的动作时的基准而使用的位置，在动作允许区域(动作禁止区域)的边界面上进行设定是代表性的例子。在如图6所示那样动作允许区域构成为长方体的情况下，基准点可以设定为在动作允许区域的外表面的各平面上以预定的间隔如下配置的格子点。在图6中，示出了在形成为长方体的动作允许区域300的外表面(三个平面301-303)上将多个基准点331设定为格子点的状态。或者，如图7所示，在动作允许区域为球形的情况下，基准点也能够设定为在球面状的外表面(边界面)上均匀分布的点。在图7中，示出了在设定为球形的动作允许区域400的外表面上均匀分布地设定了多个基准点411的例子。

(A2)作业工具的姿势

机器人的脱离动作允许区域的部分的形状、轨迹取决于脱离动作允许区域时(即，朝向基准点时)的作业工具的姿势而变化。因此，在使机器人1进行某个动作而将脱离部分可视化时，以多个作业工具姿势进行模拟能够使模拟结果更有效。例如，在进行使机器人的TCP朝向基准点直线移动的动作的情况下，可以针对设定在作业工具的工具坐标系的X轴的±方向、Y轴的±方向、Z轴的±方向分别与机器人1的动作方向一致的多个工具姿势进行模拟。另外，除此之外，还能够通过绕X轴、Y轴、Z轴中的一个以上的轴的旋转来添加工具姿势。

(A3)机器人的动作指令的类型

机器人的动作指令具有使机器人的控制点(TCP)直线动作至目标位置的直线动作、使各轴进行动作而到达目标位置的各轴动作。直线动作能够适用于进行使机器人的控制点(TCP)朝向基准点以预定的速度、预定的方向移动那样的动作的模拟的情况。作为一例，在进行从基准点使各轴分别以其最大速度动作那样的模拟的情况下，能够恰当地采用各轴动作。

(A4)朝向基准点的速度、方向

机器人1的脱离动作允许区域的部分的形状、轨迹可取决于朝向基准点的机器人1的速度和方向而变动。例如，设想动作允许区域为长方体的情况。在使机器人1的控制点(TCP)朝向格子点通过直线动作进行移动的情况下，认为使TCP的移动方向相对于作为该格子点所在的动作允许区域的外表面的平面垂直并使动作速度最大，对于使脱离部分最大化是有效的。但是，认为在靠近动作允许区域的拐角的部分，使TCP的移动方向相对于外表面(平面)倾斜(例如，使TCP的移动方向接近从动作允许区域的几何中心朝向该拐角部的方向)对于使脱离部分最大化是有效的。此外，在此叙述的事项也适用于求出向禁止进入区域的侵入部分的情况。推定部153在要求出脱离部分(侵入部分)时，可以考虑上述事项。此外，关于朝向格子点的机器人1的速度和角度，例如可以考虑作业空间的性质而设定为任意的值。

(A5)停止控制的类型

作为检测到机器人1从动作允许区域的脱离(向动作禁止区域的侵入)后使机器人1停止时的动作，除了设想通过紧急停止的惯性移动的情况以外，还设想通过预定的减速控制进行停止的情况。在要求出由于紧急停止而产生的惯性移动的动作时，预先求出在进行了紧急停止时机器人1的各轴惯性移动何种程度。在机器人1脱离动作允许区域时(侵入动作禁止区域时)，在进行预定的减速控制的情况下，能够根据该减速控制的减速控制模式来求出机器人1脱离动作允许区域时(侵入动作禁止区域时)的动作。此外，在预定的减速控制中，可以计划用于使机器人1顺畅地停止的轨道，进行使机器人1沿着该轨道移动的控制。

以下，说明上述步骤S3中的推定部153的推定动作的具体例。图5是表示步骤S3中的推定部153的推定动作的具体例的流程图。在此，设为动作允许区域被设定为长方体，在动作允许区域的外表面上的各平面上基准点被设定为格子点。

在步骤S31中，模拟装置50(基准点设定部152)在覆盖动作允许区域或动作禁止区域的面(外表面)上，设定作为计算机器人1从动作允许区域脱离的部分或侵入动作禁止区域的部分时的基准点的格子点。例如，模拟装置50(基准点设定部152)可以从用户接受用于指定格子点的间隔的操作输入，在覆盖动作允许区域或动作禁止区域的面上以指定的间隔设定格子点。

在此，设定了图6所示那样的长方体状的动作允许区域300。另外，在构成动作允许区域300的外表面的6个平面(图6中示出了3个平面301～303)上以指定的间隔设定基准点(格子点)331。

在步骤S32中，模拟装置50(推定部153)设定机器人1朝向格子点进行动作时的作业工具的姿势。然后，推定部153求出机器人1从格子点脱离动作允许区域后直到停止为止的动作(或者，机器人1从格子点侵入动作禁止区域后直到停止为止的动作)(步骤S33)。

推定部153针对全部的格子点反复执行步骤S32、S33中的动作(步骤S34的循环处理)，并且针对各种工具姿势反复执行步骤S32、S33中的动作(步骤S35的循环处理)。

对步骤S32～S35中的具体的动作例进行说明。在以下说明的动作例中，认为在机器人1在与动作允许区域300的外表面垂直的方向上以最大速度冲出时，惯性移动距离大。因此，在该情况下，以TCP朝向格子点，在与格子点所在的面(动作允许区域的外表面)垂直的方向上前进的方式，使机器人1通过直线动作以最大速度进行动作，从而推定机器人冲出动作允许区域时的各停止位置，将从动作允许区域超出的部分可视化。作为停止动作，设想如下情况：在检测到机器人1(机器人1M)从动作允许区域脱离后，进行紧急停止动作，机器人1惯性移动而停止。关于工具姿势，设想工具坐标系的-X轴方向、+Y轴方向、+Z轴方向分别与TCP朝向格子点的方向一致的3种姿势下的动作。

如图8所示，使设定在作业工具17的工具坐标系的-X轴方向与机器人1的TCP(工具坐标系的原点)的移动方向一致。使处于该姿势101的状态的机器人1在与动作允许区域300的面垂直的方向上朝向基准点(格子点)331，在-X轴方向上以机器人1(TCP)的最大速度进行直线动作。姿势102是机器人1(机器人1M)离开动作允许区域300的瞬间的姿势。在此，设为在臂前端部附近的位置P1，机器人1(机器人1M)从动作允许区域300冲出。求出该瞬间的各轴姿势(角度)。另外，求出从该姿势102向跟前(该情况下为TCP的+X方向)减去了微小距离的位置的各轴姿势。从前者的各轴姿势减去后者的各轴姿势而得的差值成为机器人以直线动作从动作允许区域300出来的瞬间的机器人1的各轴的动作速度之比。作为示例，设机器人1为6轴机器人，关于J1轴至J6轴，在此求出的动作速度的比为m1：m2：m3：m4：m5：m6。

根据该比值以及机器人1的各轴的最大动作速度，能够得到机器人1以能够得到的最大速度进行直线动作而从动作允许区域300出来的瞬间的机器人1的各轴的动作速度。即，将各轴的速度比的值设为n倍，求出某个轴的值成为该轴的最大动作速度、其他轴的值成为最大动作速度以下那样的n的值即可。在将上述比值m1至m6设为n倍的情况下，若J6轴的值(n×m6)成为J6轴的最大速度，其他轴的值(n×m1)、(n×m2)、(n×m3)、(n×m4)、(n×m5)为这些轴各自的最大速度以下，则这些速度是机器人1以能够得到的最大速度进行直线动作而从动作允许区域出来的瞬间的各轴的动作速度。

如果得到各轴的动作速度，则能够由此求出机器人1惯性移动并停止的位置。能够认为机器人1的各轴的惯性移动的量按每个轴与惯性移动即将开始前的速度以及作业工具17的重量具有关系。各轴的惯性移动的量与惯性移动即将开始前的速度以及工具的重量的关系预先通过实验等求出。模拟装置50例如在存储装置55中预先存储用于表示各轴的惯性移动的量与惯性移动即将开始前的速度以及作业工具17的重量之间的关系的信息。

关于一个驱动轴，图9示出了表示执行了机器人1的紧急停止时的驱动轴的惯性移动量(变化量)的表。在该表中表示了在一个驱动轴中，在以预先决定的方向以及预先决定的动作速度驱动机器人1的期间进行了紧急停止时的驱动轴的变化量。驱动轴的变化量相当于执行紧急停止后直到机器人1完全停止为止的旋转角度。

驱动轴的变化量为紧急停止紧前的驱动轴的动作速度与作业工具的重量的函数。作业工具越重，执行紧急停止后的驱动轴的变化量越大。另外，执行紧急停止时的驱动轴的动作速度越大，驱动量的变化量越大。图9所示的驱动量的变化量可以通过实际驱动机器人1而预先求出。模拟装置50针对各驱动轴保有图9所示的表格。

例如，设为具有图9的表所示的关系的轴在惯性移动开始时的速度为20deg/s，作业工具的重量为30kg。在该情况下，模拟装置50的推定部153从该表取得该轴的惯性移动量(角度)为8deg。然后，推定部153基于针对各轴预先存储的图9那样的关系，通过上述方法根据所得到的各轴的惯性移动开始时的速度，求出各轴的惯性移动量。由此，推定部153能够取得机器人1由于紧急停止而惯性移动并停止为止的机器人1的动作。

图10表示使通过以上的动作而得到的机器人1脱离动作允许区域300并停止的状态可视化的例子。在此，将机器人1的作业工具17以及臂前端部(将它们大量简化后的形状)脱离了动作允许区域300的外表面的状态可视化为姿势103。此外，在此，记载了将机器人1已停止的状态可视化的例子，但也可以包括机器人1停止前的动作在内而可视化。

模拟装置50针对全部的格子点，执行以上说明的机器人1从动作允许区域300脱离的部分(或者，向动作禁止区域的侵入部分)的可视化。

另外，推定部153针对全部的工具姿势，执行机器人1从动作允许区域300脱离的部分(或者，向动作禁止区域的侵入部分)的可视化。在本例中，作为工具的姿势，推定部153对于以下三个动作，计算机器人1从格子点脱离动作允许区域时(侵入动作禁止区域时)的机器人1的该脱离部分(或者侵入部分)的位置、姿势。

·工具坐标系的-X轴的方向与机器人1(TCP111)的移动方向一致的工具姿势下，机器人1(TCP111)朝向基准点(格子点)331的动作(图11A)；

·工具坐标系的+Y轴的方向与机器人1(TCP111)的移动方向一致的工具姿势下，机器人1(TCP111)朝向基准点(格子点)331的动作(图11B)；

·工具坐标系的+Z轴的方向与机器人1(TCP111)的移动方向一致的工具姿势下，机器人1(TCP111)朝向基准点(格子点)331的动作(图11C)。

设为通过以上的动作，从动作允许区域的任意的位置以任意的工具姿势冲出而施加了紧急停止，能够进行机器人从动作允许区域冲出的范围的推定和可视化。同样地，对于动作禁止区域，也能够进行机器人可侵入的范围的推定和可视化。

图12表示通过参照上述步骤S31至S35而说明的模拟动作将脱离了动作允许区域300的机器人1(机器人1M)的全部姿势可视化的例子。例如，在显示部53显示图12那样的模拟结果。用户基于该模拟结果，作为一例，能够以图12所示的配置关系来决定安全栅F1、F2的配置。

或者，推定部153可以在作为机器人1(机器人1M)脱离动作允许区域300时的模拟结果而得到图13所示的状态的情况下，基于该模拟结果来求出安全栅F10的配置。并且，可以通过可视化部154使推定部153求出的安全栅的配置可视化。作为一例，可以将安全栅F10的位置决定为相对于机器人1(机器人1M)从动作允许区域300的各面冲出的最大冲出量具有预定的裕度。

参照图5的步骤S31至S35，在上述的模拟动作例中，对使机器人1进行直线动作时的例子进行了说明，但如上所述，也可以具有使机器人1进行各轴动作来求出脱离动作允许区域的机器人1的动作的例子。在采用各轴动作的情况下，可以采用以下的动作(B1)或(B2)那样的动作。

(B1)机器人1以经过基准点的方式或者将基准点作为动作开始点来进行各轴动作。若检测到机器人1从动作允许区域的脱离，则施加紧急停止。关于紧急停止后的各轴的动作量，可以设为在施加紧急停止的瞬间各轴分别以最大速度进行动作，使用图9所示的表来进行计算。或者，作为脱离动作允许区域的位置附近的机器人1的举动，可以求出脱离动作允许区域的瞬间的各轴的速度、以及从该位置向跟前后退的位置处的各轴的速度，在各轴的速度处于增加方向时，作为在机器人脱离动作允许区域的瞬间机器人的各轴是各自的最大速度，与上述同样地求出惯性移动量。

(B2)进行从基准点使特定的轴大幅动作的举动，求出机器人脱离动作允许区域的部分的位置和姿势。例如，可具有以下的例子：进行仅使J1轴在可动作范围内摆动的动作、进行仅使J2轴及J3轴在各自的可动作范围内摆动的动作。

图14、图15表示通过上述的可视化处理使机器人1M脱离动作允许区域而停止的状态可视化的例子。此外，图14表示从侧方观察机器人1M时的可视化的例子，图15是从斜上方观察机器人1时的可视化的例子。在此，省略覆盖机器人1的形状。在本例中，机器人1的臂前端部1A脱离了动作允许区域。此外，如果将除了动作允许区域300以外的空间500定义为动作禁止区域，则图14以及图15表示机器人1(机器人1M)侵入到动作禁止区域(空间500)的状态。

机器人1除了如图1所示固定在设置面20的情况以外，有时也搭载在行驶台。参照图16以及图17，对机器人1以能够移动的方式搭载在行驶台上时的从动作允许区域脱离的部分的可视化处理进行说明。如图16所示，移动机构180具有轨道181、以能够移动的方式搭载在轨道181上的行驶台182、以及用于驱动行驶台182的电动机183。机器人1(机器人1M)搭载在行驶台182上。

图16还图示了在该结构的情况下设定的动作允许区域300A。在此，使机器人1(机器人1M)朝向在动作允许区域300A的图中左方向的面(以下，记载为前表面)上设定的基准点以在步骤S31至S35中例示的动作进行动作，并且使行驶台182朝向图中左方向(前方)移动。在上述动作中，在位置P21，检测出机器人1的臂前端部从动作允许区域300脱离。从该瞬间使机器人1和行驶台182紧急停止，求出由于惯性移动机器人1从动作允许区域300脱离的部分的动作。

关于机器人1的惯性移动量，如上所述，能够通过使用了图8那样的表的计算方法来求出各轴的惯性移动量。关于行驶台182，通过例如作为数值数据(表)预先求出装载重量与惯性移动距离的关系，能够得到该情况下的惯性移动距离。然后，通过对机器人1的惯性移动量加上行驶台182的惯性移动距离，得到脱离动作允许区域300的部分的动作。

图17示出了搭载在行驶台182的机器人1在位置P22从动作允许区域300A冲出时的例子。在该情况下，机器人1冲出动作允许区域300时的行驶台182的位置与图16时的行驶台182的位置不同，因此冲出动作允许区域300A时的机器人1的姿势成为与图16所示的情况不同的姿势。

另外，在此，对机器人脱离动作允许区域时的动作进行了说明，但此处说明的内容也同样适用于求出机器人侵入动作禁止区域的部分的情况。

如此，在机器人1搭载在行驶台那样的构成例中，也能够求出机器人从动作允许区域脱离的部分(或者，侵入动作禁止区域的部分)并可视化。

如以上说明的那样，根据本实施方式，能够将机器人从动作允许区域脱离的部分、或者机器人侵入动作禁止区域的部分可视化，从而在适当的位置设置栅栏。

以上使用典型的实施方式对本发明进行了说明，但本领域技术人员能够理解，在不脱离本发明的范围的情况下，能够对上述各实施方式进行变更以及各种其他变更、省略、追加。

上述实施方式中的用于求出脱离动作允许区域的机器人的动作并可视化的各种功能也同样能够应用于求出侵入动作禁止区域的机器人的动作并可视化的情况。

例如，在图3所示的功能框图中，其全部要素并不是必须的。例如，可以将通过可视化处理得到的图像显示在模拟装置50的外部的装置的显示部。模拟装置50可以从外部装置取得三维形状数据、重量数据、图9所示的表等。

图3所示的模拟装置的功能块可以通过模拟装置的处理器执行存储在存储装置的各种软件来实现，或者也可以通过以ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)等硬件为主体的结构来实现。

执行上述实施方式中的可视化处理等各种处理的程序能够记录在计算机可读取的各种记录介质(例如，ROM、EEPROM、闪存等半导体存储器、磁记录介质、CD-ROM、DVD-ROM等光盘)。

附图标记的说明

1、1M 机器人

11 旋转部

12a、12b 臂

13 关节部

14 电动机

16 手腕部

17 作业工具

19 基座部

20 设置面

50 模拟装置

51 处理器

52 存储器

53 显示部

54 操作部

55 存储装置

56 输入输出接口

111 TCP

151 区域设定部

152 基准点设定部

153 推定部

154 可视化部

180 移动机构

181 轨道

182 行驶台

183 电动机

300、400 动作允许区域

331、411 基准点

F1、F2、F10 安全栅。

Claims (14)

1.一种模拟装置，其特征在于，具备：

区域设定部，其设定机器人的动作允许区域；

推定部，其推定由于所述机器人脱离了所述动作允许区域而对所述机器人施加了用于停止的控制时的所述机器人的动作；以及

可视化部，其基于推定出的所述机器人的动作，使所述机器人的从所述动作允许区域脱离的部分可视化。

2.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，

所述区域设定部基于用户输入来设定所述动作允许区域。

3.根据权利要求1或2所述的模拟装置，其特征在于，

所述推定部针对搭载在所述机器人的作业工具的多个姿势中的各个姿势推定所述机器人的动作。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的模拟装置，其特征在于，

所述模拟装置还具备基准点设定部，

该基准点设定部设定在所述推定部中使所述机器人模拟地动作时的作为目标位置、经由位置或动作开始位置而使用的基准点。

5.根据权利要求4所述的模拟装置，其特征在于，

所述基准点设定部基于用户输入来设定所述基准点。

6.根据权利要求4或5所述的模拟装置，其特征在于，

所述基准点被定义为在所述动作允许区域的外表面上分布的多个点。

7.根据权利要求4至6中的任意一项所述的模拟装置，其特征在于，

所述推定部通过直线动作或各轴动作使所述机器人模拟地动作来推定所述机器人的动作。

8.根据权利要求4至6中的任意一项所述的模拟装置，其特征在于，

所述推定部通过直线动作使所述机器人的控制点相对于所述基准点在预定的方向上以预定的速度模拟地动作。

9.根据权利要求6所述的模拟装置，其特征在于，

所述推定部使所述机器人的控制点朝向所述基准点，通过直线动作在与所述基准点所存在的所述动作允许区域的外表面垂直的方向上，以所述机器人的最大速度模拟地动作。

10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的模拟装置，其特征在于，

用于使所述机器人停止的控制是紧急停止和基于预定的减速控制的停止中的任意一个。

11.根据权利要求10所述的模拟装置，其特征在于，

用于使所述机器人停止的控制是所述紧急停止，

所述推定部基于表示所述机器人从所述动作允许区域脱离的瞬间的各轴的动作速度以及搭载在所述机器人的作业工具的重量与所述各轴的惯性移动量之间的关系的信息，求出所述机器人脱离所述动作允许区域后直到停止为止的所述机器人的动作。

12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的模拟装置，其特征在于，

所述推定部基于所述机器人的动作的推定结果，求出应配置在所述动作允许区域的外侧的安全栅的配置，

所述可视化部基于求出的所述安全栅的配置，还使所述安全栅可视化。

13.根据权利要求1至12中的任意一项所述的模拟装置，其特征在于，

关于搭载在行驶台的所述机器人，所述推定部推定由于所述机器人脱离了所述动作允许区域而对所述机器人以及所述行驶台施加了用于停止的控制时的所述机器人以及所述行驶台的动作。

14.一种模拟装置，其特征在于，具备：

区域设定部，其设定机器人的动作禁止区域；

推定部，其推定由于所述机器人侵入了所述动作禁止区域而对所述机器人施加了用于停止的控制时的所述机器人的动作；以及

可视化部，其基于推定出的所述机器人的动作，使所述机器人的侵入所述动作禁止区域的部分可视化。