JP2009282755A - シミュレーション装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シミュレータ1のシミュレーション管理部2は、動作ツリーを構成するタスクの接続関係に基づいて、自己に予め記憶している実行用プログラムにより実機5を直接制御すると共に仮想表示空間で仮想機6を制御するように構成されている。これにより、実機5と仮想機6との動作の同期を確実に図ることができると共に、実機5と仮想機6との動作を切換えた場合であっても同期化を維持することができる。
【選択図】図1
Description
また、シミュレーション実行時に実在機器と仮想機器との一部の動作を切換えた場合に、実在機器は自分に搭載されているプログラムに基づいて動作するために、想定したシナリオ通りに動作の同期を図ることができないという問題がある。
図1は、シミュレータの構成を概略的に示すブロック図である。シミュレータ1は、図示しないマイクロコンピュータを主体とするシミュレーション管理部(制御手段、シミュレーション手段、実行手段、監視手段に相当)2、設定部(設定手段に相当)3、モニタリング部4から構成されている。シミュレーション管理部2は、複数の実機(実在機器に相当)5、或いは当該実機5に対応する仮想機(仮想機器に相当)6を動作するための実行用プログラムA,B,C……を記憶しており、それらの実行用プログラムをタスク管理バッファ7に記憶されたタスクの情報を参照しながら順に実行可能となっている。
(1)シミュレーション管理部2は内部メモリに実行用プログラム(図1にA,B,C……で示す)を記憶しており、実機5の制御を直接行ったり(従来のものでは、実機内部に動作プログラムが存在する)、仮想機6の制御を仮想表示空間で制御したりするようになっている。
(2)実機5はシミュレーション管理部2のゲート8に電気的に接続され、実機5に対する制御はゲート8を通じて直接行うようになっている。
(3)ゲート8は、実機5に通電可能なようにON/OFF可能となっている。実機5がない(不要な)場合は、ゲート8をOFFするが、対応する仮想機6への接続は常にON(仮想機6は常に実行可能とするという意味)させる。
(4)実機5及び仮想機6の動作制御はタスクとして管理し、実機5を接続した場合は実機5及び仮想機6のタスクを常に並列化して扱う。
(5)実行時に順次実行のタスクに加えて、並列化された実機5及び仮想機6のタスクの情報をタスク管理バッファ7に積み、タスク完了時にタスク管理バッファ7から消去する。タスク管理バッファ7が空なら動作は全て完了しているので、次の動作に移行する。
(1)設備動作は、設定部3を起動し、後述のように規定された動作ツリーによる表現で記述する。
(a)動作ツリーはノードを階層化した構造で、ノード間の関係(親子、兄弟)で動作シーケンスを表現する。ノードとは、後述するようにフローチャートで記述することが可能な設備の動作を単独で完結する1つの動作となるように規定し直した動作ツリー上のタスクのことである。
(b)ノードの種類により、動作の種類を決定する。
(2)実機5と仮想機6とを混在させた場合は、両者の動作を同期化する。
同期化の手法として、後述するようにタスク管理バッファ7によるタスクの管理を用いた。
(1)動作シーケンス全体を単独で完結する動作に分割(本発明でいうタスクに分割)
(2)順次動作と並列動作とを区分する。
(3)動作シーケンス全体を後述する決まりにより動作ツリーで構成させる。
ツリー構造の決まりとしては、
(1)順次動作は親子として構成させる。
(2)並列動作は兄弟として構成させる。
(3)動作終了の同期化が必要な動作はサブツリーとして構成させる。
(1)ノードの親と子の関係はタスクの順次実行を意味し、親ノードから子ノード、孫ノードの順に実行する。
(2)ノードの兄弟の関係は並列実行を意味し、親ノードのタスクが完了した時点で実行を開始する。
(3)子ノードがないノードで一連の順次処理の終わりを意味する。
(1)開始ノードを、最初にタスク管理バッファ7に積む。
(2)タスク管理バッファ7に積まれている全タスクを実行する。
(3)処理が完了したタスクがあれば、親ノードに接続された全ての子ノードをタスク管理バッファ7に積み、親ノードに対応したタスクをタスク管理バッファ7から削除する。
(4)タスク管理バッファ7に積まれている全タスクを実行する。
(5)上記(3)と(4)を繰返す。
(6)タスク管理バッファ7が空になれば、動作完了となる。
実機設備が導入されるのに先立って、シミュレータ1により仮想機6の動作を確認する。図5は、仮想機6による動作ツリーの一例を示している。仮想設備(仮想機に相当)でパレット供給(ACT1)を実行し、パレットが到着したときは、仮想ロボット(仮想機に相当)の移動(ACT2−2)を実行し、仮想ロボットが到着したときは、仮想ロボットによりパレット上のロボットワークを取り出す(ACT3)という一連の動作シーケンスを想定する。
さて、実機5を設置した場合は、実機5と、当該実機5に対応する仮想機6とを並列に実行させ、実機5の実際の動作、或いは動作速度を確認することにより、実機5のプログラムの修正に反映させることができる。
(1)ACT1のパレットの移動はパレットが到着して完結することから、パレットの移動から到着するまでが1つのタスクMと規定することができる。
(2)ACT2−1の実機ロボットの移動は実機ロボットが到着して完了することから、実機ロボットの移動から到着までを1つのタスクO’と規定することができる。
(3)ACT2−2の仮想ロボットの移動は仮想ロボットが到着して完了することから、仮想ロボットの移動から到着までを1つのタスクOと規定することができる。
(4)ACT3の仮想ロボットによるロボットワークの取り出しはこれ自体で完了することから、1つのタスクNと規定することができる。
図9に示す例では、仮想ロボットの動作が先に終了し、実機ロボットの動作がまだ終了していない場合を示しており、ローカルバッファに積まれたタスクOが消去されるものの、タスクO’は依然としてローカルバッファに積まれている。
以上のようにして、動作ツリーによりタスクの動作の順序を記述しながら、サブツリーを用いることにより実機5と仮想機6との並列動作の実行開始及び実行終了の同期化を図ることが可能となる。
また、モーションCALLノードが記述されている場合は、CALL動作を実行することにより、CALL動作の動作対象となる全てのタスクの実行が終了するまで次の動作を実行しないので、動作ツリーを用いながら、実機5と仮想機6との実行終了の同期を図ることができる。
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
並列動作による実機5と仮想機6との終了が同期でない場合は、実記5の終了タイミングが仮想機6の終了タイミングに合うように実機5の速度を変更するようにプログラムを自動的に補正するようにしてもよい。
Claims (1)
- 複数の実在機器のうち、シミュレーション対象となる実在機器の動作を直接制御する制御手段と、
シミュレーション対象となる実在機器の動作を仮想表示空間で仮想機器により模擬するシミュレーション手段と、
シミュレーション対象となる前記実在機器、及び前記仮想機器の動作シーケンスを、前記実在機器、及び前記仮想機器のタスクに対応したノードをタスクの動作順に接続したツリー構造で設定する設定手段と、
前記設定手段により設定されたツリー構造のノードが前記仮想機器を動作させるタスクに対応する場合は前記シミュレート手段により前記仮想機器を動作させ、前記実在機器を動作させるタスクに対応する場合は前記制御手段により前記実在機器を動作させることによりノードの接続順に従って当該ノードに対応したタスクを順に実行する実行手段と、
前記実行手段により実行される前記実在機器及び前記仮想機器の動作状態を監視する監視手段とを備え、
前記実行手段は、前記設定手段により前記実在機器のノードと前記仮想機器のノードとが並列接続されていた場合は、それらのノードに対応するタスクを実行開始すると共に、それらの全てのタスクが完了することを前記監視手段が確認したことを条件として次に接続されているノードに対応したタスクを実行することを特徴とするシミュレーション装置。
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