JP2018103343A - 保持可否結果出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保持部材に関するパラメータを考慮した精度の高いシミュレーションによる保持可否結果出力装置を提供する。【解決手段】ユーザは、入力ＵＩ部１７０を介してワーク情報を入力する（ステップＳ１）。選定制御部１７５は、入力ＵＩ部１７０を介して入力されるワーク情報などに基づき、吸着パッドの自動選定処理（ステップＳ２）、ワークの物理モデルの自動選定処理（ステップＳ３）、ロボットの自動選定処理（ステップＳ４）、振動の許容幅の確認処理（ステップＳ５）を実行した後、選定結果を表示する（ステップＳ６）。選定制御部１７５は、ユーザからの入力指示に基づき、選定結果に問題があるか否かを判断する（ステップＳ７）。【選択図】図６

Description

本発明は、ワークを保持する装置に適用して好適な保持可否結果出力装置に関する。

一般に、工場の製造ラインなどにおいては、部品や製品等（以下、「ワーク」と総称する。）を保持して他の場所へ搬送する装置としてピックアンドプレース装置が用いられている。多くの場合、部品を保持するための保持部として吸着パッドやチャックなどの保持部材が用いられるが、これらピックアンドプレース装置は、最適な動作が行われるよう、製造ラインのオペレータ等が実際に装置を動作して試行錯誤しながら調整しているのが現状である。
しかしながら、実際に装置を動作して調整する方法では、そもそも、実機が完成していなければ実施できない、あるいは生産ラインにすでに実機がある場合であっても、調整作業ためにピックアンドプレース装置の本来の作業を中断させる必要やラインを停止する必要があり、生産効率が悪化するという問題がある。
かかる問題を解消する方法の１つとして、ワークを搬送するロボットに関し、表示パネルなどを備えた画像出力装置上でロボットの動作プログラムを作成できるシミュレーション方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０７−２５６５７８号公報

しかしながら、上述した従来のシミュレーション方法では、ロボットの動作速度をパラメータとして振動加速度を推定等するにすぎず、シミュレーションによって得られる振動を確認することで、指定された振動加速度以下で動作し得る動作速度を決定できるだけで、ロボットがワークを保持可能か否かをシミュレートすることはできない、という問題があった。特に、上記のようなワークを搬送するロボットにおいては、使用するワークに応じた保持部材の形状、材質など、保持部材に関するパラメータなどもシミュレーション結果に影響を与えると考えられるが、保持部材に関するパラメータは何ら考慮されていないのが現状である。

本発明は、以上説明した事情を鑑みてなされたものであり、保持部材に関するパラメータを考慮した精度の高いシミュレーションによる保持可否結果出力装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る保持可否結果出力装置は、ワークの外形情報と質量情報とを含むワーク情報を受け付ける入力部と、ロボットに設置されるワークの保持部材に関する保持部材情報を複数記憶する第１記憶部と、ワーク情報に基づいてワークが保持部材によって保持可能か否かをシミュレートし、シミュレーションの結果、ワークが保持可能と判定された保持部材を、保持部材候補として選定する第１選定部と、第１選定部によって選定された保持部材候補の保持部材情報を出力する出力部とを具備する。

上記構成によれば、入力されるワーク情報に基づいて対象となるワークが保持可能か否かをシミュレートすることができる。ここで、シミュレーションの際には、保持部材に関するパラメータが考慮されるため、これらのパラメータが何ら考慮されない従来のシミュレーション方法に比べて、精度の高いシミュレーションを実現することが可能となる。

上記態様において、保持部材は、吸着パッドであり、保持部材候補は、吸着パッド候補である構成としてもよい。

上記態様において、吸着パッド候補の保持部材情報は、吸着パッド形状、材質、径、個数、ワークに対する吸着パッドの吸着位置の少なくともいずれかを含む構成としてもよい。

上記態様において、吸着パッド候補の保持部材情報は、さらに、吸着パッドのメーカおよびメーカの型式のいずれかを含む構成としてもよい。

上記態様において、吸着パッド候補の保持部材情報は、ワークに対する吸着パッドの配置を含み、出力部は、ワークをあらわす画像に、吸着パッドの配置をあらわす画像を重畳して表示部に表示し、表示部に表示された吸着パッドの配置の修正指示を受け付ける修正入力部と、修正指示に従って吸着パッドの配置を修正する修正部とをさらに具備する構成としてもよい。

上記態様において、ワークの外形情報は、ワークの高さのばらつき、ワークの吸着痕の許容の有無の少なくともいずれかを含む構成としてもよい。

上記態様において、ワークの外形情報は、ワークの表面の粗さである構成としてもよい。

上記態様において、入力部は、さらにワークの振動の許容値を受け付け、ワークの振動の許容値を表示する表示部をさらに具備する構成としても良い。

上記態様において、ロボットに関するロボット情報を複数記憶する第２記憶部と、ワーク情報に基づいて、ワークを保持するロボットのロボット情報を、複数のロボット情報の中からロボット候補として選定する第２選定部とを具備構成としても良い。

本発明の他の態様に係る保持可否結果出力装置は、ワークごとに、検索情報とワーク情報とを対応づけて記憶するワーク記憶部と、ロボットに設置されるワークの保持部材に関する保持部材情報を複数記憶する第１記憶部と、いずれかのワークの検索情報の入力を受け付ける入力部と、入力されたワークの検索情報をキーとしてワーク記憶部を検索することにより、入力されたワークに対応するワーク情報を取得する取得部と、取得したワーク情報に基づいてワークが保持部材によって保持可能か否かをシミュレートし、シミュレーションの結果、ワークが保持可能と判定された保持部材を、保持部材候補として選定する第１選定部と、第１選定部によって選定された保持部材候補の保持部材情報を出力する出力部とを具備する。

本発明の他の態様に係る保持可否結果出力装置は、ワークの外形情報と質量情報とを含むワーク情報を受け付ける第１入力部と、ロボットの動作速度または動作加速度の入力を受け付ける第２入力部と、ロボットに設置されるワークの保持部材に関する保持部材情報の入力を受け付ける第３入力部と、ワーク情報に基づいてワークが保持部材によって保持可能か否かをシミュレートし、シミュレーションの結果を出力する出力部とを具備する。

本発明によれば、保持部材に関するパラメータを考慮した精度の高いシミュレーションによる保持可否結果出力装置を提供することが可能となる。

本実施形態におけるシミュレーション装置のハードウェア構成を示す図である。 シミュレーション装置に係る第１の機能構成を示すブロック図である。 モーションプログラム及びモーションパラメータを例示した図である。 ピックアンドプレース装置における保持部とワークの物理モデルを例示した図である。 吸着パッドＤＢの登録内容を例示した図である。 ワーク情報入力画面を例示した図である。 ウィザード形式のワーク情報入力画面を例示した図である。 ワーク吸着の成否の判定条件を例示した図である。 シミュレーション装置による事前準備処理を示すフローチャートである。 吸着パッドの自動選定処理を示すフローチャートである。 吸着パッドの形状の自動選定処理を示すフローチャートである。 吸着パッドの素材の自動選定処理を示すフローチャートである。 吸着パッドの径・個数・吸着位置の自動選定処理を示すフローチャートである。 安全率の算出処理を示すフローチャートである。 吸着パッドの径と個数の決定処理を示すフローチャートである。 吸着パッドの吸着位置の決定処理を示すフローチャートである。 吸着パッドの吸着位置を例示した図である。 吸着パッドの吸着位置を決定・修正する場合の入力画面を例示した図である。 ワークの物理モデルの登録内容を例示した図である。 ロボットの自動選定に関する入力画面を例示した図である。 許容幅でワークが振動する様子を例示した図である。 選定結果を示す確認画面を例示した図である。 シミュレーション装置に係る第２の機能構成を示すブロック図である。 ワーク情報ＤＢの登録内容を例示した図である。 シミュレーション装置による事前準備処理を示すフローチャートである。 対象ワークを選択するための入力画面を例示した図である。 ワーク情報入力画面を例示した図である。 変形例１に係るシステム構成を示す図である。 シミュレーション装置の機能構成を示すブロック図である。 シミュレーション装置による事前準備処理を示すフローチャートである。 変形例２に係るシステム構成を示す図である。 シミュレーション装置の機能構成を示すブロック図である。 吸着パッドの吸着位置の決定処理を示すフローチャートである。 吸着パッドの吸着位置の補正処理を示すフローチャートである。 変形例３に係るシステム構成を示す図である。 シミュレーション装置の機能構成を示すブロック図である。 入力画面を例示した図である。 変形例４に係る選定結果の修正処理を示すフローチャートである。 変形例５に係るシミュレーション処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。さらに、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。

Ａ．本実施形態
＜１．構成＞
図１は、本実施形態に係るシミュレーション装置１０００のハードウェア構成を示す図である。シミュレーション装置１０００は、ピックアンドプレース装置（ロボット）によるワークの正常な保持（搬送を含む）が可能か否か等をシミュレートするための装置であり、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）やワークステーションなどによって構成されている。図１に示すように、シミュレーション装置１０００は、一般的なＰＣと同様、制御部１１００と、入力部１２００と、表示部１３００と、記憶部１４００と、光ディスク駆動装置１５００と、通信インタフェース１６００とを備えている。

制御部１１００は、シミュレーション装置１０００を中枢的に制御する機能を担っており、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１０、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１２０、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１３０等を備えている。ＣＰＵ１１１０は、ＲＯＭ１１２０及びＲＡＭ１１３０に記憶されたデータ及びプログラムに基づいて、後述する各種の処理を行うとともに、シミュレーション装置１０００の各部を制御する。

入力部１２００は、キーボード１２１０、マウス１２２０のほか、各種操作ボタンやテンキーなどを備えており、各種コマンドやデータをシミュレーション装置１０００に入力するために利用される。

表示部１３００は、液晶パネルなどのモニタを備えており、シミュレーション結果等を表示するために利用される。

記憶部１４００は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）やフラッシュメモリなど、各種の記憶装置によって構成されている。光ディスク駆動装置１５００は、制御部１１００による制御のもと、各種のディスクメディア（ＣＤ−ＲＯＭやブルーレイディスク）に記憶されたデータの読み込みや、ディスクメディアに対するデータの書き込み等を行う。通信インタフェース１６００は、各種通信（有線、無線通信など）により、外部装置との間でデータの授受を行うために利用される。なお、シミュレーション装置１０００に係るシミュレート機能をピックアンドプレース装置に直接実装しても良い。

＜２．機能＞
２−１．第１の機能構成（ワーク情報をユーザが入力する場合）
ここで、図２は、シミュレーション装置１０００に係る第１の機能構成を示すブロック図である。シミュレーション装置（保持可否結果出力装置）１０００は、ＲＯＭ１１２０やＲＡＭ１１３０等のメモリに記憶されたソフトウェアとハードウェア資源（ＣＰＵ１１１０など）とが協働することにより、以下に示す各部を実現する。なお、本実施形態では、部品や製造品などのワークを保持する保持部材として吸着パッドを用いたピックアンドプレース装置の動作をシミュレーション対象とするが、後述するように、吸着パッドの代わりにチャックを用いたピックアンドプレース装置の動作をシミュレーション対象としても良い。また、以下に説明する第１の機能構成は、ワーク情報（ワークに関する詳細な情報；後述）をユーザが入力する場合を想定する。

図２に示すように、シミュレーション装置１０００は、モーションプログラムＤＢ１１０、モーションパラメータＤＢ１２０、モーション指令値計算部１３０、３Ｄ-ＣＡＤデータＤＢ１４０、ワークの物理モデルＤＢ１５０ａ、吸着パッドの物理モデルＤＢ１５０ｂ、吸着パッドＤＢ１６０、入力ユーザインタフェース（ＵＩ）部１７０、選定制御部１７５、ダイナミクス計算部１８０、３Ｄ表示部１９０、吸着成否計算部２００、モーションパラメータ編集部２１０を備えて構成される。

図３は、モーションプログラム及びモーションパラメータを例示した図である。
図３に示す例では、ワークを保持したピックアンドプレース装置の保持部を、ワークのＰｉｃｋ位置である座標ｐ０（０，０，０）から座標ｐ１（０，０，３０）、座標ｐ２（５０，０，３０）を経由してワークのＰｌａｃｅ位置である座標ｐ３（５０，０，０）に移動させる場合を想定する（座標位置の単位は、例えばｃｍを想定）。

モーションプログラムは、ピックアンドプレース装置の保持部の移動を指示するプログラムであり、図３に示す例では、表１に示すような３つの直線補間命令ｍｏｖｅを含むものとなる。

一方、モーションパラメータは、ピックアンドプレース装置の保持部の目標位置（移動経路）、最高速度、最大加速度、最大減速度などから構成され、図３に示す例では、各命令ｍｏｖｅに対して表２に示すようなモーションパラメータが設定される。ここで、表２ではピックアンドプレース装置ごとに設定される標準速度、標準最大加速度、標準最大減速度に対する割合を指定（パーセント指定）した場合を例示しているが、これに限る趣旨ではなく、モーションパラメータを構成する最高速度、最大加速度、最大減速度を絶対値で指定しても良い。

モーション指令値計算部１３０は、シミュレーション対象となるピックアンドプレース装置の動作について、ワークの搬送命令が入力されると、モーションプログラムＤＢ１１０から表１に示すモーションプログラムを読み込む一方、モーションパラメータＤＢ１２０から表２に示すモーションパラメータを読み込み、動作指令値を算出する。

図４は、ピックアンドプレース装置における吸着パッド及びワークの物理モデルを例示した図である。
ピックアンドプレース装置（ロボット）のアーム９の端部には、吸着パッド１１が設けられている。ピックアンドプレース装置の保持部の吸着パッド１１によって移動されるワーク１４は、コンテナ１２と内容物１３とを備えている。

図４の例では、吸着パッド１１の物理係数として、回転減衰係数Ｃｐａｄ、質量ｍｐａｄ、回転弾性係数Ｋｐａｄが定義され、内容物１３の物理係数として、減衰係数Ｃｃｏｎｔｅｎｔ、質量ｍｃｏｎｔｅｎｔ、弾性係数ｋｃｏｎｔｅｎｔ等が定義されている。

図２戻り、ワークの物理モデルＤＢ１５０ａには、各ワークの物理モデルを規定するためのデータが登録されている。
また、吸着パッドの物理モデルＤＢ１５０ｂには、各吸着パッドの物理モデルを規定するためのデータが登録されている。
吸着パッドＤＢ（保持部材情報）１６０には、ピックアンドプレース装置の動作シミュレーションで使用可能な吸着パッドの形状、素材、径などをあらわす各テーブルが格納されている。

図５は、吸着パッドＤＢ１６０の登録内容を例示した図である。図５に示すように、形状テーブルＴＢ１には、吸着パッドの各種形状が登録され、素材テーブルＴＢ２には、吸着パッドの各種素材が登録され、径テーブルＴＢ３には、吸着パッドの各種口径が登録されている。もっとも、吸着パッドＤＢ１６０の登録内容は、吸着パッドの形状、素材、径に限る趣旨ではなく、メーカ名やメーカの型式が含まれていても良い。

図２に戻り、入力ユーザインタフェース（ＵＩ）部１７０は、ユーザが、ワーク情報を含む各種の情報を入力するためのハードウェアやソフトウェアによって構成されたインタフェースである。

図６は、入力ＵＩ部１７０の画面イメージを例示した図である。
ワーク吸着シミュレーション（以下、単に「シミュレーション」ともいう。）の事前準備として、図６に示すようなワークに関連した条件（すなわち、ワーク情報）を入力するための画面（ワーク情報入力画面）Ｇ１が表示部に表示される。具体的には、ワークの高さのばらつきＣ１、ワークの吸着痕の許容有無Ｃ２、ワークの表面の粗さＣ３といったワーク外形情報のほか、ワークの質量（質量情報）Ｃ４、ワークの空気抵抗Ｃ５、ワークの吸着部の広さＣ６、ワークの内容物Ｃ７、ワークの内容物が食品であるか否かＣ８、気圧Ｃ９、吸着圧力Ｃ１０、運搬時の振動の許容幅Ｃ１１、プレイス時の振動の許容幅Ｃ１２などが、ワーク情報入力画面Ｇ１に表示される。ユーザは、この入力画面Ｇ１の表示に従って、ワーク情報を選択または入力してゆく。なお、上述したワーク情報は、あくまで一例にすぎず、例えばプレイス時の振動の許容幅に代えて、振動時のワークの回転角度（許容回転角度など）を指定しても良い。また、図６に示す例では、ユーザが入力すべき全てのワーク情報を１つの画面で表示しているが、例えば図７に示すように、各ワーク情報を個別に順次表示するウィザード形式のワーク情報入力画面Ｇ２を採用しても良い。また、気圧などのワーク情報は、インターネットなどの通信ネットワークを介してシミュレーション装置１０００が自動で取得しても良い。

図２に戻り、選定制御部１７５は、入力ＵＩ部１７０を介して入力されるワーク情報などに基づき、吸着パッドやワークの物理モデル、ピックアンドプレース装置（すなわち、ロボット）などを自動選定する（詳細は後述）。

ダイナミクス計算部１８０は、モーション指令値計算部１３０から出力される動作指令値と、各物理モデルＤＢ１５０ａ、１５０ｂからワークと吸着パッドの物理モデルなどを読み込み、ダイナミクス（動力学）を考慮したワークと保持部の動作に関わる各種データ（以下、「ダイナミクスを考慮した装置動作」と略称する。）を算出する。この際、ダイナミクス計算部１８０は、ワークの搬送面に対して水平方向または鉛直方向を軸に回転する運動を考慮して、ダイナミクスを考慮した装置動作（例えば、ワークを保持する保持力など）を求める。ダイナミクス計算部１８０は、ダイナミクスを考慮した装置動作を、３Ｄ表示部１９０や吸着成否計算部２００に出力する。

３Ｄ表示部１９０は、計算後のダイナミクスを考慮した装置動作の３Ｄ画像を、液晶パネルなどの表示部に表示することで、ピックアンドプレース装置の動作シミュレーションをユーザ等に認識させる。なお、ダイナミクスを考慮した装置動作の３Ｄ画像を表示する代わりに（或いは加えて）、２Ｄ画像を表示する、または数値で表示しても良い。さらに、ダイナミクスを考慮した装置動作がユーザによって認識されるのであれば、どのような態様であっても良い。

吸着成否計算部２００は、ダイナミクス計算部１８０から供給されるダイナミクスを考慮した装置動作に基づき、吸着パッド１１によるワーク吸着の成否を判定し、判定結果をあらわす判定結果情報をモーションパラメータ修正部２１０に出力する。

図８は、ワーク吸着の成否の判定条件を例示した図であり、ワークの質量ｍ、吸着力Ｆ（Ｎ）、慣性力ｍａ（Ｎ）、重力ｍｇ（Ｎ）、垂直抗力ｆｎ（Ｎ）、摩擦力μｆｎ（Ｎ）をそれぞれ示している。図８に示す例では、吸着成否計算部２００は、垂直抗力ｆｎ１または垂直抗力ｆｎ２のいずれかが「ゼロ（０）」になった場合に、ワーク吸着に失敗したと判断する一方、それ以外の場合（すなわち、垂直抗力ｆｎ１または垂直抗力ｆｎ２のいずれもが「０」より大きい場合）には、ワーク吸着に成功したと判断する。本実施形態において「ワーク吸着」とは、ピックアンドプレース装置によってワークを保持し、保持したワークを目的地まで搬送する一連の動作をいう。なお、ワーク吸着に成功するとは、ワークが目的地まで正常な状態で搬送されることを意味し、ワーク吸着に失敗するとは、ワークが目的地まで搬送されるまでの間に落下するほか、ワークが異常な状態（例えば、大きく振動するなど）で搬送されることを意味する。

図２に戻り、モーションパラメータ修正部２１０は、吸着成否計算部２００から供給される判定結果情報に基づき、ピックアンドプレース装置のモーションパラメータを修正し、修正後のモーションパラメータに基づき、モーションパラメータＤＢ１２０の登録内容を更新する。

次に、ユーザによるワーク情報の入力からシミュレーションの事前準備が完了するまでの全体の流れについて説明する。

２−１−１．事前準備処理
図９は、シミュレーション装置１０００による事前準備処理を示すフローチャートである。なお、フローチャートに示す処理順序はあくまで一例にすぎず、いかなる順序で実施するかは任意に設定・変更可能である。

ユーザは、入力ＵＩ部（入力部）１７０を介して、前掲図６に示すワークの高さのばらつきＣ１、ワークの吸着痕の許容有無Ｃ２、ワークの表面の粗さＣ３、ワークの質量Ｃ４、ワークの空気抵抗Ｃ５、ワークの吸着部の広さＣ６、ワークの内容物Ｃ７、ワークの内容物が食品であるか否かＣ８、気圧Ｃ９、吸着圧力Ｃ１０、運搬時の振動の許容幅Ｃ１１、プレイス時の振動の許容幅Ｃ１２のワーク情報を入力する（ステップＳ１）。選定制御部１７５は、入力ＵＩ部１７０を介して入力されるワーク情報などに基づき、吸着パッドの自動選定処理（ステップＳ２）、ワークの物理モデルの自動選定処理（ステップＳ３）、ロボットの自動選定処理（ステップＳ４）、振動の許容幅の確認処理（ステップＳ５）を実行した後、選定結果を表示する（ステップＳ６）。選定制御部１７５は、ユーザから入力される指示に基づき、選定結果に問題ありと判断すると（ステップＳ７；ＮＯ）、ステップＳ１に戻り、ユーザによるワーク情報の修正入力を促す。一方、選定制御部１７５は、ユーザから入力される指示に基づき、選定結果に問題なしと判断すると（ステップＳ７；ＹＥＳ）、事前準備処理を終了する。以下、吸着パッドの自動選定処理以降の動作について、図面を参照しながら詳細に説明する。

２−１−１−１．吸着パッドの自動選定処理
選定制御部（第1選定部）１７５は、吸着パッドの自動選定処理を開始すべき旨のコマンドを受け取ると、図１０に示すような吸着パッドの自動選定処理を開始する。具体的には、選定制御部１７５は、まず、吸着パッドの形状の自動選定を行い（ステップＳａ１）、次に、吸着パッドの素材の自動選定を行い（ステップＳａ２）、最後に吸着パッドの径・個数・吸着位置の自動選定を行い（ステップＳａ３）、処理を終了する。各ステップの詳細は、次のとおりである。

（１）吸着パッドの形状の自動選定処理
図１１は、吸着パッドの形状の自動選定処理を示すフローチャートである。
選定制御部１７５は、入力されたワーク情報を参照し、ワークの高さが個体ごとにばらつくか否かを判断する（ステップＳｂ１）。選定制御部１７５は、ばらつくと判断すると（ステップＳｂ１；ＹＥＳ）、さらにワーク情報を参照し、吸着痕を許容するか否かを判断する（ステップＳｂ２）。選定制御部１７５は、吸着痕を許容しない旨のワーク情報が入力されていると判断すると（ステップＳｂ２；ＮＯ）、吸着パッドの形状として「ソフトベローズ形」を選択し（ステップＳｂ３）、処理を終了する。一方、選定制御部１７５は、吸着痕を許容する旨のワーク情報が入力されていると判断すると（ステップＳｂ２；ＹＥＳ）、吸着パッドの形状として「ベローズ形」を選択し（ステップＳｂ４）、処理を終了する。

また、選定制御部１７５は、ステップＳｂ１において、ワークの高さが個体ごとにばらつかない（すなわち、均一である）と判断すると（ステップＳｂ１；ＮＯ）、さらにワーク情報を参照し、吸着痕を許容するか否かを判断する（ステップＳｂ５）。選定制御部１７５は、吸着痕を許容しない旨のワーク情報が入力されていると判断すると（ステップＳｂ５；ＮＯ）、吸着パッドの形状として「ソフト形」を選択し（ステップＳｂ６）、処理を終了する。一方、選定制御部１７５は、吸着痕を許容する旨のワーク情報が入力されていると判断すると（ステップＳｂ５；ＹＥＳ）、吸着パッドの形状として「一般形」を選択し（ステップＳｂ７）、処理を終了する。

（２）吸着パッドの素材の自動選定処理
図１２は、吸着パッドの素材の自動選定処理を示すフローチャートである。
選定制御部１７５は、入力されたワーク情報を参照し、ワークの表面が粗いか否かを判断する（ステップＳｃ１）。選定制御部１７５は、ワークの表面が粗いと判断すると（ステップＳｃ１；ＹＥＳ）、吸着パッドの素材としてニトリルゴム（ＮＢＲ）を選択する一方（ステップＳｃ２）、ワークの表面が粗くない（すなわち、滑らか）と判断すると（ステップＳｃ１；ＮＯ）、吸着パッドの素材として「シリコン」を選択する（ステップＳｃ３）。選定制御部１７５は、ステップＳｃ２またはステップＳｃ３において吸着パッドの素材を選択すると、再びワーク情報を参照することで、ワークの内容物が「食品」であるか否かを判断する（ステップＳｃ４）。選定制御部１７５は、ワークの内容物が「食品」であると判断すると（ステップＳｃ４；ＹＥＳ）、吸着パッドの素材を、食品衛生法に適合した素材に変更し（ステップＳｃ５）、処理を終了する。一方、選定制御部１７５は、ワークの内容物が「食品」でないと判断すると（ステップＳｃ４；ＮＯ）、吸着パッドの素材を変更することなく、そのまま処理を終了する。

（３）吸着パッドの径・個数・吸着位置の自動選定処理
図１３は、吸着パッドの径・個数・吸着位置の自動選定処理を示すフローチャートである。
選定制御部１７５は、入力されたワーク情報を参照し、安全率を算出したうえで（ステップＳｄ１）、吸着パッドの径と個数を決定し（ステップＳｄ２）、吸着パッドの吸着位置を決定し（ステップＳｄ３）、処理を終了する。以下、各ステップＳｄ１（安全率の算出処理）、ステップＳｄ２（吸着パッドの径と個数の決定処理）、ステップＳｄ３（吸着パッドの吸着位置の決定処理）の詳細について説明する。

（３−１）安全率の算出処理
図１４は、安全率の算出処理を示すフローチャートである。ここで、「安全率ＳＦ」とは、吸着パッドによる吸着によりワークを持ち上げる力（リフト力）を、理論値よりも余裕をもった値にするための係数をいう。また、以下の説明において、ｋ１、ｋ２は定数であって、ｋ１＜ｋ２の関係を満たす。なお、定数ｋ１、ｋ２は任意であるが、例えばｋ１＝４に設定しても良い。

選定制御部１７５は、入力されたワーク情報を参照し、ワークの空気抵抗が大きいか否かを判断する（ステップＳｅ１）。選定制御部１７５は、ワークの空気抵抗が大きいと判断すると（ステップＳｅ１；ＹＥＳ）、安全率ＳＦ＝１／ｋ２に設定し（ステップＳｅ２）、処理を終了する一方、ワークの空気抵抗が小さいと判断すると（ステップＳｅ１；ＮＯ）、安全率ＳＦ＝１／ｋ１に設定し（ステップＳｅ３）、処理を終了する。

（３−２）吸着パッドの径と個数の決定処理
図１５は、吸着パッドの径と個数の決定処理を示すフローチャートである。選定制御部１７５は、まず、「Ｘ」に「Ｆａｌｓｅ」を代入した後（ステップＳｆ１）、入力されたワーク情報及び下記条件（１）〜（３）を利用して、短辺Ｓｎ（ｍｍ）、理想径Ｄｉ（ｍｍ）、吸着パッドの径Ｄａ（ｍｍ）を導出する（ステップＳｆ２）。

＜条件＞
（１）短辺Ｓｎは、ワークの吸着部の縦と横のいずれか短い辺の長さ
（２）理想径Ｄｉは、（短辺Ｓｎ×１／２）×余裕率α
（３）吸着パッドの径Ｄａは、理想径Ｄｉよりも１つ小さい径
なお、余裕率αとは、吸着時の位置ずれで、吸着パッドがワークをはみ出すことを防ぐための余裕値であり、例えば１０％程度に設定される。

さらに、選定制御部１７５は、ワーク情報及び下記式（Ａ）及び（Ｂ）を利用して、吸着パッドの面積Ａｐ（ｃｍ²）、吸着パッドの個数Ｎｐを求める（ステップＳｆ３）。
Ａｐ＝（吸着パッドの径Ｄａ／２）²＊π／１００ ・・・（Ａ）
Ｎｐ＝ワークの吸着部の面積／吸着パッドの面積Ａｐ ・・・（Ｂ）

さらに、選定制御部１７５は、ワーク情報及び下記式（Ｃ）を利用して、リフト力Ｆｌ（Ｎ）を求める（ステップＳｆ４）。
Ｆｌ＝（真空圧力（ｋＰａ）−気圧（ｋＰａ））＊吸着パッドの面積Ａｐ（ｃｍ²）＊０．１＊吸着パッドの個数Ｎｐ＊安全率ＳＦ ・・・（Ｃ）
なお、式（Ｃ）において気圧は無視しても良い。

選定制御部１７５は、求めたリフト力Ｆｌ（Ｎ）が、下記式（Ｄ）を満たすか否かを判断する（ステップＳｆ５）。
Ｆｌ≧ワークの質量（ｋｇ）＊重力加速度 ・・・（Ｄ）

選定制御部１７５は、求めたリフト力Ｆｌ（Ｎ）が式（Ｄ）を満たすと判断すると（ステップＳｆ５；ＹＥＳ）、現在設定されている吸着パッドの個数Ｎｐから「１」だけ減算した値を、吸着パッドの個数Ｎｐとして設定し直すとともに、「Ｘ」に「Ｔｒｕｅ」を代入して（ステップＳｆ６）ステップＳｆ４に戻る。なお、ステップＳｆ６は、ワークを持ち上げるために最低限必要な個数まで、吸着パッドの個数Ｎｐを減らすことを目的としている。

選定制御部１７５は、ステップＳｆ４→ステップＳｆ５→ステップＳｆ６を実行している間に、リフト力Ｆｌ（Ｎ）が式（Ｄ）を満たさない（すなわち、ワークを持ち上げる力が足りない）と判断すると（ステップＳｆ５；ＮＯ）、ステップＳｆ７に進み、「Ｘ」に「Ｔｒｕｅ」が代入されているか否かを判断する。

選定制御部１７５は、「Ｘ」に「Ｔｒｕｅ」が代入されていると判断すると（ステップＳｆ７；ＹＥＳ）、現在設定されている吸着パッドの個数Ｎｐに「１」だけ加算した値を、吸着パッドの個数Ｎｐとして設定し直し（ステップＳｆ８）、処理を終了する。ここで、「Ｘ」に「Ｔｒｕｅ」が代入されているということは、ステップＳｆ６を１回以上実施し、吸着パッドの個数Ｎｐを１つ以上減らしていることになる。つまり、吸着パッドの個数Ｎｐを減らしすぎたために、ワークを持ち上げる力が足りなくなったと考えられるため、ステップＳｆ８では、減らしすぎた吸着パッドの個数Ｎｐを１つ前の状態に戻す。

一方、選定制御部１７５は、「Ｘ」に「Ｔｒｕｅ」が代入されていないと判断すると（ステップＳｆ７；ＮＯ）、吸着パッドの径Ｄａを、現在設定されている吸着パッドの径よりも１つサイズの大きな径に設定し直し（ステップＳｆ９）、ステップＳｆ３に戻る。ここで、「Ｘ」に「Ｔｒｕｅ」が代入されていない、すなわち「Ｆａｌｓｅ」が代入されたままであるということは、ステップＳｆ６を１回も実施していない、すなわち、吸着パッドの個数Ｎｐを１つも減らしていないことになる。この場合には、現在設定される吸着パッドの径のままでは持ち上げられないことが明らかであるため、径を１つ大きなサイズのものに変更する。なお、ステップＳｆ３に戻った後の動作は、既に説明したため、これ以上の説明は割愛する。

ここで、吸着パッドＤＢ１６０の登録内容（図５参照）やユーザによって入力されたワーク情報（図６参照）を用いて上記吸着パッドの径や個数を決定する場合につき、具体例を挙げて説明する。

選定制御部１７５は、ワーク情報及び吸着パッドＤＢ１６０を参照し、例えば短辺Ｓｎ＝４（ｃｍ）、理想径Ｄｉ＝（４（ｃｍ）×１／２）×余裕率α（＝１０％）＝１．８（ｃｍ）、吸着パッドの径Ｄａ＝１６（ｍｍ）＜１．８ｃｍを導出する（ステップＳｆ２参照及び図５の破線で囲った部分参照）。

さらに、選定制御部１７５は、ワーク情報及び吸着パッドＤＢ１６０を参照し、吸着パッドの面積Ａｐ（ｃｍ²）＝（１６／２）²＊π／１００＝２（ｃｍ²）、吸着パッドの個数Ｎｐ＝３２／２＝１６（個）を導出する（ステップＳｆ３参照）。

さらに、選定制御部１７５は、ワーク情報及び吸着パッドＤＢ１６０を参照し、リフト力Ｆｌ（Ｎ）＝（６０−９）＊２＊０．１＊１６＊安全率ＳＦ（＝１／４）＝４０．８（Ｎ）を求める（ステップＳｆ４参照）。さらに、選定制御部１７５は、求めたリフト力Ｆｌ（Ｎ）＝４０．８（Ｎ）は、９．８（Ｎ）（＝ワークの質力（ｋｇ）＊重力加速度）より大きいことから（ステップＳｆ５；ＹＥＳ参照）、吸着パッドの個数Ｎｐを減らして（ステップＳｆ６参照）、ステップＳｆ４に戻る。

選定制御部１７５は、ステップＳｆ４→ステップＳｆ５→ステップＳｆ６を実行している間に、吸着パッドの個数Ｎｐ＝３（個）となり、リフト力Ｆｌ（Ｎ）＝７．６５（Ｎ）が、９．８（Ｎ）（＝ワークの質力（ｋｇ）＊重力加速度）より小さくなる、すなわち、吸着パッドの個数を減らしすぎて、ワークを持ち上げられなくなったと判断すると（ステップＳｆ５→ステップＳｆ７；ＹＥＳ参照）、減らしすぎた吸着パッドの個数Ｎｐを１つ増やして４（個）とし、処理を終了する。これにより、最終的には、選定制御部１７５により、吸着パッドの径Ｄａ＝１６（ｍｍ）、吸着パッドの個数Ｎａ＝４（個）が決定される。

（３−３）吸着パッドの吸着位置の決定処理
図１６は、吸着パッドの吸着位置の決定処理を示すフローチャートである。選定制御部１７５は、上述した吸着パッドの径と個数の決定処理によって決定した吸着パッドの個数Ｎｐが偶数であるか、または奇数であるかを判断する（ステップＳｇ１）。選定制御部１７５は、吸着パッドの個数Ｎｐが偶数であると判断すると、ワークの吸着部を短辺Ｓｎで２分割にし、かつ、長辺Ｌｎを（吸着パッドの個数Ｎｐ／２）で分割する（ステップＳｇ２）。そして、選定制御部１７５は、分割した各領域の中心点を吸着パッドの吸着位置とし（ステップＳｇ３）、処理を終了する。

一方、選定制御部１７５は、吸着パッドの個数Ｎｐが奇数であると判断すると、ワークの吸着部の長辺を（吸着パッドの個数Ｎｐ−１）で分割する（ステップＳｇ４）。ただし、吸着パッドの個数Ｎｐ＝１の場合、ステップＳｇ４は省略（スキップ）する。そして、選定制御部１７５は、ワークの吸着部の中心点を吸着パッド１つの吸着位置とするとともに、分割した各領域の中心点を残りの吸着パッドの吸着位置とし（ステップＳｇ５）、処理を終了する。

ここで、図１７は、吸着パッドの個数がそれぞれ異なる場合の吸着パッドの吸着位置を例示した図である。なお、図１７では、ワークの吸着部の面積は、短辺Ｓｎ＝４（ｃｍ）、長辺Ｌｎ＝８（ｃｍ）である場合を想定している。

図１７のＥ１に示すように、吸着パッドの個数Ｎｐ＝４（偶数）の場合には、選定制御部１７５は、短辺Ｓｎで２分割、長辺Ｌｎで２分割（＝４／２）し、各領域の中心点を吸着位置とする一方、図１７のＥ２に示すように、吸着パッドの個数Ｎｐ＝６（偶数）の場合には、選定制御部１７５は、短辺Ｓｎで２分割、長辺Ｌｎで３分割（＝６／２）し、各領域の中心点を吸着位置とする（いずれも、図１６に示すステップＳｇ１→ステップＳｇ２→ステップＳｇ３参照）。

また、図１７のＥ３に示すように、吸着パッドの個数Ｎｐ＝３（奇数）の場合には、選定制御部１７５は、ワークの吸着部の中心点を吸着パッドの１つの吸着位置とするとともに、長辺Ｌｎを２分割（＝３−１）した各領域の中心点を吸着位置とする一方、図１７のＥ４に示すように、吸着パッドの個数Ｎｐ＝１（奇数）の場合には、選定制御部１７５は、ワークの吸着部の中心点を吸着パッドの１つの吸着位置とする（いずれも、図１６に示すステップＳｇ１→ステップＳｇ４→ステップＳｇ５参照）。

以上の説明では、選定制御部１７５が上述したアルゴリズムに従って自動で吸着位置を決定したが、決定した吸着位置を手動で修正しても良い。さらには、自動で吸着位置を決定する代わりに、最初から手動で吸着位置を決定し、修正しても良い。図１８は、手動で吸着位置を決定し、修正（補正）する場合の入力画面Ｇ３を例示した図である。ユーザは、マウス１２２０等を適宜操作することで画面上に表示される吸着パッドの位置を、所望の位置に移動する（図１８に示す矢印参照）。このように、吸着パッドの吸着位置を、手動で決定及び／又は修正するようにしても良い。

２−１−１−２．ワークの物理モデルの自動選定処理
選定制御部１７５は、ユーザによって入力されたワーク情報（具体的には、ワークの内容物など）に応じて、ワークの物理モデルＤＢ１５０ａから、対応する物理モデルを取得する。一例として、例えば図１９に示すように、ワークの内容物がない場合の物理モデルＭｐ１、ワークの内容物が液体の場合の物理モデルＭｐ２、ワークの内容物が個体の場合の物理モデルＭｐ３などをワークの物理モデルＤＢ１５０ａに登録しておくことが考えられるが、これに限る趣旨ではなく、様々な物理モデルをワークの物理モデルＤＢ１５０ａに登録しておくことができる。

２−１−１−３．ロボットの自動選定処理
選定制御部１７５は、ユーザによって入力されたワーク情報（具体的には、ワークの質量やワークの内容物が食品であるか否かなど）に基づき、ワークを搬送するピックアンドプレース装置のロボットを自動選定する。

図２０は、ロボットの自動選定に関する入力画面Ｇ４を例示した図である。
ロボットの自動選定に関する入力画面Ｇ４には、要求スペックＩｒと、ロボットの機種Ｉｋと、検索結果Ｒｓと、プレビュー画像Ｐｐが表示される。要求スペックＩｒにおけるペイロード記入欄には、ユーザによって入力された「ワークの質量（図６参照）が自動反映されるとともに、要求スペックＩｒにおけるクリーンルーム対応のチェックボックスには、ワークの内容物が「食品」であるか否かの入力結果（図６参照）が自動反映される。さらにロボットの機種Ｉｋのチェックボックスには、例えばワークの内容物やワークの搬送経路などに基づき、適したロボットの機種（図２０の例では、「スカラ」など）が自動反映される。

選定制御部（第２選定部）１７５は、要求スペックＩｒやロボットの機種Ｉｋに基づき、複数のロボットのロボット情報（メーカ名や型式、機種など）が格納されている図示せぬデータベース（第２記憶部）から、候補となるロボットのロボット情報を選定し、自動選定結果（検索結果）Ｒｓを表示する。ユーザは、複数表示されるロボットの選択候補の中から、今回のワークに適したロボットを選択する（図２０に示す網掛け部分参照）。かかる操作が行われると、選択されたロボットのプレビュー画像Ｐｐが入力画面Ｇ４に表示される。なお、ユーザが最終的にロボットを選択する代わりに、選定制御部１７５が利用するロボットを最終決定しても良い。

２−１−１−４．振動の許容幅の確認処理
選定制御部１７５は、ユーザによって入力されたワーク情報（具体的には、運搬時の振動の許容幅など）に基づき、設定された振動の許容幅（例えば、１．０（ｃｍ））を、ユーザが視覚を通じて認識できるように、例えば、図２１に示すように、許容幅でワーク１４が振動する様子を表示パネル等に表示する。

図９に戻り、選定制御部（出力部）１７５は、上述した２−１−１−１．吸着パッドの自動選定処理〜２−１−１−４．振幅の許容幅の確認処理により、吸着パッドやワークの物理モデル、ロボットを選定すると、図２２に示すような選定結果を示す確認画面Ｇ５を表示パネル等に表示し（ステップＳ６）、ユーザに対してシミュレーション実行前の事前準備を完了して良いか否かの最終確認を行う。図２２に示す例では、吸着パッドの形状、素材、径、個数として、それぞれ「一般形」、「ＮＢＲ」、「１６（ｍｍ）」、「４」が選択されている。その他、選択された吸着パッドの配置や物理モデルをあらわす画像とともに、選択されたロボットのイメージ画像や型式などが表示パネル等に表示される。

ここで、例えば、ユーザが一部の設定の変更指示（例えば、吸着パッドの径の変更など）を入力すると、選定制御部１７５は、問題ありと判断し（ステップＳ７；ＮＯ）、ステップＳ１に戻り、ユーザによるワーク情報の修正入力を促す。一方、ユーザは、確認画面Ｇ５を参照し、吸着パッドの設定Ｄ１、ワークの物理モデルの設定Ｄ２、ロボットの設定Ｄ３など、全ての設定に満足している場合には、ＯＫボタンをクリックするなどして事前処理の完了を指示する。事前処理の完了を指示するコマンドが入力されると、選定制御部１７５は、問題なしと判断し（ステップＳ７；ＹＥＳ）、以上説明した事前処理を終了する。

２−２．第２の機能構成（ワーク情報データベースを用いてワーク情報の入力を簡易化した場合）
ここで、図２３は、シミュレーション装置１０００に係る第２の機能構成を示すブロック図である。上述した図２に示す第１の機能構成は、ワーク情報をユーザが手動で入力したのに対し、図２３に示す第２の機能構成は、ワーク情報ＤＢ（ワーク記憶部）２２０を用いてワーク情報の入力を簡易化した点で異なる。なお、図２３において、前掲図２と対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

図２４は、ワーク情報ＤＢ２２０の登録内容を例示した図である。
図２４に示すように、ワーク情報ＤＢ２２０には、ワークに固有のＩＤと、検索用の情報と、入力ＵＩ部１７０を通じて自動的に入力されるワーク情報（以下、「自動入力ワーク情報」という。）とが対応づけて登録されている。検索用の情報（検索情報）には、例えば統一商品コード、名称、イメージ画像、商品の種類、製造メーカ名などが含まれる一方、自動入力ワーク情報には、第１の機能構成においてユーザが手動で入力したワークに関する情報（図６参照）、例えばワークの高さのばらつき、吸着痕の許容の有無、ワークの内容物、ワークの内容物が食品であるか否かをあらわす情報などが含まれる。

２−２−１．事前準備処理
図２５は、シミュレーション装置１０００による事前準備処理を示すフローチャートである。なお、図２５に示す事前準備処理において、前掲図９と対応するステップには同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

ユーザは、入力ＵＩ部１７０を介して、搬送すべき対象ワークを選択する。例えば、図２６に示すような入力画面Ｇ６に従い、ユーザは、所望のワークのイメージ画像などをクリック操作することで、対象ワークを選択することができる。選定制御部（取得部）１７５は、入力ＵＩ部１７０を介して対象ワークの選択情報を受け取ると（ステップＳ１１）、ワーク情報ＤＢ２２０から対象ワークに対応した自動入力ワーク情報、すなわち、ワークの高さのばらつき、ワークの吸着痕の許容有無、ワークの表面の粗さ、ワークの質量、ワークの空気抵抗、ワークの吸着部の広さ、ワークの内容物、ワークの内容物が食品であるか否かをあらわす情報などを取得する（ステップＳ１２）。一方、ユーザは、入力ＵＩ部１７０を介して気圧、吸着圧力、運搬時の振動の許容幅、プレイス時の振動の許容幅のワーク情報（以下、「手動入力ワーク情報」という。）を入力する。選定制御部１７５は、入力ＵＩ部１７０を介して手動入力ワーク情報を受け取ると（ステップＳ１３）、ワーク情報ＤＢ２２０から取得した自動入力ワーク情報、入力ＵＩ部１７０を介して受け取った手動入力ワーク情報を、図２７に示すようにワーク情報入力画面Ｇ１’に反映する。その後、選定制御部１７５は、自動入力ワーク情報、手動入力ワーク情報、吸着パッドＤＢ１６０などを利用して、吸着パッドの自動選定処理などを実行する。なお、吸着パッドの自動選定処理（ステップＳ２）以降の処理は、前掲図９に示す事前準備処理と同様に説明することができるため、説明を割愛する。

このように、検索用の情報と自動入力ワーク情報とを対応づけたワーク情報ＤＢ２２０を利用することで、ユーザは、ワークの詳細な情報を知らずとも、ワークの商品名などを選択するといった簡易な操作で、シミュレーション実施に必要なワーク情報を入力することが可能となる。

Ｂ．その他
＜変形例１＞
ワーク情報の入力を簡易化するために、対象ワークのワーク情報を読み取るバーコードリーダを利用しても良い。図２８は、変形例１に係るバーコードリーダ２０００とシミュレーション装置１０００を用いたシステム構成を示す図であり、図２９は、シミュレーション装置１０００の機能構成を示すブロック図である。図２９において、バーコード読み取り部２３０が設けられている点を除けば、前掲図２３に示す構成と同様であるため、対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

バーコード読み取り部２３０は、バーコードリーダ２０００によって取得された対象ワークのバーコード情報から、例えば対象ワークの統一商品コードを読み取る。なお、バーコード情報から読み取られる情報は、統一商品コードに限られず、例えば商品名など、対象ワークを特定できる様々な情報を採用することができる。

図３０は、シミュレーション装置１０００による事前準備処理を示すフローチャートである。なお、図３０に示す事前準備処理において、前掲図２５と対応するステップには同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

ユーザは、バーコードリーダ２０００を用いて対象ワークのバーコードをスキャンする。かかる操作に応じて、バーコードリーダ２０００は、対象ワークのバーコード情報を取得し、シミュレーション装置１０００に送信する。シミュレーション装置１０００のバーコード読み取り部２３０は、受け取ったバーコード情報から、対象ワークの統一商品コードを読み取り（ステップＳ１４）、選定制御部１７５に出力する。選定制御部１７５は、統一商品コードを検索キーとしてワーク情報ＤＢ２２０を検索することにより、対象ワークに対応した自動入力ワーク情報を取得する（ステップＳ１２）。なお、これ以降の処理は、前掲図２５に示す事前準備処理と同様に説明することができるため、説明を割愛する。

＜変形例２＞
ワークパッドの吸着位置を適切に補正等するために、対象ワークを撮像する画像センサを利用しても良い。図３１は、変形例２に係るバーコードリーダ２０００と画像センサ２１００とシミュレーション装置１０００を用いたシステム構成を示す図であり、図３２は、シミュレーション装置１０００の機能構成を示すブロック図である。図３２において、画像読み取り部２４０が設けられている点を除けば、前掲図２９に示す構成と同様であるため、対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

画像読み取り部２４０は、画像センサ２１００が撮像し、生成した対象ワークの画像データを読み取り、選定制御部１７５に出力する。

図３３は、吸着パッドの吸着位置の決定処理を示すフローチャートであり、ユーザが吸着位置を手動で補正するステップ（ステップＳｇ６参照）が設けられている点を除けば、前掲図１６と同様である。よって、前掲図１６と対応するステップには同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

選定制御部１７５は、吸着パッドの吸着位置を自動決定すると（ステップＳｇ３、ステップＳｇ５）、ステップＳｇ６に進み、ユーザによる指示に従って吸着パッドの吸着位置を補正し、処理を終了する。

ここで、図３４は、吸着パッドの吸着位置の補正処理を説明するための図である。
図３４のαに示す対象ワークは、矩形ではなく、かつ、右側に穴が設けられた鉄板（以下、「異形鉄板」という。）である。異形鉄板を対象ワークとした場合、自動決定した吸着パッドの吸着位置では、異形鉄板の穴などに吸着位置が重なってしまい（図３４のβ参照）、孔などから空気が漏れて吸着に失敗する恐れがある。そこで、本変形例では、画像読み取り部２４０が読み取った対象ワークの画像データに基づき、選定制御部１７５は、対象ワークの画像を生成し、生成した対象ワークの画像と吸着パッドの吸着位置とを重畳して表示部に表示する（図３４のγ参照）。ユーザは、表示部に表示される対象ワークの画像と吸着パッドの吸着位置とを確認し、ドラッグアンドドロップ操作などすることで、空気漏れが生じない位置に、吸着パッドの吸着位置を補正（移動）する。選定制御部（修正部）１７５は、入力ＵＩ部（修正入力部）１７０を介してユーザによる吸着位置の補正指示を受け取ると、かかる補正指示に従い、吸着パッドの吸着位置を補正する。

このように、対象ワークを撮像する画像センサを利用することで、いびつな形の対象ワーク等であっても、吸着パッドの吸着位置を適切な位置に補正することが可能となる。

＜変形例３＞
ワーク情報の入力等をより簡易にするために、３Ｄ画像センサを利用しても良い。図３５は、変形例３に係るバーコードリーダ２０００と３Ｄ画像センサ２１００’とシミュレーション装置１０００を用いたシステム構成を示す図であり、図３６は、シミュレーション装置１０００の機能構成を示すブロック図である。図３６において、画像処理部２５０が設けられている点を除けば、前掲図３２に示す構成と同様であるため、対応する部分には、同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

画像読み取り部２４０は、３Ｄ画像センサ２１００’が撮像し、生成した対象ワークの画像データを読み取り、画像処理部２５０に出力する。
画像処理部２５０は、画像読み取り部２４０から出力される画像データを解析などして幾つかのワーク情報を生成する。一例を挙げて説明すると、画像処理部２５０は、３Ｄ画像センサ２１００’が撮像し、生成した対象ワークの画像データに画像処理を施すことで、ワークの高さのばらつき、ワークの表面の粗さ、ワークの吸着部の広さを自動計算し、例えば、図３７に示すような入力画面Ｇ７に自動反映させる。なお、画像処理部２５０が生成するワーク情報は、ワークの高さのばらつき、ワークの表面の粗さ、ワークの吸着部の広さに限る趣旨ではなく、いかなるワーク情報を生成するかは画像処理プログラム等に応じて適宜設定可能である。また、３Ｄ画像センサの代わりに２Ｄ画像センサと変位センサを組み合わせて利用しても良い。

＜変形例４＞
以上説明した本実施形態及び変形例では、ワーク吸着シミュレーションの事前準備処理を中心に説明したが、シミュレーションの結果、ユーザは、吸着パッドなどを変更すべきと判断することも考えられる。よって、本変形例では、シミュレーション実施の後、シミュレーションの際に選定されていた吸着パッド、ワークの物理モデル、ロボット等を再表示し、ユーザが手動で選定結果を修正できるようにする。

図３８は、変形例４に係る選定結果の修正処理を示すフローチャートである。
シミュレーション装置１０００は、事前準備処理（吸着パッドの自動選定処理、ワークの物理モデルの自動選定処理、ロボットの自動選定処理など）を実行すると（ステップＳｈ１）、ワーク吸着シミュレーションを実施する（ステップＳｈ２）。そして、シミュレーション装置１０００は、シミュレーション画像を表示部などに表示することで、シミュレーション結果などをユーザに認識させる。

ユーザは、ワーク吸着に成功している等の理由から、シミュレーション結果に問題ないと判断すると（ステップＳｈ３；ＹＥＳ）、操作ボタン等を操作して終了指示を入力する。一方、ユーザは、ワーク吸着に失敗していることから、シミュレーション結果に問題ありと判断すると（ステップＳｈ３；ＮＯ）、操作ボタン等を操作して修正対象項目を選択する。詳述すると、シミュレーション装置１０００の表示部には、修正対象項目として、（１）モーションパラメータを選択するか、（２）事前準備処理で自動選定された吸着パッド、ワークの物理モデル、ロボットを選択するかをあらわす選択画面が表示される。ユーザは、モーションパラメータを選択すると（ステップＳｈ４→ステップＳｈ５）、ピックアンドプレース装置の保持部の目標位置（移動経路）、最高速度、最大加速度、最大減速度などから構成されるモーションパラメータを手動で修正する。モーションパラメータ編集部２１０は、ユーザによる修正指示に従い、モーションパラメータＤＢ１２０に登録されているモーションパラメータを修正した後、ステップＳｈ２に戻る。シミュレーション装置１０００は、ステップＳｈ２に戻ると、修正後のモーションパラメータでワーク吸着シミュレーションを再度実行する。

一方、ユーザは、修正対象項目として、事前準備処理で自動選定された吸着パッド、ワークの物理モデル、ロボットを選択すると（ステップＳｈ４→ステップＳｈ６）、前掲図２２に示すような選定結果を示す確認画面Ｇ５を表示部などに再表示する。ユーザは、確認画面Ｇ５の選定結果を確認しながら、吸着パッド、ワークの物理モデル、ロボットの少なくともいずれか１つ（又は複数）を修正する。例えば、吸着パッドであれば、ユーザは、吸着パッド形状や個数などをマウス操作等により適宜修正する。選定制御部１７５は、ユーザによる修正指示に従い、吸着パッド、ワークの物理モデル、ロボットの少なくともいずれか１つ（又は複数）を修正した後、ステップＳｈ２に戻る。シミュレーション装置１０００は、ステップＳ２に戻ると、修正後のモーションパラメータでワーク吸着シミュレーションを再度実行する。

以上説明した処理を繰り返し実行している間に、ワーク吸着に成功している等の理由から、シミュレーション結果に問題ないと判断すると、ユーザは、マウス装置などして問題ない旨を入力する。かかる入力操作が行われると、シミュレーション装置１０００は、以上説明した選定結果の修正処理を終了する。

このように、実際のワーク吸着シミュレーション結果を踏まえて、モーションパラメータまたは吸着パッド、ワークの物理モデル、ロボットといった選定結果を修正することで、最適なシミュレーションを実施することが可能となる。

なお、上記変形例４では、ユーザが手動でモーションパラメータを修正するか（ステップＳｈ５）、ユーザが手動で選定結果を修正したが（ステップＳｈ６）、ユーザが手動でモーションパラメータや選定結果を修正する代わりに（あるいは加えて）、シミュレーション装置１０００が自動でモーションパラメータや選定結果を修正しても良い。

＜変形例５＞
以上説明した本実施形態及び変形例では、ユーザによって入力されるワーク情報に基づき、吸着パッド等が自動選定される場合を説明したが、ユーザが事前に評価したい吸着パッドを所持する場合などがある。そこで、本変形例では、ユーザが事前に評価したい吸着パッドに関する情報（メーカ名や型式など；以下、「パッド情報」という。）などを指定したうえで、シミュレーションを実行する。

図３９は、変形例５に係るシミュレーション処理を示すフローチャートである。
ユーザは、操作ボタン等を適宜操作して、ワーク情報（例えば、ワークの外形情報やワークの質量など）のほか、ロボットの動作速度（または動作加速度）などのモーションパラメータ、さらにはパッド情報を入力する。シミュレーション装置１０００は、入力ＵＩ部（第１入力部、第２入力部、第３入力部）１７０を介して、ワーク情報、ロボットのモーションパラメータ、パッド情報を受け取ると（ステップＳｉ１）、ワーク吸着シミュレーションを実施する（ステップＳｉ２）。

具体的には、シミュレーション装置１０００の吸着成否計算部（判定部、出力部）２００は、ダイナミクス計算部１８０から供給されるダイナミクスを考慮した装置動作に基づき、入力されたパッド情報に基づく吸着パッドのワーク吸着の成否を判定し、判定結果をあらわす判定結果情報を表示部などに表示し、シミュレーション結果をユーザに報知する。

ユーザは、ワーク吸着に失敗していることから、シミュレーション結果に問題ありと判断すると（ステップＳｉ３；ＮＯ）、ステップＳｉ１に戻り、操作ボタン等を操作してワーク情報、ロボットのモーションパラメータ、パッド情報などの再設定指示を入力する。一方、ユーザは、ワーク吸着に成功している等の理由から、シミュレーション結果に問題ないと判断すると（ステップＳｉ３；ＹＥＳ）、操作ボタン等を操作して終了指示を入力し、処理を終了する。

このように、ユーザが評価したい吸着パッド等を対象として、シミュレーションを実行するようにしても良い。また、変形例４の構成に、上述した本実施形態及び変形例の構成を適宜組み合わせることも可能である。具体的には、吸着パッド等をユーザが自ら選定する態様と、シミュレーション装置１０００によって吸着パッド等が自動選定される態様とを、ユーザのボタン操作等に応じて切り換えるようにしても良い。

＜変形例６＞
上述した本実施形態及び変形例では、吸着パッドを用いたピックアンドプレース装置をシミュレーション対象としたが、吸着パッドの代わりにワーク保持用の複数の爪を備えたチャックを用いても良い。

また、以上説明した本実施形態及び変形例に係るシミュレーション技術は、幅広い分野に適用することができる。例えば、食品、機械部品、化学製品、薬品などのさまざまな工業分野、漁業分野、農業分野、林業分野、サービス業、医療や健康分野において用いられる様々なピックアンドプレース装置に適用することができる。また、本シミュレーション技術は、ピックアンドプレース装置への適用に限定されるものではなく、ワークを保持するあらゆる装置、例えばアームでワークを保持し、所定位置へ搬送した後、ワークを組み立てる組立装置などにも適用可能である。

なお、本明細書において、「部」とは、単に物理的構成を意味するものではなく、その「部」が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、１つの「部」や装置が有する機能が２つ以上の物理的構成や装置により実現されても、２つ以上の「部」や装置の機能が１つの物理的手段や装置により実現されてもよい。

（付記１）
少なくとも１つのハードウェアプロセッサと、ロボットに設置される前記ワークの保持部材に関する保持部材情報を複数記憶する第１メモリとを備え、
前記ハードウェアプロセッサは、
ワークの外形情報と質量情報とを含むワーク情報を受け付け、前記ワーク情報に基づいて前記ワークが前記保持部材によって保持可能か否かをシミュレートし、シミュレーションの結果、前記ワークが保持可能と判定された前記保持部材を、保持部材候補として選定し、選定された保持部材候補の前記保持部材情報を出力する、保持可否結果出力装置。
（付記２）
少なくとも１つのハードウェアプロセッサと、ワークごとに検索情報とワーク情報とを対応づけて記憶するワークメモリと、ロボットに設置される前記ワークの保持部材に関する保持部材情報を複数記憶する第１メモリとを備え、
前記ハードウェアプロセッサは、
いずれかのワークの前記検索情報の入力を受け付け、入力された前記ワークの前記検索情報をキーとして前記ワークメモリを検索することにより、入力された前記ワークに対応するワーク情報を取得し、取得したワーク情報に基づいて前記ワークが前記保持部材によって保持可能か否かをシミュレートし、シミュレーションの結果、前記ワークが保持可能と判定された前記保持部材を、保持部材候補として選定し、選定された保持部材候補の前記保持部材情報を出力する、保持可否結果出力装置。
（付記３）
少なくとも１つのハードウェアプロセッサを備え、
前記ハードウェアプロセッサは、
ワークの外形情報と質量情報とを含むワーク情報を受け付け、ロボットの動作速度または動作加速度の入力を受け付け、ロボットに設置される前記ワークの保持部材に関する保持部材情報の入力を受け付け、前記ワーク情報に基づいて前記ワークが前記保持部材によって保持可能か否かをシミュレートし、シミュレーションの結果を出力する、保持可否結果出力装置。

１０００…シミュレーション装置、１１００…制御部、１１１０…ＣＰＵ、１１２０…ＲＯＭ、１１３０…ＲＡＭ、１２００…入力部、１２１０…キーボード、１２２０…マウス、１３００…表示部、１４００…記憶部、１５００…光ディスク駆動装置、１６００…通信インタフェース、１１０…モーションプログラムＤＢ、１２０…モーションパラメータＤＢ、１３０…モーション指令値計算部、１４０…３Ｄ−ＣＡＤデータＤＢ、１５０ａ…ワークの物理モデルＤＢ、１５０ｂ…吸着パッドの物理モデルＤＢ、１６０…吸着パッドＤＢ、１７０…入力ＵＩ部、１７５…選定制御部、１８０…ダイナミクス計算部、１９０…３Ｄ表示部、２００…吸着成否計算部、２１０…モーションパラメータ編集部、２２０…ワーク情報ＤＢ、２３０…バーコード読み取り部、２４０…画像読み取り部、２５０…画像処理部、２０００…バーコードリーダ、２１００…画像センサ、２１００’…３Ｄ画像センサ

Claims (12)

1. ワークの外形情報と質量情報とを含むワーク情報を受け付ける入力部と、
   ロボットに設置される前記ワークの保持部材に関する保持部材情報を複数記憶する第１記憶部と、
   前記入力部にて受け付けた前記ワーク情報に基づいて、前記ワークが前記保持部材によって保持可能か否かをシミュレートし、シミュレーションの結果、前記ワークが保持可能と判定された前記保持部材を、保持部材候補として選定する第１選定部と、
   前記第１選定部によって選定された保持部材候補の前記保持部材情報を出力する出力部と
   を具備する保持可否結果出力装置。
2. 前記保持部材は、吸着パッドであり、前記保持部材候補は、吸着パッド候補である、請求項１に記載の保持可否結果出力装置。
3. 前記吸着パッド候補の前記保持部材情報は、吸着パッド形状、材質、径、個数、前記ワークに対する前記吸着パッドの吸着位置の少なくともいずれかを含む、請求項２に記載の保持可否結果出力装置。
4. 前記吸着パッド候補の前記保持部材情報は、さらに、吸着パッドのメーカおよびメーカの型式のいずれかを含む、請求項２に記載の保持可否結果出力装置。
5. 前記吸着パッド候補の前記保持部材情報は、前記ワークに対する前記吸着パッドの配置を含み、
   前記出力部は、前記ワークをあらわす画像に、前記吸着パッドの配置をあらわす画像を重畳して表示部に表示し、
   前記表示部に表示された前記吸着パッドの配置の修正指示を受け付ける修正入力部と、 前記修正指示に従って前記吸着パッドの配置を修正する修正部とをさらに具備する、請 求項２に記載の保持可否結果出力装置。
6. 前記ワークの外形情報は、前記ワークの高さのばらつき、前記ワークの吸着痕の許容の有無の少なくともいずれかを含む、請求項１に記載の保持可否結果出力装置。
7. 前記ワークの外形情報は、前記ワークの表面の粗さである、請求項１に記載の保持可否結果出力装置。
8. 前記入力部は、さらに前記ワークの振動の許容値を受け付け、
   前記ワークの振動の許容値を表示する表示部をさらに具備する、請求項１に記載の保持可否結果出力装置。
9. 前記ロボットに関するロボット情報を複数記憶する第２記憶部と、
   前記ワーク情報に基づいて、前記ワークを保持するロボットのロボット情報を、複数の前記ロボット情報の中からロボット候補として選定する第２選定部と
   を具備する請求項１に記載の保持可否結果出力装置。
10. ワークごとに、検索情報とワーク情報とを対応づけて記憶するワーク記憶部と、
    ロボットに設置される前記ワークの保持部材に関する保持部材情報を複数記憶する第１記憶部と、
    いずれかのワークの前記検索情報の入力を受け付ける入力部と、
    入力された前記ワークの前記検索情報をキーとして前記ワーク記憶部を検索することにより、入力された前記ワークに対応するワーク情報を取得する取得部と、
    取得したワーク情報に基づいて前記ワークが前記保持部材によって保持可能か否かをシミュレートし、シミュレーションの結果、前記ワークが保持可能と判定された前記保持部材を、保持部材候補として選定する第１選定部と、
    前記第１選定部によって選定された保持部材候補の前記保持部材情報を出力する出力部と
    を具備する保持可否結果出力装置。
11. 前記検索情報には、バーコード情報が含まれ、
    ワークのバーコード情報を読み取るバーコード読み取り部をさらに備え、
    前記入力部は、前記検索情報として、前記バーコード読み取り部によって読み取られた前記ワークのバーコード情報を入力し、
    前記取得部は、入力された前記ワークのバーコード情報をキーとして前記ワーク記憶部を検索することにより、入力された前記ワークに対応するワーク情報を取得する、請求項１０に記載の保持可否結果出力装置。
12. ワークの外形情報と質量情報とを含むワーク情報を受け付ける第１入力部と、
    ロボットの動作速度または動作加速度の入力を受け付ける第２入力部と、
    ロボットに設置される前記ワークの保持部材に関する保持部材情報の入力を受け付ける第３入力部と、
    前記第１入力部にて受け付けた前記ワーク情報と、前記第２入力部にて受け付けた前記ロボットの前記動作速度または前記動作加速度と、前記第３入力部にて受け付けた前記ワークの保持部材に関する前記保持部材情報とに基づいて、前記ワークが前記保持部材によって保持可能か否かをシミュレートし、シミュレーション結果を出力する出力部と
    を具備する保持可否結果出力装置。