JP2019174967A - 操作性を向上した統合シミュレーションシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】操作性を向上した統合シミュレーション技術を提供する。【解決手段】第1プログラム11のシミュレーションを実行する第1シミュレーション装置12と、第2プログラム21のシミュレーションを実行する第2シミュレーション装置22と、備える、統合シミュレーションシステム1は、関連付けた第1プログラム11及び第2プログラム21の開始順序に起因した誤作動の有無が検証され得るように、関連付けた第1プログラム11及び第2プログラム21に対して開始タイミングを設定する開始タイミング設定部72と、1回の開始操作によって、第1シミュレーション装置12及び第2シミュレーション装置22に対して、関連付けた第1プログラム11及び第2プログラム21を、設定した開始タイミング82で開始する指令を行うプログラム開始部73と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、操作性を向上した統合シミュレーションシステムに関し、特に複数のプログラムの操作順序に起因した誤作動の有無を検証する統合シミュレーションシステムに関する。
従来、ロボットの動作のシミュレーションを行うシミュレーション装置と、ロボットと共働して作業を行う工作機械の動作のシミュレーションを行うシミュレーション装置と、を備える、統合シミュレーションシステムにおいては、夫々のシミュレーション装置においてロボットプログラムと工作機械プログラムとを選択し、夫々の操作手段を用いてロボットプログラム及び工作機械プログラムを開始する必要があった。
本願に関連する先行技術としては、特許文献1〜3が公知である。特許文献1では、ロボット、工作機械等の異なる作業機械の異なるシミュレーションソフトウェアにおいて、双方の経過時間が一致していなくても、あたかも経過時間が一致しているのかのように第1の作業機械及び第2の作業機械の三次元モデルを表示装置上に表示できるシミュレーション装置が開示されている。しかしながら、異なるシミュレーション装置において異なるプログラムを1回の操作で開始及び停止を行うことは示唆されていない。
特許文献2では、シミュレーション装置ではないものの、工作機械とロボットを制御する制御装置において、工作機械とロボットの連携動作を、ラダープログラムを使用せずに、1つの加工プログラムのみで制御することが可能な制御装置が開示されている。斯かる発明を統合シミュレーションシステムに適用した場合には、操作性が向上するものの、異なるプログラムの開始順序又は停止順序に起因した誤作動を検証することはできない。
特許文献3では、複合加工工作機械と、複合加工工作機械に段取り部材やワークを搬送する搬送装置と、を備えた自動加工装置において、ワークの加工スケジュールと段取りスケジュールに基づいて自動加工シミュレーションを実行し、段取りミス等によって不足する不足部材を画面上に表示する自動加工装置が開示されている。しかしながら、異なるシミュレーション装置における異なるプログラムを、1回の操作で且つ所望の順序で開始及び停止させることはできない。
特許第4653836号公報 特許第5752179号公報 特開平6−79591号公報
何度も開始と停止を繰返すシミュレーション作業において、異なるシミュレーション装置で異なるプログラムを選択し、夫々の操作手段を用いて異なるプログラムを開始及び停止する操作は、作業効率の低下の原因となっていた。
一方で、ロボットプログラムと工作機械プログラムとの間の連携動作は、ラダープログラムを介して、又は、双方のプログラムが直接的に、動作指令信号及び動作完了信号をやり取り(即ち、ハンドシェーク)することによって実現されているが、夫々のプログラムの開始順序又は停止順序に起因して間違ったハンドシェークが実行され、誤作動を招く懸念もある。
さらに、複数の工作機械や複数のロボットが連携動作する多品種少量生産の生産セルにおいては、プログラム数が多く、また、仕様変更の頻度も高いため、これらプログラムの操作順序に起因した誤作動の有無だけでなく、種々のパラメータ設定も纏めて検証したいという要望もある。
そこで、操作性を向上した統合シミュレーション技術が求められている。
本開示の一態様は、第1機械に対する指令を記述した第1プログラムのシミュレーションを実行する第1シミュレーション装置と、第1機械と共働して作業を行う第2機械に対する指令を記述した第2プログラムのシミュレーションを実行する第2シミュレーション装置と、備える、統合シミュレーションシステムであって、第1プログラム及び第2プログラムに関するデータを取得するデータ取得部と、取得したデータに基づいて第1プログラムと第2プログラムとを関連付けるデータ関連付け部と、関連付けた第1プログラム及び第2プログラムの開始順序に起因した誤作動の有無が検証され得るように、関連付けた第1プログラム及び第2プログラムに対して開始タイミングを設定する開始タイミング設定部と、1回の開始操作によって、第1シミュレーション装置及び第2シミュレーション装置に対して、関連付けた第1プログラム及び第2プログラムを、設定した開始タイミングで開始する指令を行うプログラム開始部と、を備える、統合シミュレーションシステムを提供する。
本開示の一態様によれば、1回の開始操作によって、関連付けた第1プログラム及び第2プログラムを、設定した開始タイミングで開始するため、操作性を向上しつつ、複数のプログラムの開始順序に起因した誤作動の有無を検証できる。
一実施形態における統合シミュレーションシステムを示すブロック図である。 一実施形態における夫々のプログラムを関連付けた関連付けデータを示す図である。 一実施形態における開始タイミング(開始順序)を示す図である。 他の実施形態における開始タイミング(開始時間)を示す図である。 一実施形態における停止タイミング(停止順序)を示す図である。 他の実施形態における停止タイミング(停止時間)を示す図である。 一実施形態におけるパラメータ設定を示す図である。 一実施形態における統合シミュレーションシステムの制御方法を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を詳細に説明する。各図面において、同一又は類似の構成要素には同一又は類似の符号が付与されている。また、以下に記載する実施形態は、特許請求の範囲に記載される発明の技術的範囲及び用語の意義を限定するものではない。
図1は、本実施形態における統合シミュレーションシステム1を示すブロック図である。図1に示すように、統合シミュレーションシステム1は、ロボット10に対する指令を記述した第1プログラム11のシミュレーションを実行する第1シミュレーション装置12と、ロボット10と共働して作業を行う工作機械20に対する指令を記述した第2プログラム21のシミュレーションを実行する第2シミュレーション装置22と、ロボット10及び工作機械20と共働して作業を行う工作機械30に対する指令を記述した第3プログラム31のシミュレーションを実行する第3シミュレーション装置32と、を備えている。
統合シミュレーションシステム1はさらに、第1シミュレーション装置12、第2シミュレーション装置22、及び第3シミュレーション装置32において実行される夫々のシミュレーションを統合して仮想空間上に表示する表示装置40と、第1シミュレーション装置12、第2シミュレーション装置22、及び第3シミュレーション装置32を管理する統合シミュレーション装置50と、を備えている。
第1シミュレーション装置12、第2シミュレーション装置22、第3シミュレーション装置32、表示装置40、及び統合シミュレーション装置50は、有線又は無線のネットワーク60を介して相互に通信可能に接続されている。他の実施形態において、統合シミュレーションシステム1は、統合シミュレーション装置50の機能を、第1シミュレーション装置12、第2シミュレーション装置22、又は第3シミュレーション装置32に持たせることにより、統合シミュレーション装置50を備えない構成を採用してもよい。
第1シミュレーション装置12、第2シミュレーション装置22、及び第3シミュレーション装置32は、公知のコンピュータで構成されていて、処理部13と、シミュレーション対象のプログラムを記憶する記憶部14と、通信制御部15と、を備えており、処理部13、記憶部14、及び通信制御部15は相互にバス16で接続されている。表示装置40は、公知のモニタで構成されていて、表示制御部41と、表示部42と、通信制御部43と、を備えており、表示制御部41、表示部42、及び通信制御部43は相互にバス44で接続されている。統合シミュレーション装置50は、公知のコンピュータで構成されていて、処理部51と、記憶部52と、通信制御部53と、を備えており、処理部51、記憶部52、及び通信制御部53は相互にバス54で接続されている。
処理部51は、第1シミュレーション装置12、第2シミュレーション装置22、及び第3シミュレーション装置32から第1プログラム11、第2プログラム21、第3プログラム31に関するデータを取得するデータ取得部70を備えている。斯かるデータは、プログラム名、プログラム記憶場所、及び使用するパラメータ設定80等を含む。パラメータ設定80は記憶部52に記憶される。
処理部51はさらに、第1シミュレーション装置12、第2シミュレーション装置22、及び第3シミュレーション装置32から取得したデータに基づいて第1プログラム11、第2プログラム21、及び第3プログラム31を関連付けるデータ関連付け部71を備えている。関連付けた関連付けデータ81は記憶部52に記憶される。データ関連付け部71は、関連付けた第1プログラム11、第2プログラム21、及び第3プログラム31に対して複数種類のパラメータ設定80を関連付けてもよい。これにより、複数種類のパラメータ設定を纏めて検証できる。
処理部51はさらに、関連付けた第1プログラム11、第2プログラム21、及び第3プログラム31の開始順序に起因した誤作動の有無が検証され得るように、関連付けた第1プログラム11、第2プログラム21、及び第3プログラム31に対して1種類又は複数種類の開始タイミング82を設定する開始タイミング設定部72を備えている。設定した開始タイミング82は記憶部52に記憶される。
処理部51はさらに、1回の開始操作によって、第1シミュレーション装置12、第2シミュレーション装置22、及び第3シミュレーション装置32に対して、関連付けた第1プログラム11、第2プログラム21、及び第3プログラム31を、設定した開始タイミング82で開始する指令を行うプログラム開始部73を備えている。設定した開始タイミング82が複数種類ある場合には、プログラム開始部73は、1回の開始操作によって、第1シミュレーション装置12、第2シミュレーション装置22、及び第3シミュレーション装置32に対して、関連付けた第1プログラム11、第2プログラム21、及び第3プログラム31を複数種類の開始タイミング82で開始する指令を行ってもよい。また、設定したパラメータ設定80が複数種類ある場合には、プログラム開始部73は、第1シミュレーション装置12、第2シミュレーション装置22、及び第3シミュレーション装置32に対して、1回の開始操作によって、関連付けた第1プログラム11、第2プログラム21、及び第3プログラム31を、設定した複数種類のパラメータ設定80を用いて開始してもよい。
処理部51はさらに、関連付けた第1プログラム11、第2プログラム21、及び第3プログラム31の停止順序に起因した誤作動の有無が検証され得るように、関連付けた第1プログラム11、第2プログラム21、及び第3プログラム31に対して1種類又は複数種類の停止タイミング83を設定する停止タイミング設定部74を備えている。設定された停止タイミング83は記憶部52に記憶される。
処理部51はさらに、1回の停止操作又は1つのアラームによって、第1シミュレーション装置12、第2シミュレーション装置22、及び第3シミュレーション装置32に対して、実行中の第1プログラム11、第2プログラム21、及び第3プログラム31を、設定した1種類又は複数種類の停止タイミング83で停止する指令を行うプログラム停止部75を備えている。
処理部51はさらに、関連付けた第1プログラム11、第2プログラム21、及び第3プログラム31に対して1種類又は複数種類のパラメータ設定を設定するパラメータ設定部76を備えていてもよい。斯かる実施形態では、プログラム開始部73が、1回の開始操作によって、関連付けた第1プログラム11、第2プログラム21、及び第3プログラム31を、設定した1種類又は複数種類のパラメータ設定を用いて開始する。設定されたパラメータ設定80は記憶部52に記憶される。
図2は、本実施形態における夫々のプログラムを関連付けた関連付けデータ81を示す図である。関連付けデータ81は、関連付け番号90と、夫々のプログラム名91(例えば、ロボットプログラムa、CNCプロフラムa、及びCNCプログラムe)と、を含んでいるが、これに限定されるものではなく、プログラム記憶場所、パラメータ設定等も含んでもよいことに留意されたい。
図3Aは、本実施形態における開始タイミング82(開始順序)を示す図である。開始タイミング82は、関連付番号90と、夫々のプログラムの開始順序92と、を含んでおり、1つの関連付番号90に対して1種類又は複数種類の開始順序92が設定可能である。例えば、操作者は、第1プログラム、第2プログラム、及び第3プログラムの開始順序を、正しい順序(1番、2番、及び3番)に設定すると共に、間違った順序(2番、1番、及び3番)に設定することにより、これらプログラムの開始順序に起因した誤作動の有無を検証できる。
図3Bは、他の実施形態における開始タイミング82(開始時間)を示す図である。開始タイミング82は、関連付番号90と、夫々のプログラムの開始時間93と、を含んでおり、1つの関連付番号90に対して1種類又は複数種類の開始時間93が設定可能である。例えば、操作者は、第1プログラム、第2プログラム、及び第3プログラムの開始時間を、正しい時間(20秒前、0秒、及び5分後)に設定すると共に、間違った時間(0秒、10秒前、及び5分後)に設定することにより、これらプログラムの開始順序に起因した誤作動の有無を検証できる。
図4Aは、本実施形態における停止タイミング83(停止順序)を示す図である。停止タイミング83は、関連付番号90と、夫々のプログラムの停止順序94と、を含んでおり、1つの関連付番号90に対して1種類又は複数種類の停止順序94が設定可能である。例えば、操作者は、第1プログラム、第2プログラム、及び第3プログラムの停止順序を、正しい順序(1番、1番、及び1番)に設定すると共に、間違った順序(3番、2番、及び1番)に設定することにより、これらプログラムの停止順序に起因した誤作動の有無を検証できる。
図4Bは、他の実施形態における停止タイミング83(停止時間)を示す図である。停止タイミング83は、関連付番号90と、夫々のプログラムの停止時間95と、を含んでおり、1つの関連付番号90に対して1種類又は複数種類の停止時間95が設定可能である。例えば、操作者は、第1プログラム、第2プログラム、及び第3プログラムの停止時間を、正しい時間(0秒、0秒、及び0秒)に設定すると共に、間違った時間(5分後、10秒後、及び0秒)に設定することにより、これらプログラムの停止順序に起因した誤作動の有無を検証できる。
図5は、本実施形態におけるパラメータ設定80を示す図である。パラメータ設定80は、関連付番号90と、夫々のプログラムのパラメータ設定80と、を含んでいてよく、1つの関連付番号90に対して1種類又は複数種類のパラメータ設定80が設定可能である。例えば、操作者は、第1プログラム、第2プログラム、及び第3プログラムのパラメータ設定を、第1希望のパラメータ設定(パラメータ設定a、パラメータ設定e、及びパラメータ設定h)に設定すると共に、第2希望のパラメータ設定(パラメータ設定b、パラメータ設定e、及びパラメータ設定i)に設定することにより、これらプログラムのパラメータ設定を纏めて検証できる。
図6は、本実施形態における統合シミュレーションシステム1の制御方法を示すフローチャートである。本実施形態において、斯かるフローチャートは、図1に示す統合シミュレーション装置50の処理部51によって実行されるが、統合シミュレーション装置50を備えない他の実施形態においては、図1に示す第1シミュレーション装置12、第2シミュレーション装置22、又は第3シミュレーション装置32の処理部13によって実行される。
統合シミュレーションシステム1がシミュレーションを開始すると、ステップS10において、処理部51は、操作者によって選択された関連付番号のパラメータ設定80を読込む指令を第1シミュレーション装置12、第2シミュレーション装置22、及び第3シミュレーション装置32に対して行う。ステップS11において、処理部51は、1回の開始操作によって、第1シミュレーション装置12、第2シミュレーション装置22、及び第3シミュレーション装置32に対して、当該関連付番号の第1プログラム11、第2プログラム21、及び第3プログラム31を、設定した開始タイミング82で開始する指令を行う。
ステップS12では、操作者が、表示装置40の仮想空間上に表示されたロボット10の動作、工作機械20の動作、及び工作機械30の動作を監視することにより、開始順序に起因した誤作動が有るか否かを検証する。開始順序に起因した誤作動が有った場合には(ステップS12のYES)、ステップS13において、操作者は、シミュレーションを一時停止し(斯かる一時停止は、設定した停止タイミング83でプログラムを停止するものではない。以下同。)、ログに基づいてプログラムの修正を行う。一方で、開始順序に起因した誤作動が無い場合には(ステップS12のNO)、ステップS14に進む。
ステップS14において、処理部51は、操作者による停止操作又はアラームが有るか否かを判定する。停止操作又はアラームが有った場合には(ステップS14のYES)、ステップS15において、処理部51は、1回の停止操作又は1つのアラームによって、第1シミュレーション装置12、第2シミュレーション装置22、及び第3シミュレーション装置32に対して、実行中の第1プログラム11、第2プログラム21、及び第3プログラム31を、設定した停止タイミング83で停止する指令を行う。
ステップS16では、操作者が、表示装置40の仮想空間上に表示されたロボット10の動作、工作機械20の動作、及び工作機械30の動作を監視することにより、停止順序に起因した誤作動が有るか否かを検証する。停止順序に起因した誤作動が有った場合には(ステップS16のYES)、ステップS13において、操作者は、シミュレーションを一時停止し、ログに基づいてプログラムの修正を行う。一方で、停止順序に起因した誤作動が無い場合には(ステップS16のNO)、ステップS17に進む。また、ステップS14において、停止操作又はアラームが無い場合にも(ステップS14のNO)、ステップS17に進む。
ステップS17において、処理部51は、全てのプログラムが終了したか否かを判定する。全てのプログラムが終了していない場合には(ステップS17のNO)、ステップS14に戻り、処理部51は、操作者による停止操作又はアラームが有るか否かを判定する処理を繰返す。一方で、全てのプログラムが終了した場合には(ステップS17のYES)、ステップS18において、操作者は、パラメータ設定80に起因した誤作動が有るか否かを検証する。
パラメータ設定80に起因した誤作動が有った場合には(ステップS18のYES)、ステップS13において、操作者は、シミュレーションを一時停止し、ログに基づいてパラメータ設定の修正を行う。一方で、パラメータ設定80に起因した誤作動が無い場合には(ステップS18のNO)、ステップS19において、処理部51は、当該関連付番号の他のパラメータ設定80、他の開始タイミング82、又は他の停止タイミング83が有るか否かを判定する。
当該関連付番号の他のパラメータ設定80、他の開始タイミング82、又は他の停止タイミング83が有る場合には(ステップS19のYES)、最初のステップS10に戻り、処理部51は、他のパラメータ設定80、他の開始タイミング82、又は他の停止タイミング83に基づいてシミュレーションを再び開始する。これにより、1回の開始操作によって、関連付けた第1プログラム11、第2プログラム21、第3プログラム31に対して複数種類のパラメータ設定80、複数種類の開始タイミング82、複数種類の停止タイミング83を纏めて検証でき、開始操作の繰返しがさらに低減する。当該関連付番号の他のパラメータ設定80、他の開始タイミング82、又は他の停止タイミング83が無くなった場合には(ステップS19のNO)、シミュレーションを終了する。
本実施形態によれば、1回の開始操作又は1回の停止操作若しくは1つのアラームによって、関連付けた第1プログラム11、第2プログラム21、及び第3プログラム31を、設定した開始タイミング82又は停止タイミング83で開始又は終了するため、操作性を向上しつつ、複数のプログラムの開始順序又は停止順序に起因した誤作動の有無を検証できる。また、1回の開始操作によって、関連付けた第1プログラム11、第2プログラム21、及び第3プログラム31に対して複数種類のパラメータ設定80、複数種類の開始タイミング82、複数種類の停止タイミング83を纏めて検証でき、開始操作の繰返しがさらに低減する。
1 統合シミュレーションシステム
10 ロボット(第1機械)
11 第1プログラム
12 第1シミュレーション装置
13 処理部
14 記憶部
15 通信制御部
16 バス
20 工作機械(第2機械)
21 第2プログラム
22 第2シミュレーション装置
30 工作機械(第3機械)
31 第3プログラム
32 第3シミュレーション装置
40 表示装置
41 表示制御部
42 表示部
43 通信制御部
44 バス
50 統合シミュレーション装置
51 処理部
52 記憶部
53 通信制御部
54 バス
60 ネットワーク
70 データ取得部
71 データ関連付け部
72 開始タイミング設定部
73 プログラム開始部
74 停止タイミング設定部
75 プログラム停止部
76 パラメータ設定部
80 パラメータ設定
81 関連付けデータ
82 開始タイミング
83 停止タイミング
90 関連付番号
91 プログラム名
92 開始順序
93 開始時間
94 停止順序
95 停止時間

Claims (10)

  1. 第1機械に対する指令を記述した第1プログラムのシミュレーションを実行する第1シミュレーション装置と、前記第1機械と共働して作業を行う第2機械に対する指令を記述した第2プログラムのシミュレーションを実行する第2シミュレーション装置と、備える、統合シミュレーションシステムであって、
    前記第1プログラム及び前記第2プログラムに関するデータを取得するデータ取得部と、
    前記取得したデータに基づいて前記第1プログラムと前記第2プログラムとを関連付けるデータ関連付け部と、
    前記関連付けた前記第1プログラム及び前記第2プログラムの開始順序に起因した誤作動の有無が検証され得るように、前記関連付けた前記第1プログラム及び前記第2プログラムに対して開始タイミングを設定する開始タイミング設定部と、
    1回の開始操作によって、前記第1シミュレーション装置及び前記第2シミュレーション装置に対して、前記関連付けた前記第1プログラム及び前記第2プログラムを、前記設定した開始タイミングで開始する指令を行うプログラム開始部と、
    を備えることを特徴とする統合シミュレーションシステム。
  2. さらに、前記関連付けた前記第1プログラム及び前記第2プログラムの停止順序に起因した誤作動の有無が検証され得るように、前記関連付けた前記第1プログラム及び前記第2プログラムに対して停止タイミングを設定する停止タイミング設定部と、
    1回の停止操作又は1つのアラームによって、前記第1シミュレーション装置及び前記第2シミュレーション装置に対して、実行中の前記第1プログラム及び前記第2プログラムを、前記設定した停止タイミングで停止する指令を行うプログラム停止部と、
    を備える、請求項1に記載の統合シミュレーションシステム。
  3. 前記開始タイミング設定部は、前記関連付けた前記第1プログラム及び前記第2プログラムに対して複数種類の開始タイミングを設定し、前記プログラム開始部は、1回の開始操作によって、前記第1シミュレーション装置及び前記第2シミュレーション装置に対して、前記関連付けた前記第1プログラム及び前記第2プログラムを、前記設定した複数種類の開始タイミングで開始する指令を行う、請求項1又は2に記載の統合シミュレーションシステム。
  4. 前記停止タイミング設定部は、前記関連付けた前記第1プログラム及び前記第2プログラムに対して複数種類の停止タイミングを設定する、請求項2に記載の統合シミュレーションシステム。
  5. 前記データ関連付け部は、前記関連付けた前記第1プログラム及び前記第2プログラムに対して複数種類のパラメータ設定を関連付け、前記プログラム開始部は、1回の開始操作によって、前記関連付けた前記第1プログラム及び前記第2プログラムを、前記設定した複数種類のパラメータ設定を用いて開始する、請求項1から4のいずれか一項に記載の統合シミュレーションシステム。
  6. 前記開始タイミングは、前記関連付けた前記第1プログラム及び前記第2プログラムの開始順序又は開始時間を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の統合シミュレーションシステム。
  7. 前記停止タイミングは、前記関連付けた前記第1プログラム及び前記第2プログラムの停止順序又は停止時間を含む、請求項2に記載の統合シミュレーションシステム。
  8. 前記第1シミュレーション装置又は前記第2シミュレーション装置が、前記データ取得部と、前記データ関連付け部と、前記開始タイミング設定部と、前記プログラム開始部と、を備える、請求項1から7のいずれか一項に記載の統合シミュレーションシステム。
  9. さらに、前記第1シミュレーション装置及び前記第2シミュレーション装置と通信可能に接続された統合シミュレーション装置を備え、
    前記統合シミュレーション装置が、前記データ取得部と、前記データ関連付け部と、前記開始タイミング設定部と、前記プログラム開始部と、を備える、請求項1から8のいずれか一項に記載の統合シミュレーションシステム。
  10. 前記第1機械がロボットであり、前記第2機械が工作機械である、請求項1から9のいずれか一項に記載の統合シミュレーションシステム。
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