WO2022176816A1 - ロボットシミュレーション装置 - Google Patents

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WO2022176816A1
WO2022176816A1 PCT/JP2022/005753 JP2022005753W WO2022176816A1 WO 2022176816 A1 WO2022176816 A1 WO 2022176816A1 JP 2022005753 W JP2022005753 W JP 2022005753W WO 2022176816 A1 WO2022176816 A1 WO 2022176816A1
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WO
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model
robot
object model
work object
work
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PCT/JP2022/005753
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English (en)
French (fr)
Inventor
寛之 米山
Original Assignee
ファナック株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1671—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by simulation, either to verify existing program or to create and verify new program, CAD/CAM oriented, graphic oriented programming systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40323—Modeling robot environment for sensor based robot system

Definitions

  • the present invention relates to a robot simulation device.
  • Patent Document 1 A technology has been proposed in which a three-dimensional model of a robot system with tools, workpieces, and peripheral equipment is arranged on the screen and displayed simultaneously, and the operation of the robot's operation program is simulated on a computer. See Patent Document 1, for example.
  • One aspect of the robot simulation apparatus of the present disclosure is a robot system having a robot that grips a gripped object in a work space and a work target, in which a surface of the gripped object is pressed against a surface of the work target, A robot simulation device for simulating an operation program of the robot that transfers a transfer material placed on the surface of an object onto the surface of the work object, the robot simulation device being in a virtual space that three-dimensionally expresses the work space.
  • a robot model placement unit that places a robot model of the robot in the virtual space; a grasped object model placement unit that places the grasped object model of the grasped object in the virtual space so that it is grasped by the robot model; a work object model placement unit that places a work object model of the work object at a position where the gripped object model gripped by the robot model can reach; and the robot that operates on the robot simulation device according to the operation program.
  • an image generation unit for generating an image of a system
  • a display unit for displaying the image of the robot system generated by the image generation unit
  • a transfer image display unit so that when the surface of the gripped object model is in contact with the surface of the work object model, the transfer image displayed on the surface of the gripped object model is reversed.
  • a second transfer image display unit for displaying the transfer image on the surface of the work object model.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing a functional configuration example of a robot simulation device according to a first embodiment
  • FIG. It is a figure which shows an example of the image of the robot system produced
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a transfer image of a transfer
  • 5 is a diagram showing an example of the transfer image of FIG. 4 displayed on the surface of the gripped object model
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a transfer image transferred onto the surface of the work object model according to the motion of the robot model;
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a transfer image transferred onto the surface of the work object model according to the motion of the robot model;
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a transfer image transferred onto the surface of the work object model according to the motion of the robot model;
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a transfer image of the entire transfer that has been inverted and transferred;
  • 4 is a flowchart for explaining simulation processing of the robot simulation device 1;
  • FIG. 7 is a functional block diagram showing a functional configuration example of a robot simulation device according to a second embodiment;
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a virtual space screen displayed on the display unit; It is a figure which shows an example of the image of the robot system produced
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a transfer image of a transfer material superimposed and displayed on the image of the robot system of FIG. 10;
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a transfer image transferred onto the surface of the work object model;
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of an entire transfer image that is reversely transferred and superimposed on the image of FIG. 13;
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing a functional configuration example of the robot simulation device according to the first embodiment.
  • the robot simulation device 1 is a known computer, and includes a control unit 10, an input unit 11, a display unit 12, and a storage unit 13.
  • the control unit 10 includes a virtual space creation unit 101 , a model placement unit 102 , an image generation unit 103 , a first transfer image display unit 104 and a second transfer image display unit 105 .
  • the storage unit 13 also includes model data 131 .
  • the robot simulation device 1 may be connected to a robot control device (not shown) that controls the motion of the robot (not shown) via a network such as a LAN (Local Area Network) or the Internet. Alternatively, the robot simulation device 1 may be directly connected to a robot control device (not shown) via a connection interface (not shown).
  • LAN Local Area Network
  • the input unit 11 is, for example, a keyboard, a touch panel arranged on the display unit 12 described later, or the like, and receives input from the operator.
  • the display unit 12 is, for example, a liquid crystal display. As will be described later, the display unit 12 displays, for example, a robot (not shown) input (selected) by the operator via the input unit 11, a gripped object such as a roller gripped by the robot, and the gripped object. Display 3D CAD data of work objects such as plane blocks.
  • the storage unit 13 is a SSD (Solid State Drive), a HDD (Hard Disk Drive), or the like, and together with various control programs, presses the surface of a gripped object such as a roller against the surface of a flat block work target to grip it.
  • An operation program of a robot that transfers a transfer placed on the surface of an object onto the surface of the work object, model data 131, and the like may be stored.
  • the model data 131 is, for example, input (selected) by the operator via the input unit 11 and is 3D CAD data (hereinafter also referred to as a "robot model") of a robot (not shown) displayed on the display unit 12.
  • 3D CAD data of a gripped object such as a roller gripped by the robot
  • 3D CAD data of a work target such as a flat block against which the gripped object is pressed
  • work target model 3D CAD data of a work target such as a flat block against which the gripped object is pressed
  • the control unit 10 has a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) memory, etc., which communicate with each other via a bus. known to those skilled in the art.
  • the CPU is a processor that controls the robot simulation apparatus 1 as a whole.
  • the CPU reads the system program and the application program stored in the ROM through the bus, and controls the entire robot simulation apparatus 1 according to the system program and the application program.
  • FIG. Configured to achieve functionality.
  • Various data such as temporary calculation data and display data are stored in the RAM.
  • the CMOS memory is backed up by a battery (not shown), and configured as a non-volatile memory that retains the stored state even when the power of the robot simulation apparatus 1 is turned off.
  • the virtual space creation unit 101 creates a virtual space that three-dimensionally expresses the work space in which the robot (not shown), the object to be gripped by the roller, and the work object of the flat block are arranged.
  • the model placement unit 102 places a robot model of a robot (not shown) in the three-dimensional virtual space created by the virtual space creation unit 101, for example, according to the user's input operation via the input unit 11.
  • a function as a robot model placement part a function as a grasped object model placement part that places a grasped object model of a roller (grasped object), and a work object model that places a work object model of a plane block (work object) It also has a function as an arrangement section.
  • the model placement unit 102 (robot model placement unit) reads the robot model of the robot from the model data 131 of the storage unit 13 in order to place a robot (not shown) in the virtual space.
  • the model placement unit 102 places the read robot model of the robot in the virtual space.
  • the model placement unit 102 (grasped object model placement unit) reads the gripped object model of the roller (not shown) from the model data 131 of the storage unit 13 in order to place the gripped object model of the roller (not shown) in the virtual space.
  • the model arrangement unit 102 (grasp object model arrangement unit) arranges the read object model of the roller in the virtual space.
  • the model placement unit 102 (work object model placement unit) stores the work object model of the plane block in the model data 131 of the storage unit 13 in order to place the work object model of the plane block (not shown) in the virtual space. read from.
  • the model placement unit 102 (work object model placement unit) places the loaded work object model of the planar block in the virtual space.
  • the image generator 103 generates an image of the robot system operating on the robot simulation apparatus 1 according to the operation program.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of an image of the robot system generated by the image generation unit 103.
  • a robot model 200, a grasped object model 210, and a work object model 220 are arranged in the generated image.
  • the robot model 200 is a three-dimensional model of a vertically articulated robot that moves while gripping objects such as rollers.
  • the robot arm model 203 has an upper arm model 203a rotatably connected to the swing body model 202, and a forearm model 203b rotatably connected to the tip of the upper arm model 203a.
  • the wrist model 204 is provided at the tip of the forearm model 203b and supports the grasped object model 210 so as to be rotatable around three axes in the virtual space.
  • the robot operation program has virtual robot operation parameters for operating the robot model 200 .
  • the virtual robot motion parameters include parameters such as the origin and axial direction of the robot coordinate system ⁇ r, the origin and axial direction of the gripped object coordinate system ⁇ h, the maximum driving speed, and the virtual movable range.
  • the robot coordinate system ⁇ r is a coordinate system that serves as a reference when the robot model 200 is operated in the virtual space, and is defined in the virtual space by the origin and axial direction of the robot coordinate system ⁇ r, which are included in the virtual robot operation parameters. be done.
  • the origin of the robot coordinate system .SIGMA.r is located at the center of the robot base model 201, and the swing body model 202 rotates around the Z axis of the robot coordinate system .SIGMA.r.
  • the object coordinate system ⁇ h is a coordinate system that defines the position and orientation of the object model 210 in the virtual space. Defined. As shown in FIG.
  • the origin of the gripped object coordinate system ⁇ h is arranged so as to coincide with the tip point of the tool, which is the rotation axis of the gripped object model 210 of the roller. Rotate around the X axis.
  • the work object coordinate system ⁇ k is a reference coordinate system when arranging the work object model 220 in the virtual space. Defined in virtual space. As shown in FIG. 2, the origin of the work object coordinate system ⁇ k is located on the upper surface of the work object model 220, and the axial direction of the work object coordinate system ⁇ k is the transfer product image of a transfer product described later.
  • the direction in which the model 210 is transferred is the X axis, and the vertical direction of the upper surface of the work object model 220 is set to be the Z axis.
  • the robot simulation apparatus 1 executes the robot operation program to adjust the tool end point of the gripped object model 210 so as to press the roller against a plane block and attach a sticker or the like placed on the roller. Position can be controlled.
  • the image generator 103 then generates an image of the robot system operating on the robot simulation apparatus 1 according to the operation program.
  • 3A and 3B are diagrams showing examples of generated images.
  • the image generation unit 103 displays the generated image on the display unit 12 .
  • the first transfer image display unit 104 displays a transfer image of a transfer to be transferred to the work object model 220 on the surface of the gripped object model 210 .
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a transfer product image of a transfer product.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the transfer image of FIG. 4 displayed on the surface of the gripped object model 210. As shown in FIG. As shown in FIG. 5, the first transfer image display unit 104 displays the transfer image of the transfer so as to wrap around the surface of the gripped object model 210 on the image in FIG. The first transfer image display unit 104 displays the transfer image of the transfer on the surface of the gripped object model 210, and superimposes the transfer image of the entire transfer in FIG. 4 on the image in FIG. may be displayed.
  • the second transfer image display unit 105 displays the transferred object image displayed on the surface of the object model 210 in a reversed relationship.
  • the transfer image is displayed on the display unit 12 on the surface of the work object model 220 so as to be.
  • 6A to 6C are diagrams showing an example of a transfer image transferred onto the surface of the work object model 220 according to the motion of the robot model 200.
  • FIG. The second transfer image display unit 105 displays the images of FIGS. 6A to 6C on the display unit 12, and superimposes and displays the entire transfer image reversed and transferred onto the work object model 220. It may be displayed in section 12 .
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a transfer image of the entire transfer that is inverted and transferred.
  • the robot simulation device 1 (second transfer image display unit 105), when a transfer is pasted on the upper surface of the work object model 220, the operation program of the robot is It may be determined that it is properly constructed.
  • the robot simulation apparatus 1 (second transfer image display unit 105) determines that the robot operation program is not appropriately constructed when the transfer is not pasted on the upper surface of the work object model 220. good too.
  • the robot simulation device 1 may display a warning image on the display section 12 . By doing so, the robot simulation device 1 can simulate the motion of the robot in the real space in a form close to the actual work, and it can be easily confirmed that the pattern, label, etc. are reliably transferred to the work. .
  • FIG. 8 is a flow chart for explaining the simulation processing of the robot simulation device 1. As shown in FIG. The flow shown here is executed each time the robot operation program is executed.
  • step S1 the virtual space creation unit 101 creates a virtual space that three-dimensionally expresses the work space in which the robot, rollers, and plane blocks are arranged.
  • step S2 the model placement unit 102 places the robot model 200 of the robot, the gripped object model 210 of the roller, and the work object model 220 of the plane block in the three-dimensional virtual space created in step S1.
  • step S3 the image generator 103 generates an image of the robot system operating on the robot simulation device 1 according to the operation program.
  • step S4 the image generation unit 103 displays the image of the robot system generated in step S3 on the display unit 12.
  • step S5 the first transfer image display unit 104 displays the transfer image of the transfer on the surface of the gripped object model 210 among the images displayed in step S4.
  • step S6 the second transfer image display unit 105 reverses the transfer image displayed on the surface of the object model 210 when the surface of the object model 210 comes into contact with the surface of the work object model 220.
  • the transfer image is displayed on the surface of the work object model 220 on the display unit 12 in accordance with the motions of the robot model 200 and the gripped object model 210 so that the relationship is established.
  • the robot simulation apparatus 1 arranges the robot model 200, the grasped object model 210, and the work object model 220 in the virtual space.
  • the robot simulation apparatus 1 generates an image of a robot system operating on the robot simulation apparatus 1 according to an operation program, displays it on the display unit 12, and displays a transfer product image of the transfer product on the surface of the gripped object model 210 of the displayed image. display.
  • the robot simulation apparatus 1 rotates the robot so that the transfer image displayed on the surface of the object model 210 is inverted.
  • a transfer image is displayed on the display unit 12 on the surface of the work object model 220 according to the motion of the model 200 .
  • the robot simulation apparatus 1 can easily confirm that the patterns, labels, etc. have been reliably transferred to the workpiece as well as the operation of the operation program.
  • the first embodiment has been described above.
  • the robot system further includes a transport device that transports the work object, and a detection device that detects the work object being transported by the transport device
  • the robot simulation device further includes: , a carrier model placement unit that places a carrier device model of the carrier, a work object model placement unit that places a work object model of a work object on the carrier device model, and a work object that the carrier model carries.
  • a detection device model placement unit for arranging a detection device model of a detection device for detecting an object model so that a work object model to be transported by the transport device model can be detected; Furthermore, when the surface of the work object model conveyed by the conveying device is in contact with the surface of the work object model, the surface of the work object model is inverted with respect to the transfer image displayed on the surface of the work object model.
  • This embodiment differs from the first embodiment in that a transfer image is displayed on the surface of the model.
  • the robot simulation apparatus 1A according to the second embodiment can easily confirm that the patterns, labels, etc. are reliably transferred to the work as well as the operation of the operation program.
  • a second embodiment will be described below.
  • FIG. 9 is a functional block diagram showing a functional configuration example of the robot simulation device according to the second embodiment. Elements having functions similar to those of the robot simulation apparatus 1 shown in FIG. 1 are assigned the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the robot simulation device 1A includes a control unit 10, an input unit 11, a display unit 12, and a storage unit 13.
  • the control unit 10 includes a virtual space creation unit 101, a model placement unit 102a, an image generation unit 103, a first transfer image display unit 104, and a second transfer image display unit 105a.
  • the storage unit 13 also includes model data 131 .
  • the control unit 10, the input unit 11, the display unit 12, and the storage unit 13 have functions equivalent to those of the control unit 10, the input unit 11, the display unit 12, and the storage unit 13 according to the first embodiment.
  • the storage unit 13 may store an operation program for the transport device that causes the transport device to operate together with the operation program for the robot.
  • the model data 131 in the storage unit 13 includes 3D CAD data (robot model) of a robot (not shown) displayed on the display unit 12, 3D CAD data (holding object model) of a grasped object grasped by the robot, and The 3D CAD data (work target object model) of the work object against which the gripped object is pressed, the 3D CAD data of a conveying device such as a belt conveyor (hereinafter also referred to as a “conveying device model”), and the conveying device model convey 3D CAD data of a detection device such as a three-dimensional visual sensor that detects a work object model (hereinafter also referred to as "detection device model”) may be stored.
  • the virtual space creation unit 101, the image generation unit 103, and the first transfer image display unit 104 are similar to the virtual space creation unit 101, the image generation unit 103, and the first transfer image display unit 104 according to the first embodiment. has the same function as
  • the model placement unit 102a places a robot model of a robot (not shown) in the three-dimensional virtual space created by the virtual space creation unit 101, for example, according to the user's input operation via the input unit 11.
  • the function as a robot model placement unit and the function as a grasped object model placement unit that places a grasped object model the function as a transport device model placement unit that places a transport device model of a transport device, and the work (work A function as a work object model placement unit that places a work object model of a work object) on a transport device model, and a work object model that the transport device model transports a detection device model of a detection device such as a three-dimensional visual sensor.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a virtual space screen displayed on the display unit 12.
  • the work of the grasped object model 210 in FIG. 10 has a rectangular parallelepiped shape, it may have an arbitrary shape such as a cylindrical shape.
  • the robot model 200 is a three-dimensional model of a vertical articulated robot that moves while gripping an object such as a stamp. It has a model 203 , a wrist model 204 and a robot hand model 205 .
  • the robot hand model 205 has, for example, a plurality of fingers that can be opened and closed or a suction part, and holds a grasped object model 210 such as a stamp.
  • the transport device model 230 is a three-dimensional model of a transport device (for example, a belt conveyor) capable of transporting workpieces, and includes support part models 231 and 232 and conveyors movably provided on the support part models 231 and 232. It has a model 233 and carries a work object model 220 .
  • the detection device model 240 is, for example, a three-dimensional visual sensor or the like, which is installed vertically above the transport device model 230 and detects the work object model 220 transported by the transport device model 230 .
  • the robot operation program has virtual robot operation parameters for operating the robot model 200 .
  • the virtual robot motion parameters include parameters such as the origin and axial direction of the robot coordinate system ⁇ r, the origin and axial direction of the gripped object coordinate system ⁇ h, the origin and axial direction of the detector coordinate system ⁇ c, the maximum drive speed, and the virtual movable range. include.
  • the transport device operation program also has virtual transport device operation parameters for operating the transport device model 230 .
  • the virtual transport device operation parameters include parameters such as the origin and axial direction of the transport device coordinate system ⁇ b, transport speed, and the like.
  • the transport device coordinate system ⁇ b is a coordinate system that serves as a reference when the conveyor model 233 is simulated to operate in the virtual space. defined in the virtual space by As shown in FIG.
  • the origin of the transport device coordinate system ⁇ b is located at one corner of the upstream end of the conveyor model 233, and the conveyor model 233 transports the work object model 220 in the Y-axis direction of the transport device coordinate system ⁇ b.
  • the detector coordinate system .SIGMA.c is set such that the Z-axis direction coincides with the line-of-sight direction of the detector model 240 and vertically downward in the real space.
  • the robot simulation apparatus 1A executes the operation program of the robot and the operation program of the transfer apparatus, so that the tip point of the tool of the gripped object model 210 can be changed, for example, by pressing the stamp against the workpiece and sticking the stamp or the like. Position can be controlled.
  • the image generator 103 generates an image of the robot system operating on the robot simulation apparatus 1 according to the operation program, as in the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the image of the robot system generated by the image generation unit 103.
  • the supply amount of the work object per unit time for example, one minute
  • the work object model 220 is sequentially arranged on the carrier model 230 .
  • the transport device model 230 transports the sequentially arranged work object models 220 in the Y-axis direction of the transport device coordinate system ⁇ b at a transport speed preset in the operation program.
  • the position of the transport device coordinate system ⁇ b on the XY plane (and/or the rotation angle around the Z axis) ) may be given a random offset.
  • the first transfer image display unit 104 displays, on the surface of the gripped object model 210, the transfer image of the transfer to be transferred to the work object model 220, as in the case of the first embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a transfer image of a transfer that is superimposed on the image of the robot system in FIG. 10 and displayed. Note that the transfer image shown in FIG. 12 is an image viewed from the minus Z-axis direction of the gripped object coordinate system ⁇ h of the gripped object model 210 .
  • the second transfer image display unit 105a displays a transfer image displayed on the surface of the object model 210 when the surface of the object model 210 is in contact with the surface of the work object model 220 transported by the transport device model 230.
  • the transfer image is displayed on the display unit 12 on the surface of the work object model 220 so that the relationship is inverted with respect to .
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a transfer image transferred onto the surface of the work object model 220. As shown in FIG.
  • the second transfer image display unit 105a displays the image shown in FIG. may be displayed.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a reversed and transferred entire transfer image superimposed on the image of FIG. 13 .
  • the robot simulation device 1A operates the detection device model 240 in, for example, a virtual space, and the detection device model 240 detects the work object model 220 being transported. Based on the line-of-sight data of the detection device model 240 and the arrangement information of the work object model 220, the simulation device 1A generates a virtual image to be obtained when the detection device model 240 detects the work object model 220 in the virtual space. Generate a detection image (virtual detection result). The robot simulation device 1A acquires the position and orientation of the work object model 220 in the robot coordinate system ⁇ r from the generated virtual detection image.
  • the robot simulation apparatus 1A causes the robot model 200 to operate in the virtual space based on the acquired position and orientation of the work object model 220 and the robot operation program.
  • the robot simulation apparatus 1A sets the object coordinate system ⁇ h so that the origin of the object coordinate system ⁇ h is continuously placed at a predetermined position (for example, the center of the object model 220) of the work object model 220 being transported. Set sequentially.
  • the robot simulation apparatus 1A causes the robot model 200 to move in the virtual space so as to place the object model 210 in the position and orientation defined by the object coordinate system ⁇ h.
  • the robot model 200 can cause the grasped object model 210 to follow the work object model 220 in the virtual space.
  • the robot simulation apparatus 1A (second transfer image display unit 105a) constructs a robot operation program appropriately when a transfer is pasted on the upper surface of the work object model 220. It may be determined that On the other hand, the robot simulation apparatus 1A (second transfer image display unit 105a) determines that the robot operation program is not properly constructed when the transfer is not pasted on the upper surface of the work object model 220. good too. In this case, the robot simulation device 1A may display a warning image on the display section 12. FIG. By doing so, the robot simulation apparatus 1A can simulate the motion of the robot in the real space in a form close to the actual work, and can easily confirm that the pattern, label, etc., are reliably transferred to the work. .
  • the simulation processing of the robot simulation device 1A is the same as in the case of FIG. 8, and detailed description will be omitted.
  • the robot simulation apparatus 1A arranges the robot model 200, the gripped object model 210, the work object model 220, the transfer device model 230, and the detection device model 240 in the virtual space.
  • the robot simulation apparatus 1A generates an image of a robot system operating on the robot simulation apparatus 1A according to an operation program, displays it on the display unit 12, and displays a transfer product image of the transfer product on the surface of the gripped object model 210 of the displayed image. display.
  • the robot simulation apparatus 1A reverses the transfer image displayed on the surface of the object model 210.
  • the transfer image is displayed on the surface of the work object model 220 on the display unit 12 in accordance with the motions of the robot model 200 and the gripped object model 210 so that the relationship is established.
  • the robot simulation apparatus 1A can easily confirm that the desired pattern, label, etc. have been reliably transferred to the workpiece along with the operation of the operation program.
  • the second embodiment has been described above.
  • the robot simulation devices 1 and 1A are not limited to the above-described embodiments, and include modifications, improvements, etc. within a range that can achieve the purpose.
  • the robot simulation devices 1 and 1A are different from the robot control device (not shown), but the present invention is not limited to this.
  • the robot simulation devices 1, 1A may be included in a robot control device (not shown).
  • Each function included in the robot simulation devices 1 and 1A in the first and second embodiments can be realized by hardware, software, or a combination thereof.
  • “implemented by software” means implemented by a computer reading and executing a program.
  • Non-transitory computer-readable media include various types of tangible storage media.
  • Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media (e.g., flexible discs, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (e.g., magneto-optical discs), CD-ROMs (Read Only Memory), CD- R, CD-R/W, semiconductor memory (eg, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM).
  • the program may also be supplied to the computer on various types of transitory computer readable medium. Examples of transitory computer-readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves. Transitory computer-readable media can deliver the program to the computer via wired communication channels, such as wires and optical fibers, or wireless communication channels.
  • steps of writing a program recorded on a recording medium include not only processes that are executed chronologically in order, but also processes that are executed in parallel or individually, even if they are not necessarily processed chronologically. is also included.
  • the robot simulation device of the present disclosure can take various embodiments having the following configurations.
  • the robot simulation apparatus 1 of the present disclosure is a robot system having a robot that grips a gripped object in a work space and a work object.
  • a grasped object model arranging unit that arranges a grasped object model 210 so that it is grasped by the robot model 200 in the virtual space, and a work target of the work object in the virtual space.
  • a work object model placement unit that places the object model 220 at a position where the object model 210 gripped by the robot model 200 can reach, and an image generation unit that generates an image of the robot system operating on the robot simulation device 1 according to the operation program.
  • a display unit 12 that displays the image of the robot system generated by the image generation unit 103
  • a first transfer image display unit 104 that displays the transfer product image of the transfer product on the surface of the gripped object model 210
  • the surface of the work object model 220 is arranged such that when the surface of the work object model 210 comes into contact with the surface of the work object model 220, the surface of the work object model 220 is reversed with respect to the transfer image displayed on the surface of the work object model 210.
  • the robot system further includes a transport device that transports the work object and a detection device that detects the work object being transported by the transport device, and the robot
  • the simulation apparatus 1A further includes a transport device model placement unit that places a transport device model 230 of the transport device in the virtual space, and a work object model 220 of the work object that is placed on the transport device model 230 in the virtual space.
  • a work object model placement unit and a detection device model 240 of a detection device that detects a work object model 220 conveyed by a conveying device model 230 in a virtual space, and a work object model 220 conveyed by the conveying device model 230 is detected.
  • the second transfer image display unit 105a further includes a work object model 220 on which the surface of the gripped object model 210 is conveyed by the conveying device model 230.
  • the transferred image may be displayed on the surface of the work object model 220 so that the transfer image displayed on the surface of the gripped object model 210 is reversed when it comes into contact with the surface of the work object model 220 .
  • the robot simulation device 1A can achieve the same effect as (1).

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Abstract

動作プログラムの動作とともに、ワークに模様やラベル等が確実に転写されていることを容易に確認できること。　ロボットシミュレーション装置は、ロボットシステムのロボットの動作プログラムのシミュレーションを行うロボットシミュレーション装置であって、仮想空間内にロボットモデルを配置するロボットモデル配置部と、把持物モデルを配置する把持物モデル配置部と、作業対象物の作業対象物モデルを配置する作業対象物モデル配置部と、動作プログラムに従い動作するロボットシステムの画像を生成する画像生成部と、生成されたロボットシステムの画像を表示する表示部と、把持物モデルの面上に転写物の転写物画像を表示する第１転写物画像表示部と、把持物モデルの面が作業対象物モデルの面に接したとき、反転させた作業対象物モデルの面上に転写物画像を表示する第２転写物画像表示部と、を備える。

Description

ロボットシミュレーション装置
　本発明は、ロボットシミュレーション装置に関する。
　ツールを搭載したロボット、ワーク、及び周辺機器を有するロボットシステムの三次元モデルを画面に配置して同時に表示し、ロボットの動作プログラムの動作をコンピュータ上でシミュレーションする技術が提案されている。例えば、特許文献１参照。
特開２０１６－１２９９１５号公報
　例えば、ロボットが把持したローラーを平面ブロックのワークに押し当て、ローラーの模様（例えば、シール等）を平面ブロックに貼り付ける動作プログラムを確認する場合や、ロボットがベルトコンベヤを流れてくるワークにシールやスタンプ等のラベルを張り付ける動作プログラムを確認する場合には、ローラーの模様を平面ブロックに貼り付ける様子やワークにラベルを張り付ける様子をシミュレーションで事前に確認できず、作業者が現場で直接確認しなければならない。
　そこで、動作プログラムの動作とともに、ワークに模様やラベル等が確実に転写されていることを容易に確認できることが望まれている。
　本開示のロボットシミュレーション装置の一態様は、作業空間内に把持物を把持したロボット、及び作業対象物を有するロボットシステムにおいて、前記把持物の面を前記作業対象物の面に押し当て、前記把持物の面上に配置された転写物を前記作業対象物の面上に転写する前記ロボットの動作プログラムのシミュレーションを行うロボットシミュレーション装置であって、前記作業空間を三次元的に表現した仮想空間内に前記ロボットのロボットモデルを配置するロボットモデル配置部と、前記仮想空間において、前記把持物の把持物モデルを前記ロボットモデルに把持されるように配置する把持物モデル配置部と、前記仮想空間において、前記作業対象物の作業対象物モデルを前記ロボットモデルに把持された前記把持物モデルが届く位置に配置する作業対象物モデル配置部と、前記動作プログラムに従い前記ロボットシミュレーション装置上で動作する前記ロボットシステムの画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部により生成されたロボットシステムの画像を表示する表示部と、前記把持物モデルの面上に前記転写物の転写物画像を表示する第１転写物画像表示部と、前記把持物モデルの面が前記作業対象物モデルの面に接したとき、前記把持物モデルの面上に表示した前記転写物画像に対して反転させた関係になるよう、前記作業対象物モデルの面上に前記転写物画像を表示する第２転写物画像表示部と、を備える。
　一態様によれば、動作プログラムの動作とともに、ワークに模様やラベル等が確実に転写されていることが容易に確認できる。
第１実施形態に係るロボットシミュレーション装置の機能的構成例を示す機能ブロック図である。 画像生成部により生成されるロボットシステムの画像の一例を示す図である。 生成された画像の一例を示す図である。 生成された画像の一例を示す図である。 転写物の転写物画像の一例を示す図である。 把持物モデルの面上に表示された図４の転写物画像の一例を示す図である。 ロボットモデルの動作に応じて作業対象物モデルの面上に転写された転写物画像の一例を示す図である。 ロボットモデルの動作に応じて作業対象物モデルの面上に転写された転写物画像の一例を示す図である。 ロボットモデルの動作に応じて作業対象物モデルの面上に転写された転写物画像の一例を示す図である。 反転して転写された転写物全体の転写物画像の一例を示す図である。 ロボットシミュレーション装置１のシミュレーション処理について説明するフローチャートである。 第２実施形態に係るロボットシミュレーション装置の機能的構成例を示す機能ブロック図である。 表示部に表示される仮想空間の画面の一例を示す図である。 画像生成部により生成されたロボットシステムの画像の一例を示す図である。 図１０のロボットシステムの画像に重畳して表示された転写物の転写物画像の一例を示す図である。 作業対象物モデルの面上に転写された転写物画像の一例を示す図である。 図１３の画像に重畳して表示された反転して転写された全体の転写物画像の一例を示す図である。
＜第１実施形態＞
　本実施形態の構成について図面を用いて詳細に説明する。ここでは、作業空間においてロボットがローラーを把持し、把持したローラーを平面板状のワークである平面ブロックに押し当てて、ローラーに設置されたシール等を平面ブロックに貼り付ける場合を例示する。なお、本発明は、ロボットが把持したローラーに設置されたシール等を任意の形状のワークに貼り付ける場合に対しても適用可能である。
　図１は、第１実施形態に係るロボットシミュレーション装置の機能的構成例を示す機能ブロック図である。
　図１に示すように、ロボットシミュレーション装置１は、公知のコンピュータであり、制御部１０、入力部１１、表示部１２、及び記憶部１３を含む。制御部１０は、仮想空間作成部１０１、モデル配置部１０２、画像生成部１０３、第１転写物画像表示部１０４、及び第２転写物画像表示部１０５を含む。また、記憶部１３は、モデルデータ１３１を含む。
　なお、ロボットシミュレーション装置１は、ロボット（図示しない）の動作を制御するロボット制御装置（図示しない）とＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）やインターネット等のネットワークを介して相互に接続されていてもよい。あるいは、ロボットシミュレーション装置１は、ロボット制御装置（図示しない）と図示しない接続インターフェースを介して互いに直接接続されてもよい。
＜入力部１１＞
　入力部１１は、例えば、キーボードや、後述する表示部１２に配置されたタッチパネル等であり、作業者からの入力を受け付ける。
＜表示部１２＞
　表示部１２は、例えば、液晶ディスプレイ等である。表示部１２は、後述するように、例えば入力部１１を介して作業者により入力（選択）されたロボット（図示しない）、当該ロボットが把持するローラー等の把持物、及び当該把持物を押し当てる平面ブロック等の作業対象物の３Ｄ　ＣＡＤデータ等を表示する。
＜記憶部１３＞
　記憶部１３は、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）等であり、各種の制御用プログラムとともに、ローラー等の把持物の面を平面ブロックの作業対象物の面に押し当て、把持物の面上に配置された転写物を作業対象物の面上に転写するロボットの動作プログラム、及びモデルデータ１３１等を記憶してもよい。
　モデルデータ１３１は、上述したように、例えば入力部１１を介して作業者により入力（選択）され、表示部１２に表示されるロボット（図示しない）の３Ｄ　ＣＡＤデータ（以下、「ロボットモデル」ともいう）、当該ロボットが把持するローラー等の把持物の３Ｄ　ＣＡＤデータ（以下、「把持物モデル」ともいう）、及び当該把持物を押し当てる平面ブロック等の作業対象物の３Ｄ　ＣＡＤデータ（以下、「作業対象物モデル」ともいう）等を記憶する。
＜制御部１０＞
　制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）メモリ等を有し、これらはバスを介して相互に通信可能に構成される、当業者にとって公知のものである。
　ＣＰＵはロボットシミュレーション装置１を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたシステムプログラム及びアプリケーションプログラムを、バスを介して読み出し、システムプログラム及びアプリケーションプログラムに従ってロボットシミュレーション装置１全体を制御する。これにより、図１に示すように、制御部１０が、仮想空間作成部１０１、モデル配置部１０２、画像生成部１０３、第１転写物画像表示部１０４、及び第２転写物画像表示部１０５の機能を実現するように構成される。ＲＡＭには一時的な計算データや表示データ等の各種データが格納される。また、ＣＭＯＳメモリは図示しないバッテリでバックアップされ、ロボットシミュレーション装置１の電源がオフされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。
　仮想空間作成部１０１は、ロボット（図示しない）、ローラーの把持物、及び平面ブロックの作業対象物が配置される作業空間を３次元的に表現した仮想空間を作成する。
　モデル配置部１０２は、例えば、入力部１１を介したユーザの入力操作に応じて、仮想空間作成部１０１により作成された３次元の仮想空間内に、ロボット（図示しない）のロボットモデルを配置するロボットモデル配置部としての機能と、ローラー（把持物）の把持物モデルを配置する把持物モデル配置部としての機能と、平面ブロック（作業対象物）の作業対象物モデルを配置する作業対象物モデル配置部としての機能と、有する。
　具体的には、モデル配置部１０２（ロボットモデル配置部）は、仮想空間内に図示しないロボットを配置するために、ロボットのロボットモデルを記憶部１３のモデルデータ１３１から読み込む。モデル配置部１０２（ロボットモデル配置部）は、読み込んだロボットのロボットモデルを仮想空間内に配置する。
　また、モデル配置部１０２（把持物モデル配置部）は、仮想空間内に図示しないローラーの把持物モデルを配置するために、ローラーの把持物モデルを記憶部１３のモデルデータ１３１から読み込む。モデル配置部１０２（把持物モデル配置部）は、読み込んだローラーの把持物モデルを仮想空間内に配置する。
　また、モデル配置部１０２（作業対象物モデル配置部）は、仮想空間内に図示しない平面ブロックの作業対象物モデルを配置するために、平面ブロックの作業対象物モデルを記憶部１３のモデルデータ１３１から読み込む。モデル配置部１０２（作業対象物モデル配置部）は、読み込んだ平面ブロックの作業対象物モデルを仮想空間内に配置する。
　画像生成部１０３は、動作プログラムに従いロボットシミュレーション装置１上で動作するロボットシステムの画像を生成する。
　図２は、画像生成部１０３により生成されるロボットシステムの画像の一例を示す図である。
　図２に示すように、生成された画像には、ロボットモデル２００、把持物モデル２１０、及び作業対象物モデル２２０が配置されている。
　ロボットモデル２００は、ローラー等の把持物を把持して移動する垂直多関節ロボットの３次元モデルであって、ロボットベースモデル２０１、旋回胴モデル２０２、ロボットアームモデル２０３、及び手首部モデル２０４を有する。
　ロボットアームモデル２０３は、旋回胴モデル２０２に回動可能に接続される上腕部モデル２０３ａと、上腕部モデル２０３ａの先端に回動可能に接続される前腕部モデル２０３ｂとを有する。
　手首部モデル２０４は、前腕部モデル２０３ｂの先端に設けられ、仮想空間内で把持物モデル２１０を３軸周りに回動可能に支持する。
　なお、ロボットの動作プログラムは、ロボットモデル２００を動作させるための仮想ロボット動作パラメータを有する。仮想ロボット動作パラメータは、ロボット座標系Σｒの原点及び軸方向、把持物座標系Σｈの原点及び軸方向、最大駆動速度、及び仮想可動範囲等のパラメータを含む。
　ロボット座標系Σｒは、仮想空間においてロボットモデル２００を動作させるときに基準となる座標系であって、仮想ロボット動作パラメータに含まれる、該ロボット座標系Σｒの原点及び軸方向によって仮想空間内で定義される。
　図２に示すように、ロボット座標系Σｒの原点は、ロボットベースモデル２０１の中心に配置され、旋回胴モデル２０２は、ロボット座標系ΣｒのＺ軸周りに回動する。
　把持物座標系Σｈは、仮想空間における把持物モデル２１０の位置及び姿勢を規定する座標系であって、仮想ロボット動作パラメータに含まれる、把持物座標系Σｈの原点及び軸方向によって仮想空間内で定義される。
　図２に示すように、把持物座標系Σｈの原点は、ローラーの把持物モデル２１０の回転軸であるツール先端点に一致するように配置され、把持物モデル２１０は、把持物座標系ΣｈのＸ軸周りに回転する。
　作業対象物座標系Σｋは、仮想空間における作業対象物モデル２２０を配置するときに基準となる座標系であって、仮想ロボット動作パラメータに含まれる、作業対象物座標系Σｋの原点及び軸方向によって仮想空間内で定義される。
　図２に示すように、作業対象物座標系Σｋの原点は、作業対象物モデル２２０の上面に配置され、作業対象物座標系Σｋの軸方向は、後述する転写物の転写物画像が把持物モデル２１０により転写される方向がＸ軸で、作業対象物モデル２２０の上面の鉛直方向がＺ軸となるように設定されている。
　これにより、ロボットシミュレーション装置１は、ロボットの動作プログラムを実行することで、例えばローラーを平面ブロックに押し当ててローラーに設置されたシール等を貼り付けるように、把持物モデル２１０のツール先端点の位置を制御することができる。そして、画像生成部１０３は、当該動作プログラムに従いロボットシミュレーション装置１上で動作するロボットシステムの画像を生成する。
　図３Ａ及び図３Ｂは、生成された画像の一例を示す図である。
　画像生成部１０３は、生成した画像を表示部１２に表示する。
　第１転写物画像表示部１０４は、把持物モデル２１０の面上に作業対象物モデル２２０に転写する転写物の転写物画像を表示する。
　図４は、転写物の転写物画像の一例を示す図である。図５は、把持物モデル２１０の面上に表示された図４の転写物画像の一例を示す図である。
　図５に示すように、第１転写物画像表示部１０４は、図２の画像に把持物モデル２１０の面上に巻き付けるように転写物の転写物画像を表示する。
　なお、第１転写物画像表示部１０４は、把持物モデル２１０の面上に転写物の転写物画像を表示するとともに、図２の画像に図４の転写物全体の転写物画像を重畳して表示してもよい。
　第２転写物画像表示部１０５は、把持物モデル２１０の面が作業対象物モデル２２０の面に接したとき、把持物モデル２１０の面上に表示した転写物画像に対して反転させた関係になるよう、作業対象物モデル２２０の面上に転写物画像を表示部１２に表示する。
　図６Ａから図６Ｃは、ロボットモデル２００の動作に応じて作業対象物モデル２２０の面上に転写された転写物画像の一例を示す図である。
　なお、第２転写物画像表示部１０５は、図６Ａから図６Ｃの画像を表示部１２に表示するとともに、作業対象物モデル２２０に反転して転写された全体の転写物画像を重畳して表示部１２に表示してもよい。
　図７は、反転して転写された転写物全体の転写物画像の一例を示す図である。
　そして、ロボットシミュレーション装置１（第２転写物画像表示部１０５）は、図６Ａから図６Ｃに示すように、作業対象物モデル２２０の上面に転写物を貼り付けられた場合、ロボットの動作プログラムが適切に構築されていると判定してもよい。
　一方、ロボットシミュレーション装置１（第２転写物画像表示部１０５）は、作業対象物モデル２２０の上面に転写物を張り付け損なうような場合、ロボットの動作プログラムが適切に構築されていないと判定してもよい。この場合、ロボットシミュレーション装置１は、表示部１２に警告画像を表示するようにしてもよい。
　そうすることで、ロボットシミュレーション装置１は、実空間におけるロボットの動作を実際の作業に近い形態でシミュレーションすることができ、ワークに模様やラベル等が確実に転写されていることが容易に確認できる。
＜ロボットシミュレーション装置１のシミュレーション処理＞
　次に、図８を参照しながら、ロボットシミュレーション装置１のシミュレーション処理の流れを説明する。
　図８は、ロボットシミュレーション装置１のシミュレーション処理について説明するフローチャートである。ここで示すフローは、ロボットの動作プログラムが実行される度に実行される。
　ステップＳ１において、仮想空間作成部１０１は、ロボット、ローラー、及び平面ブロックが配置される作業空間を３次元的に表現した仮想空間を作成する。
　ステップＳ２において、モデル配置部１０２は、ステップＳ１で作成された３次元の仮想空間内にロボットのロボットモデル２００、ローラーの把持物モデル２１０、及び平面ブロックの作業対象物モデル２２０を配置する。
　ステップＳ３において、画像生成部１０３は、動作プログラムに従いロボットシミュレーション装置１上で動作するロボットシステムの画像を生成する。
　ステップＳ４において、画像生成部１０３は、ステップＳ３で生成したロボットシステムの画像を表示部１２に表示する。
　ステップＳ５において、第１転写物画像表示部１０４は、ステップＳ４で表示された画像のうち、把持物モデル２１０の面上に転写物の転写物画像を表示する。
　ステップＳ６において、第２転写物画像表示部１０５は、把持物モデル２１０の面が作業対象物モデル２２０の面に接したとき、把持物モデル２１０の面上に表示した転写物画像に対して反転させた関係になるよう、ロボットモデル２００及び把持物モデル２１０の動作に応じて作業対象物モデル２２０の面上に転写物画像を表示部１２に表示する。
　以上のように、第１実施形態に係るロボットシミュレーション装置１は、仮想空間内にロボットモデル２００、把持物モデル２１０、及び作業対象物モデル２２０を配置する。ロボットシミュレーション装置１は、動作プログラムに従いロボットシミュレーション装置１上で動作するロボットシステムの画像を生成して表示部１２に表示し、表示した画像の把持物モデル２１０の面上に転写物の転写物画像を表示する。ロボットシミュレーション装置１は、把持物モデル２１０の面が作業対象物モデル２２０の面に接したとき、把持物モデル２１０の面上に表示した転写物画像に対して反転させた関係になるよう、ロボットモデル２００の動作に応じて作業対象物モデル２２０の面上に転写物画像を表示部１２に表示する。
　これにより、ロボットシミュレーション装置１は、動作プログラムの動作とともに、ワークに模様やラベル等が確実に転写されていることが容易に確認できる。
　以上、第１実施形態について説明した。
　次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、ロボットシステムは、さらに、作業対象物を搬送する搬送装置、及び搬送装置により搬送中の作業対象物を検出する検出装置を有し、ロボットシミュレーション装置は、さらに、仮想空間において、搬送装置の搬送装置モデルを配置する搬送装置モデル配置部と、作業対象物の作業対象物モデルを搬送装置モデルの上に配置する作業対象物モデル配置部と、搬送装置モデルが搬送する作業対象物モデルを検出する検出装置の検出装置モデルを、搬送装置モデルが搬送する作業対象物モデルを検出できるように配置する検出装置モデル配置部と、を有し、第２転写物画像表示部は、さらに把持物モデルの面が搬送装置によって搬送される作業対象物モデルの面に接したとき、把持物モデルの面上に表示した転写物画像に対して反転させた関係になるよう、作業対象物モデルの面上に転写物画像を表示する点で、第１実施形態と相違する。
　これにより、第２実施形態に係るロボットシミュレーション装置１Ａは、動作プログラムの動作とともに、ワークに模様やラベル等が確実に転写されていることが容易に確認できる。
　以下、第２実施形態について説明する。
　図９は、第２実施形態に係るロボットシミュレーション装置の機能的構成例を示す機能ブロック図である。なお、図１のロボットシミュレーション装置１の要素と同様の機能を有する要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
　ロボットシミュレーション装置１Ａは、制御部１０、入力部１１、表示部１２、及び記憶部１３を含む。制御部１０は、仮想空間作成部１０１、モデル配置部１０２ａ、画像生成部１０３、第１転写物画像表示部１０４、及び第２転写物画像表示部１０５ａを含む。また、記憶部１３は、モデルデータ１３１を含む。
　制御部１０、入力部１１、表示部１２、及び記憶部１３は、第１実施形態に係る制御部１０、入力部１１、表示部１２、及び記憶部１３と同等の機能を有する。
　なお、記憶部１３は、ロボットの動作プログラムとともに、搬送装置を動作させる搬送装置の動作プログラムを記憶してもよい。また、記憶部１３のモデルデータ１３１は、表示部１２に表示されるロボット（図示しない）の３Ｄ　ＣＡＤデータ（ロボットモデル）、当該ロボットが把持する把持物の３Ｄ　ＣＡＤデータ（把持物モデル）、及び当該把持物を押し当てる作業対象物の３Ｄ　ＣＡＤデータ（作業対象物モデル）とともに、ベルトコンベヤ等の搬送装置の３Ｄ　ＣＡＤデータ（以下、「搬送装置モデル」ともいう）、及び搬送装置モデルが搬送する作業対象物モデルを検出する３次元視覚センサ等の検出装置の３Ｄ　ＣＡＤデータ（以下、「検出装置モデル」ともいう）を記憶するようにしてもよい。
　また、仮想空間作成部１０１、画像生成部１０３、及び第１転写物画像表示部１０４は、第１実施形態に係る仮想空間作成部１０１、画像生成部１０３、及び第１転写物画像表示部１０４と同等の機能を有する。
　モデル配置部１０２ａは、例えば、入力部１１を介したユーザの入力操作に応じて、仮想空間作成部１０１により作成された３次元の仮想空間内に、ロボット（図示しない）のロボットモデルを配置するロボットモデル配置部としての機能、及び把持物の把持物モデルを配置する把持物モデル配置部としての機能とともに、搬送装置の搬送装置モデルを配置する搬送装置モデル配置部としての機能と、ワーク（作業対象物）の作業対象物モデルを搬送装置モデル上に配置する作業対象物モデル配置部としての機能と、３次元視覚センサ等の検出装置の検出装置モデルを搬送装置モデルが搬送する作業対象物モデルを検出できるように配置する検出装置モデル配置部としての機能と、を有する。
　図１０は、表示部１２に表示される仮想空間の画面の一例を示す図である。なお、図１０の把持物モデル２１０のワークは、直方体の形状を有するが、円筒形等の任意の形状を有してもよい。
　ロボットモデル２００は、第１実施形態の場合と同様に、スタンプ等の把持物を把持して移動する垂直多関節ロボットの３次元モデルであって、ロボットベースモデル２０１、旋回胴モデル２０２、ロボットアームモデル２０３、手首部モデル２０４、及びロボットハンドモデル２０５を有する。
　ロボットハンドモデル２０５は、例えば、開閉可能な複数の指部、又は吸着部を有し、スタンプ等の把持物モデル２１０を保持する。
　また、搬送装置モデル２３０は、ワークを搬送可能な搬送装置（例えば、ベルトコンベア）の３次元モデルであって、支持部モデル２３１、２３２と、該支持部モデル２３１、２３２に可動に設けられるコンベアモデル２３３とを有し、作業対象物モデル２２０を搬送する。
　また、検出装置モデル２４０は、例えば３次元視覚センサ等であって、搬送装置モデル２３０の鉛直上方に設置され、搬送装置モデル２３０によって搬送される作業対象物モデル２２０を検出する。
　なお、ロボットの動作プログラムは、ロボットモデル２００を動作させるための仮想ロボット動作パラメータを有する。仮想ロボット動作パラメータは、ロボット座標系Σｒの原点及び軸方向、把持物座標系Σｈの原点及び軸方向、検出装置座標系Σｃの原点及び軸方向、最大駆動速度、及び仮想可動範囲等のパラメータを含む。
　また、搬送装置の動作プログラムは、搬送装置モデル２３０を動作させるための仮想搬送装置動作パラメータを有する。仮想搬送装置動作パラメータは、搬送装置座標系Σｂの原点及び軸方向、及び搬送速度等のパラメータを含む。
　搬送装置座標系Σｂは、仮想空間においてコンベアモデル２３３を模擬的に動作させるときに基準となる座標系であって、仮想搬送装置動作パラメータに含まれる、該搬送装置座標系Σｂの原点及び軸方向によって仮想空間内で定義される。
　図１０に示すように、搬送装置座標系Σｂの原点は、コンベアモデル２３３の上流端の一角に配置され、コンベアモデル２３３は、搬送装置座標系ΣｂのＹ軸方向に作業対象物モデル２２０を搬送する。
　また、検出装置座標系Σｃは、図１０に示すように、Ｚ軸方向が検出装置モデル２４０の視線方向と一致し、かつ実空間の鉛直下方に一致するように設定される。
　これにより、ロボットシミュレーション装置１Ａは、ロボットの動作プログラム及び搬送装置の動作プログラムを実行することで、例えばスタンプをワークに押し当ててスタンプ等を張り付けるように、把持物モデル２１０のツール先端点の位置を制御することができる。
　画像生成部１０３は、第１実施形態の場合と同様に、動作プログラムに従いロボットシミュレーション装置１上で動作するロボットシステムの画像を生成する。
　図１１は、画像生成部１０３により生成されたロボットシステムの画像の一例を示す図である。
　図１１に示すように、例えば、ロボットの動作プログラム及び搬送装置の動作プログラムを実行することにより、動作プログラムに予め設定された単位時間（例えば、１分間等）当たりの作業対象物の供給量に基づいて、作業対象物モデル２２０が搬送装置モデル２３０上に順次配置される。そして、搬送装置モデル２３０は、順次配置された作業対象物モデル２２０を動作プログラムに予め設定された搬送速度で搬送装置座標系ΣｂのＹ軸方向に搬送する。
　なお、作業対象物モデル２２０は、図１１に示すように、搬送装置モデル２３０の面上に配置されるとき、搬送装置座標系ΣｂのＸＹ平面上の位置（及び／又はＺ軸周りの回転角）のランダムなオフセット量が与えられてもよい。
　第１転写物画像表示部１０４は、第１実施形態の場合と同様に、把持物モデル２１０の面上に作業対象物モデル２２０に転写する転写物の転写物画像を表示する。
　図１２は、図１０のロボットシステムの画像に重畳して表示された転写物の転写物画像の一例を示す図である。
　なお、図１２に示す転写物画像は、把持物モデル２１０の把持物座標系ΣｈのマイナスＺ軸方向から見た画像である。
　第２転写物画像表示部１０５ａは、把持物モデル２１０の面が搬送装置モデル２３０によって搬送される作業対象物モデル２２０の面に接したとき、把持物モデル２１０の面上に表示した転写物画像に対して反転させた関係になるよう、作業対象物モデル２２０の面上に転写物画像を表示部１２に表示する。
　図１３は、作業対象物モデル２２０の面上に転写された転写物画像の一例を示す図である。
　なお、第２転写物画像表示部１０５ａは、図１３の画像を表示部１２に表示するとともに、作業対象物モデル２２０に反転して転写された全体の転写物画像を重畳して表示部１２に表示してもよい。
　図１４は、図１３の画像に重畳して表示された反転して転写された全体の転写物画像の一例を示す図である。
　すなわち、ロボットシミュレーション装置１Ａは、例えば仮想空間において検出装置モデル２４０を動作させ、検出装置モデル２４０は、搬送中の作業対象物モデル２２０を検出する。シミュレーション装置１Ａは、検出装置モデル２４０の視線データと、作業対象物モデル２２０の配置情報とに基づいて、検出装置モデル２４０が仮想空間内で作業対象物モデル２２０を検出したときに得られるべき仮想検出画像（仮想検出結果）を生成する。
　ロボットシミュレーション装置１Ａは、生成した仮想検出画像から、ロボット座標系Σｒにおける作業対象物モデル２２０の位置及び姿勢を取得する。そして、ロボットシミュレーション装置１Ａは、取得した作業対象物モデル２２０の位置及び姿勢と、ロボットの動作プログラムと、に基づいてロボットモデル２００を仮想空間内で動作させる。
　ロボットシミュレーション装置１Ａは、把持物座標系Σｈの原点を搬送中の作業対象物モデル２２０の所定位置（例えば作業対象物モデル２２０の中心）に継続して配置するように、把持物座標系Σｈを順次設定する。
　ロボットシミュレーション装置１Ａは、把持物座標系Σｈによって規定される位置及び姿勢に把持物モデル２１０を配置するように、ロボットモデル２００を仮想空間内で動作させる。
　これにより、ロボットモデル２００は、仮想空間において、把持物モデル２１０を作業対象物モデル２２０に追従させることができる。
　そして、ロボットシミュレーション装置１Ａ（第２転写物画像表示部１０５ａ）は、図１３に示すように、作業対象物モデル２２０の上面に転写物を張り付けられた場合、ロボットの動作プログラムが適切に構築されていると判定してもよい。
　一方、ロボットシミュレーション装置１Ａ（第２転写物画像表示部１０５ａ）は、作業対象物モデル２２０の上面に転写物を張り付け損なうような場合、ロボットの動作プログラムが適切に構築されていないと判定してもよい。この場合、ロボットシミュレーション装置１Ａは、表示部１２に警告画像を表示するようにしてもよい。
　そうすることで、ロボットシミュレーション装置１Ａは、実空間におけるロボットの動作を実際の作業に近い形態でシミュレーションすることができ、ワークに模様やラベル等が確実に転写されていることが容易に確認できる。
　なお、ロボットシミュレーション装置１Ａのシミュレーション処理は、図８の場合と同様であり、詳細な説明は省略する。
　以上のように、第２実施形態に係るロボットシミュレーション装置１Ａは、仮想空間内にロボットモデル２００、把持物モデル２１０、作業対象物モデル２２０、搬送装置モデル２３０、及び検出装置モデル２４０を配置する。ロボットシミュレーション装置１Ａは、動作プログラムに従いロボットシミュレーション装置１Ａ上で動作するロボットシステムの画像を生成して表示部１２に表示し、表示した画像の把持物モデル２１０の面上に転写物の転写物画像を表示する。ロボットシミュレーション装置１Ａは、把持物モデル２１０の面が搬送装置モデル２３０によって搬送される作業対象物モデル２２０の面に接したとき、把持物モデル２１０の面上に表示した転写物画像に対して反転させた関係になるよう、ロボットモデル２００及び把持物モデル２１０の動作に応じて作業対象物モデル２２０の面上に転写物画像を表示部１２に表示する。
　これにより、ロボットシミュレーション装置１Ａは、動作プログラムの動作とともに、ワークに所望の模様やラベル等が確実に転写されていることが容易に確認できる。
　以上、第２実施形態について説明した。
　以上、第１実施形態及び第２実施形態について説明したが、ロボットシミュレーション装置１、１Ａは、上述の実施形態に限定されるものではなく、目的を達成できる範囲での変形、改良等を含む。
＜変形例＞
　上述の第１実施形態及び第２実施形態では、ロボットシミュレーション装置１、１Ａは、ロボット制御装置（図示しない）と異なる装置としたが、これに限定されない。例えば、ロボットシミュレーション装置１、１Ａは、ロボット制御装置（図示しない）に含まれてもよい。
　なお、第１実施形態及び第２実施形態における、ロボットシミュレーション装置１、１Ａに含まれる各機能は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせによりそれぞれ実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
　プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（Ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｅａｄａｂｌｅ　ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（Ｔａｎｇｉｂｌｅ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（Ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｅａｄａｂｌｅ　ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は、無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
　なお、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
　以上を換言すると、本開示のロボットシミュレーション装置は、次のような構成を有する各種各様の実施形態を取ることができる。
　（１）本開示のロボットシミュレーション装置１は、作業空間内に把持物を把持したロボット、及び作業対象物を有するロボットシステムにおいて、把持物の面を作業対象物の面に押し当て、把持物の面上に配置された転写物を作業対象物の面上に転写するロボットの動作プログラムのシミュレーションを行うロボットシミュレーション装置であって、作業空間を三次元的に表現した仮想空間内にロボットのロボットモデル２００を配置するロボットモデル配置部と、仮想空間において、把持物の把持物モデル２１０をロボットモデル２００に把持されるように配置する把持物モデル配置部と、仮想空間において、作業対象物の作業対象物モデル２２０をロボットモデル２００に把持された把持物モデル２１０が届く位置に配置する作業対象物モデル配置部と、動作プログラムに従いロボットシミュレーション装置１上で動作するロボットシステムの画像を生成する画像生成部１０３と、画像生成部１０３により生成されたロボットシステムの画像を表示する表示部１２と、把持物モデル２１０の面上に転写物の転写物画像を表示する第１転写物画像表示部１０４と、把持物モデル２１０の面が作業対象物モデル２２０の面に接したとき、把持物モデル２１０の面上に表示した転写物画像に対して反転させた関係になるよう、作業対象物モデル２２０の面上に転写物画像を表示する第２転写物画像表示部１０５と、を備える。
　このロボットシミュレーション装置１によれば、動作プログラムの動作とともに、ワークに所望の模様やラベル等が確実に転写されていることが容易に確認できる。
　（２）　（１）に記載のロボットシミュレーション装置１Ａにおいて、ロボットシステムは、さらに、作業対象物を搬送する搬送装置、及び搬送装置により搬送中の作業対象物を検出する検出装置を有し、ロボットシミュレーション装置１Ａは、さらに、仮想空間において、搬送装置の搬送装置モデル２３０を配置する搬送装置モデル配置部と、仮想空間において、作業対象物の作業対象物モデル２２０を搬送装置モデル２３０上に配置する作業対象物モデル配置部と、仮想空間において、搬送装置モデル２３０が搬送する作業対象物モデル２２０を検出する検出装置の検出装置モデル２４０を、搬送装置モデル２３０が搬送する作業対象物モデル２２０を検出できるように、仮想空間に配置する検出装置モデル配置部と、を備え、第２転写物画像表示部１０５ａは、さらに把持物モデル２１０の面が搬送装置モデル２３０によって搬送される作業対象物モデル２２０の面に接したとき、把持物モデル２１０の面上に表示した転写物画像に対して反転させた関係になるよう、作業対象物モデル２２０の面上に転写物画像を表示してもよい。
　そうすることで、ロボットシミュレーション装置１Ａは、（１）と同様の効果を奏することができる。
　１、１Ａ　ロボットシミュレーション装置
　１０　制御部
　１０１　仮想空間作成部
　１０２、１０２ａ　モデル配置部
　１０３　画像生成部
　１０４　第１転写物画像表示部
　１０５、１０５ａ　第２転写物画像表示部
　１１　入力部
　１２　表示部
　１３　記憶部
　１３１　モデルデータ

Claims (2)

  1. 　作業空間内に把持物を把持したロボット、及び作業対象物を有するロボットシステムにおいて、前記把持物の面を前記作業対象物の面に押し当て、前記把持物の面上に配置された転写物を前記作業対象物の面上に転写する前記ロボットの動作プログラムのシミュレーションを行うロボットシミュレーション装置であって、
    　前記作業空間を三次元的に表現した仮想空間内に前記ロボットのロボットモデルを配置するロボットモデル配置部と、
    　前記仮想空間において、前記把持物の把持物モデルを前記ロボットモデルに把持されるように配置する把持物モデル配置部と、
    　前記仮想空間において、前記作業対象物の作業対象物モデルを前記ロボットモデルに把持された前記把持物モデルが届く位置に配置する作業対象物モデル配置部と、
    　前記動作プログラムに従い前記ロボットシミュレーション装置上で動作する前記ロボットシステムの画像を生成する画像生成部と、
    　前記画像生成部により生成されたロボットシステムの画像を表示する表示部と、
    　前記把持物モデルの面上に前記転写物の転写物画像を表示する第１転写物画像表示部と、
    　前記把持物モデルの面が前記作業対象物モデルの面に接したとき、前記把持物モデルの面上に表示した前記転写物画像に対して反転させた関係になるよう、前記作業対象物モデルの面上に前記転写物画像を表示する第２転写物画像表示部と、
    　を備えるロボットシミュレーション装置。
  2. 　前記ロボットシステムは、さらに、前記作業対象物を搬送する搬送装置、及び前記搬送装置により搬送中の前記作業対象物を検出する検出装置を有し、
    　前記ロボットシミュレーション装置は、さらに、
    　前記仮想空間において、前記搬送装置の搬送装置モデルを配置する搬送装置モデル配置部と、
    　前記仮想空間において、前記作業対象物の作業対象物モデルを前記搬送装置モデル上に配置する作業対象物モデル配置部と、
    　前記仮想空間において、前記搬送装置モデルが搬送する前記作業対象物モデルを検出する検出装置の検出装置モデルを、前記搬送装置モデルが搬送する前記作業対象物モデルを検出できるように、前記仮想空間に配置する検出装置モデル配置部と、
    　を備え、
    　前記第２転写物画像表示部は、さらに、
    　前記把持物モデルの面が前記搬送装置モデルによって搬送される前記作業対象物モデルの面に接したとき、前記把持物モデルの面上に表示した前記転写物画像に対して反転させた関係になるよう、前記作業対象物モデルの面上に前記転写物画像を表示する、請求項１に記載のロボットシミュレーション装置。
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