对工件取出工序进行仿真的机器人仿真装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种对工件取出工序进行仿真的机器人仿真装置。机器人仿真装置具备：模型配置部，其将容器的三维模型配置在虚拟空间内，并且将具有任意姿势的各个工件的三维模型配置在容器模型上方的初始位置；落下动作仿真部，其对各个所述工件受到重力的作用从初始位置落入容器内的落下动作进行仿真。机器人仿真装置根据作为落下动作的仿真结果而得到的各个工件模型的位置以及姿势，来生成工件模型的散装状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对工件取出工序进行仿真的机器人仿真装置。
技术介绍
为了在虚拟空间内对机器人操作工件等的预定的动作进行仿真而使用机器人仿真装置。为了评价机器人的控制程序，并且为了根据需要进行修正而使用仿真结果。在JP-2007-326160A中公开了在取出散装在容器内的多个工件时，以预测机器人与工件之间的干扰以及机器人与容器之间的干扰为目的而使用的机器人仿真装置。例如，在对通过机器人依次取出散装在容器内的工件时的机器人的动作进行仿真时，需要在虚拟空间内生成散装状态的工件。在JP-2007-326160A公开的机器人仿真装置中，随机决定各个工件模型的位置以及姿势。然而，当随机配置工件模型时，因为没有考虑重力等影响，所以生成了无法充分反映实际可能发生的散装状态的不自然的散装状态。因此，需要能够考虑对工件作用的重力以及对工件的干扰来生成散装状态的工件的机器人仿真装置。
技术实现思路
根据本申请的第一方式，提供一种机器人仿真装置，其对在作业空间中，通过机器人依次取出散装在容器内的多个工件的取出工序进行仿真，其具备：虚拟空间生成部，其生成通过三维表现所述作业空间的虚拟空间；模型生成部，其生成通过三维表现所述容器的容器模型以及通过三维表现所述多个工件的多个工件模型；模型配置部，其将所述容器模型配置在所述虚拟空间，并且将具有任意姿势的各个所述工件模型配置在所述容器模型上方的初始位置；落下动作仿真部，其对各个所述工件受到重力的作用而从所述初始位置落入所述容器内的落下动作进行仿真；以及散装状态生成部，其根据作为所述落下动作的仿真结果而得到的各个所述工件模型的位置以及姿势，来生成所述工件模型的散装状态。根据本申请的第二方式，在第一方式的机器人仿真装置中，所述落下动作仿真部考虑对各个所述工件模型作用的重力、所述工件模型之间的干扰以及各个所述工件模型与所述容器模型之间的干扰，来对所述落下动作进行仿真。根据本申请的第三方式，在第二方式的机器人仿真装置中，所述落下动作仿真部还考虑对各个所述工件模型作用的冲击力以及摩擦力，来对所述落下动作进行仿真。根据本申请的第四方式，在第一至第三方式中的任意一个方式的机器人仿真装置中，为了使各个所述工件模型不相互干扰，并且保证各个所述工件模型落入所述容器模型内，所述模型配置部将各个所述工件模型配置在初始位置。根据本申请的第五方式，在第一至第四方式中的任意一个方式的机器人仿真装置中，还具备：位置姿势计算部，其在所述落下动作的仿真的执行过程中，计算各个所述工件模型的位置以及姿势；以及判定部，其判定所述落下动作的仿真是否完成，所述判定部在通过所述位置姿势计算部计算出的各个所述工件模型的位置以及姿势的变化量小于预先决定的阈值时，判定为所述落下动作的仿真完成。根据本申请的第六方式，在第五方式的机器人仿真装置中，所述位置姿势计算部在所述取出工序的仿真的执行过程中，计算各个所述工件模型的位置以及姿势，所述落下动作仿真部根据由所述位置姿势计算部在所述取出工序的仿真的执行过程中得到的各个所述工件模型的位置以及姿势，来对所述工件的落下动作进行仿真，所述散装状态生成部根据作为所述取出工序的仿真的执行过程中的所述落下动作的仿真结果而得到的各个所述工件模型的位置以及姿势，生成所述工件的散装状态。通过参照附图所示的本专利技术的示例性的实施方式的详细说明，本专利技术这些以及其他的目的、特征以及优点更加明确。附图说明图1是包含本实施方式的机器人仿真装置的机器人系统的全体配置图。图2是机器人仿真装置的显示部的显示例。图3是机器人仿真装置的功能框图。图4是表示生成散装状态的工件模型的工序流程的流程图。图5A是用于说明工件模型的配置条件的图。图5B是将图5A所示的工件模型中的一个工件模型进行放大表示的放大图。图6A是表示位于初始位置的工件模型的图。图6B是表示从初始位置落下的工件模型的图。图7是表示对工件模型作用的重力、冲击力以及摩擦力的图。图8是机器人仿真装置的功能框图。图9是表示在取出工序的仿真的执行过程中，生成散装状态的工件模型的工序流程的流程图。图10A是表示散装状态的工件模型的图。图10B是表示工件模型的位置以及姿势发生了变化的状态的图。图10C是表示对落下动作进行仿真后的工件模型的图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。为了有助于理解本专利技术，将图示的实施方式的构成要素的缩尺进行了适当的变更。此外，在多个附图中，对相同或对应的构成要素使用相同的参照符号。图1是包含本实施方式的机器人仿真装置10的机器人系统100的全体配置图。机器人仿真装置10例如是能够生成并执行机器人程序的数字计算机。机器人系统100还具备机器人130。机器人130是通过机器人控制装置140控制的多关节机器人。机器人仿真装置10与机器人控制装置140经由具有公知结构的通信单元102相互连接。通信单元102用于例如将在机器人仿真装置10中生成的控制程序发送给机器人控制装置140。机器人130例如在机械臂的前端具备可抓持工件160的机械手132。通过机器人控制装置140控制机器人130，以便从在容器150内散装的、即不规则地配置的多个工件160中依次取出工件160。容器150例如是具有底壁152和从底壁152大致沿铅垂方向向上方延伸的侧壁154的筐状形态。容器150向上方开口，机器人130对于由容器150的底壁152以及侧壁154划定的收容空间156可以从上方进行存取。在图示的例子中，工件160虽然具有长方体形状，但工件160的形状并不局限于此。此外，如果可以通过机器人130在收容空间156内进行存取，则容器150也可以具有其他任意的形状。虽然未进行图示，但机器人仿真装置10具备：执行各种运算处理的CPU、存储CPU的运算结果的RAM、存储各种程序的ROM以及输入装置。输入装置是鼠标、键盘等公知的输入单元。机器人仿真装置10还具备液晶显示器等显示部12。图2表示了机器人仿真装置10的显示部12的显示例。在显示部12中显示通过三维表现图1所示的机器人130的作业空间的虚拟空间。如图所示，在显示部12的画面中分别显示了通过三维表现机器人130的机器人模型30、通过三维表现容器150的容器模型50以及通过三维表现工件160的工件模型60。此外，在画面中还分别显示了机器人模型30的机械手本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人仿真装置，其对在作业空间中，通过机器人依次取出散装在容器内的多个工件的取出工序进行仿真，其特征在于，具备：虚拟空间生成部，其生成通过三维表现所述作业空间的虚拟空间；模型生成部，其生成通过三维表现所述容器的容器模型以及通过三维表现所述多个工件的多个工件模型；模型配置部，其将所述容器模型配置在所述虚拟空间，并且将具有任意姿势的各个所述工件模型配置在所述容器模型上方的初始位置；落下动作仿真部，其对各个所述工件受到重力的作用而从所述初始位置落入所述容器内的落下动作进行仿真；以及散装状态生成部，其根据作为所述落下动作的仿真结果而得到的各个所述工件模型的位置以及姿势，来生成所述工件模型的散装状态。

【技术特征摘要】
2014.03.10 JP 2014-0464441.一种机器人仿真装置，其对在作业空间中，通过机器人依次取出散装
在容器内的多个工件的取出工序进行仿真，其特征在于，具备：
虚拟空间生成部，其生成通过三维表现所述作业空间的虚拟空间；
模型生成部，其生成通过三维表现所述容器的容器模型以及通过三维表现
所述多个工件的多个工件模型；
模型配置部，其将所述容器模型配置在所述虚拟空间，并且将具有任意姿
势的各个所述工件模型配置在所述容器模型上方的初始位置；
落下动作仿真部，其对各个所述工件受到重力的作用而从所述初始位置落
入所述容器内的落下动作进行仿真；以及
散装状态生成部，其根据作为所述落下动作的仿真结果而得到的各个所述
工件模型的位置以及姿势，来生成所述工件模型的散装状态。
2.根据权利要求1所述的机器人仿真装置，其特征在于，
所述落下动作仿真部考虑对各个所述工件模型作用的重力、所述工件模型
之间的干扰以及各个所述工件模型与所述容器模型之间的干扰，来对所述落下
动作进行仿真。
3.根据权利要求2所述的机器人仿真装置，其特征在于，
所述落下动作仿真部还考虑对各个所述工件模型作用的冲击力以及摩擦
力，...

【专利技术属性】
技术研发人员：木本裕树，长塚嘉治，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP