特開 2022-187059 シミュレーション装置、シミュレーション方法およびシミュレーションプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022187059

(43)【公開日】2022-12-19

(54)【発明の名称】シミュレーション装置、シミュレーション方法およびシミュレーションプログラム

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/22 20060101AFI20221212BHJP

   G05B 19/05 20060101ALI20221212BHJP

   G06F 30/20 20200101ALI20221212BHJP

   G06F 111/10 20200101ALN20221212BHJP

   G06F 119/14 20200101ALN20221212BHJP

【ＦＩ】

B25J9/22 A

G05B19/05 D

G06F30/20

G06F111:10

G06F119:14

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021094862

(22)【出願日】2021-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩村 慎太郎

(72)【発明者】

【氏名】大貫 はる奈

【テーマコード（参考）】

3C707

5B146

5H220

【Ｆターム（参考）】

3C707BS09

3C707JU02

3C707KS36

3C707LS09

3C707LS20

5B146AA07

5B146DC04

5B146DJ02

5B146DJ11

5B146DJ14

5H220BB10

5H220CC07

5H220CX09

5H220EE01

5H220GG03

5H220GG05

5H220GG13

5H220HH08

5H220JJ02

5H220JJ12

5H220JJ26

5H220JJ53

5H220KK06

5H220LL06

(57)【要約】

【課題】複数の部品からなる機械を含むシミュレーションを実行する際に、複数の部品の各々に生じる応力を算出する。
【解決手段】シミュレーション装置は、複数の部品１５１，１５２，１５３，１５４からなる機械１５０のアセンブリデータと、機械１５０に接続された駆動部１６０を制御するためのプログラムとを格納する記憶部と、機械１５０のシミュレーションを実行する制御部とを備える。制御部は、シミュレーション内で駆動部１６０を動作させ、駆動部１６０を動作させたことによりシミュレーション内で複数の部品１５１，１５２，１５３，１５４の各々に生じる応力を算出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の部品からなる機械のアセンブリデータと、前記機械に接続された駆動部を制御するためのプログラムとを格納する記憶部と、
前記機械のシミュレーションを実行する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記シミュレーション内で前記駆動部を動作させ、
前記駆動部を動作させたことにより前記シミュレーション内で前記複数の部品の各々に生じる応力を算出する、シミュレーション装置。

【請求項2】

前記機械は、ワークに接触する機械であり、
前記複数の部品の各々に生じる応力を算出することは、前記機械が前記ワークに接触したことにより、前記複数の部品の各々に生じる応力および前記ワークに生じる応力を算出することを含む、請求項１に記載のシミュレーション装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記複数の部品の中から、ボトルネックとなる部品があるか否かを判定し、
前記ボトルネックとなる部品があるか否かを判定することは、判定の対象となる部品の許容応力と、前記判定の対象となる部品に生じる応力とを比較することを含む、請求項１または２に記載のシミュレーション装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記複数の部品の各々の安全率と、前記複数の部品の最適化のための目的関数とに基づいて、前記複数の部品の組み合わせを提案する、請求項１～３のいずれかに記載のシミュレーション装置。

【請求項5】

前記複数の部品の組み合わせを提案することは、前記機械に使用されるネジのネジ径の種類を減らすことを含む、請求項４に記載のシミュレーション装置。

【請求項6】

前記複数の部品の組み合わせを提案することは、前記機械に使用される材料の種類を減らすことを含む、請求項４に記載のシミュレーション装置。

【請求項7】

前記複数の部品の組み合わせを提案することは、前記機械の製造費用を下げることを含む、請求項４に記載のシミュレーション装置。

【請求項8】

前記制御部は、提案した前記複数の部品の組み合わせのパラメータセットを出力する、請求項４に記載のシミュレーション装置。

【請求項9】

前記パラメータセットを出力することは、前記パラメータセットの表を出力すること、または、シミュレーション画面上に前記パラメータセットを表示することを含む、請求項８に記載のシミュレーション装置。

【請求項10】

複数の部品からなる機械のシミュレーション方法であって、
前記機械のアセンブリデータと、前記機械に接続された駆動部を制御するためのプログラムとを参照するステップと、
シミュレーション内で前記駆動部を動作させるステップと、
前記駆動部を動作させたことにより前記シミュレーション内で前記複数の部品の各々に生じる応力を算出するステップとを含む、シミュレーション方法。

【請求項11】

請求項１０に記載のプログラムをコンピュータに実行させるための、シミュレーションプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、シミュレーションに関し、より特定的には、複数の部品からなる機械に生じる応力のシミュレーションに関する。

【背景技術】

【0002】

コンピュータを用いたシミュレーションは様々な技術分野に応用されている。このようなシミュレーションを用いることで、現実の装置が存在しない状態であっても、様々な事前検討が可能となる。

【0003】

シミュレーションに関し、例えば、特開２０２１－０４５７９７号公報（特許文献１）は、「付属機器が装着された第１の機器に対応する仮想空間に配置された第１の対象の挙動を算出する第１の挙動算出部と、第２の機器に対応する仮想空間における第２の対象の挙動を算出する第２の挙動算出部を備え、第２の機器は付属機器を含む。所定のタイムステップ毎に、当該タイムステップにおいて、第１の挙動算出部は付属機器が装着された第１の機器に対応する第１の対象の挙動を算出し、その後に、第２の挙動算出部が当該算出された第１の対象の挙動に基づき第１の機器に装着された付属機器の挙動を算出する」装置を開示している（［要約］参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－０４５７９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示された技術によると、複数の部品からなる機械を含むシミュレーションを実行する際に、複数の部品の各々に生じる応力を算出することができない。したがって、複数の部品からなる機械を含むシミュレーションを実行する際に、複数の部品の各々に生じる応力を算出するための技術が必要とされている。

【0006】

本開示は、上記のような背景に鑑みてなされたものであって、ある局面における目的は、複数の部品からなる機械を含むシミュレーションを実行する際に、複数の部品の各々に生じる応力を算出するための技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

ある実施の形態に従うと、シミュレーション装置が提供される。シミュレーション装置は、複数の部品からなる機械のアセンブリデータと、機械に接続された駆動部を制御するためのプログラムとを格納する記憶部と、機械のシミュレーションを実行する制御部とを備える。制御部は、シミュレーション内で駆動部を動作させ、駆動部を動作させたことによりシミュレーション内で複数の部品の各々に生じる応力を算出する。

【0008】

この開示によれば、シミュレーション装置は、複数の部品からなる機械を動作させるシミュレーションを実行することで、各部品に生じる応力を算出することができる。その結果、ユーザは、実際の使用条件において、各部品にどのような応力が生じるかを容易に把握することができる。

【0009】

上記の開示において、機械は、ワークに接触する機械である。複数の部品の各々に生じる応力を算出することは、機械がワークに接触したことにより、複数の部品の各々に生じる応力およびワークに生じる応力を算出することを含む。

【0010】

この開示によれば、シミュレーション装置は、複数の部品の各々およびワークに最も負荷が生じるタイミングにおいて、複数の部品の各々に生じる応力およびワークに生じる応力を算出することができる。

【0011】

上記の開示において、制御部は、複数の部品の中から、ボトルネックとなる部品があるか否かを判定する。ボトルネックとなる部品があるか否かを判定することは、判定の対象となる部品の許容応力と、判定の対象となる部品に生じる応力とを比較することを含む。

【0012】

この開示によれば、シミュレーション装置は、実際の使用条件において、ボトルネックとなる部品があるか否かを判定することができる。

【0013】

上記の開示において、制御部は、複数の部品の各々の安全率と、複数の部品の最適化のための目的関数とに基づいて、複数の部品の組み合わせを提案する。

【0014】

この開示によれば、シミュレーション装置は、安全率を満たす範囲において、機械の製造コストを抑えた部品の組み合わせを提案することができる。

【0015】

上記の開示において、複数の部品の組み合わせを提案することは、機械に使用されるネジのネジ径の種類を減らすことを含む。

【0016】

この開示によれば、シミュレーション装置は、機械の製造に使用されるネジの種類を減らすことで、機械の製造コストを抑制し得る。

【0017】

上記の開示において、複数の部品の組み合わせを提案することは、機械に使用される材料の種類を減らすことを含む。

【0018】

この開示によれば、シミュレーション装置は、機械の製造に使用される材料の種類を減らすことで、機械の製造コストを抑制し得る。

【0019】

上記の開示において、複数の部品の組み合わせを提案することは、機械の製造費用を下げることを含む。

【0020】

この開示によれば、シミュレーション装置は、機械の製造費用を抑制し得る。
上記の開示において、制御部は、提案した複数の部品の組み合わせのパラメータセットを出力する。

【0021】

この開示によれば、シミュレーション装置は、提案した複数の部品の組み合わせのパラメータセットをユーザに提示することができる。

【0022】

上記の開示において、パラメータセットを出力することは、パラメータセットの表を出力すること、または、シミュレーション画面上にパラメータセットを表示することを含む。

【0023】

この開示によれば、シミュレーション装置は、ユーザに、パラメータセットの表、または、シミュレーション画面上に表示されたパラメータセットを提示し得る。

【0024】

他の実施の形態に従うと、複数の部品からなる機械のシミュレーション方法が提供される。シミュレーション方法は、機械のアセンブリデータと、機械に接続された駆動部を制御するためのプログラムとを参照するステップと、シミュレーション内で駆動部を動作させるステップと、駆動部を動作させたことによりシミュレーション内で複数の部品の各々に生じる応力を算出するステップとを含む。

【0025】

この開示によれば、複数の部品からなる機械を動作させるシミュレーションを実行することで、各部品に生じる応力を算出することができる。その結果、ユーザは、実際の使用条件において、各部品にどのような応力が生じるかを容易に把握することができる。

【0026】

他の実施の形態に従うと、上記のプログラムをコンピュータに実行させるためのシミュレーションプログラムが提供される。

【0027】

この開示によれば、複数の部品からなる機械を動作させるシミュレーションをコンピュータに実行させることで、各部品に生じる応力を算出することができる。その結果、ユーザは、実際の使用条件において、各部品にどのような応力が生じるかを容易に把握することができる。

【発明の効果】

【0028】

ある実施の形態に従うと、複数の部品からなる機械を含むシミュレーションを実行する際に、複数の部品の各々に生じる応力を算出することが可能である。

【0029】

この開示内容の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本開示に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】ある実施の形態に従うシミュレーション技術を適用可能な機械の一例を示す図である。

【図2】ある実施の形態に従うシミュレーション技術を適用可能な機械を含む制御システム２のユニット構成の一例を示す図である。

【図3】機械に生じる応力のシミュレーションを実行する装置の構成の一例を示す図である。

【図4】材料に生じる応力の一例を示す図である。

【図5】シミュレーションの設定画面５００の一例を示す図である。

【図6】シミュレーション画面６８０の一例を示す図である。

【図7】シミュレーション画面７８０の一例を示す図である。

【図8】シミュレーション画面８８０の一例を示す図である。

【図9】シミュレーション画面９８０の一例を示す図である。

【図10】シミュレーション画面１０８０の一例を示す図である。

【図11】シミュレーション画面１１８０の一例を示す図である。

【図12】最適化処理によって変更された部品の構成の一例を示す図である。

【図13】装置１００のシミュレーションの実行手順の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、図面を参照しつつ、本開示に係る技術思想の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

【0032】

＜Ａ．適用例＞
図１は、本実施の形態に従うシミュレーション技術を適用可能な機械の一例を示す図である。図１を参照して、本実施の形態に従うシミュレーション技術の適用例について説明する。本実施の形態に従うシミュレーション技術は、一例として、装置１００（図３参照）により実現され得る。当該シミュレーション技術は、３Ｄ（Three-Dimensional）空間において、複数の部品からなる機械を動作させると共に、複数の部品の各々に生じる応力を求めることができる。ここでの「機械」とは、例えば、ロボットに装着されるツール、ワークの押さえ部品、または、その他の治具等の主に工場のライン等で使用される任意の機器を含む。

【0033】

（ａ．シミュレーションの画面構成）
画面１８０は、本実施の形態に従うシミュレーション技術が提供する画面の一例であり、シミュレーションが実行される３Ｄ空間を写す。図１に示す例では、画面１８０には、ロボット１６０と、機械１５０と、ワーク１７０とが表示されている。

【0034】

機械１５０は、部品１５１と、部品１５２と、部品１５３と、部品１５４とから構成される。このように複数の部品からなる機械１５０は、部品１５１，１５２，１５３，１５４からなるアセンブリであるとも言える。同様に、ロボット１６０およびその他の複数の部品からなる機械は全てアセンブリであると言える。

【0035】

ロボット１６０は、例えば、垂直多関節ロボット、水平多関節ロボットまたはその他の任意のロボットであり、駆動部を備える。図１に示す例では、機械１５０は、ロボット１６０の先端のツール取り付け部に取り付けられている。機械１５０は、ロボット１６０（駆動装置）により、下方向１９０に動いてワーク１７０を押さえる。

【0036】

（ｂ．シミュレーション技術が提供する機能）
本実施の形態に従うシミュレーション技術は、主に以下の２つの機能を提供する。１つ目の機能は、３Ｄ空間におけるアセンブリの動作を再現する機能である。２つ目の機能は、３Ｄ空間に存在する機械１５０（アセンブリ）を構成する各部品に生じる応力と、ワーク１７０に生じる応力とを算出する機能である。

【0037】

まず、１つ目の機能（３Ｄ空間におけるアセンブリの動作を再現する機能）について説明する。装置１００は、ストレージ１１１（図３参照）に、少なくとも、シミュレーション用のプログラムと、シミュレーションで使用する３Ｄデータ（機械１５０，ロボット１６０，ワーク１７０およびその他の任意の機械等の３Ｄデータ）と、ロボット１６０のプログラムとを格納する。

【0038】

装置１００は、ロボット１６０のプログラムに基づいて、ロボット１６０を３Ｄ空間内で動作させる。ロボット１６０が動作することにより機械１５０も動作する。図１に示す例では、機械１５０は、下に移動して、ワーク１７０を押さえる。ユーザは、この１つ目の機能（３Ｄ空間におけるアセンブリの動作を再現する機能）を用いることにより、設計した機械およびプログラムが問題無く動作するか否かを確認し得る。

【0039】

次に、２つ目の機能（３Ｄ空間に存在する機械１５０を構成する各部品に生じる応力と、ワーク１７０に生じる応力とを算出する機能）について説明する。装置１００は、シミュレーションの実行時に、機械１５０を構成する部品１５１，１５２，１５３，１５４に生じる応力と、ワーク１７０に生じる応力とを算出する。

【0040】

より具体的には、装置１００は、シミュレーション内のシーン毎に（スナップショット毎に）、機械１５０を構成する部品１５１，１５２，１５３，１５４に生じる応力と、ワーク１７０に生じる応力とを算出し得る。例えば、装置１００は、シミュレーション内の時間（Ａ）～（Ｚ）ごとに、機械１５０を構成する部品１５１，１５２，１５３，１５４に生じる応力と、ワーク１７０に生じる応力とを算出し得る。

【0041】

また、装置１００は、特定の条件を満たすスナップショットでのみ、機械１５０を構成する部品１５１，１５２，１５３，１５４に生じる応力と、ワーク１７０に生じる応力とを算出してもよい。例えば、機械１５０を構成する部品１５１，１５２，１５３，１５４に最も大きな応力が生じるのは、機械１５０とワーク１７０とが接触しているときである。そこで、例えば、装置１００は、機械１５０とワーク１７０とが接触しているという条件を満たすスナップショットにおいてのみ、機械１５０を構成する部品１５１，１５２，１５３，１５４に生じる応力と、ワーク１７０に生じる応力とを算出してもよい。なお、装置１００は、設定画面を介して、ユーザから応力を算出するスナップショットの条件の入力を受け付けてもよい。

【0042】

装置１００は、各部品１５１，１５２，１５３，１５４に生じる応力を、斜線の密度または色等で視覚的に表示し得る。ある局面において、装置１００は、各部品１５１，１５２，１５３，１５４に生じる応力を数値で表示してもよい。

【0043】

なお、応力は１つの部品に均一に生じるわけではないため、装置１００は、ある部品の部分毎に応力の表示を変更してもよい。例えば、図１に示す例では、部品１５２の領域１６３には大きな応力が生じていることを示し、部品１５２の領域１６４には小さな応力が生じていることを示している。

【0044】

ある局面において、装置１００は、設定画面においてユーザに指定されたアセンブリの各部品に生じる応力のみを算出してもよい。他の局面において、装置１００は、３Ｄ空間内に存在する全ての部品に生じる応力を算出してもよい。

【0045】

ユーザは、この２つ目の機能（３Ｄ空間に存在する機械１５０を構成する各部品に生じる応力と、ワーク１７０に生じる応力とを算出する機能）を用いることにより、各部品およびワーク１７０に生じる負荷を確認し、特定の部品またはワーク１７０に許容応力以上の応力が生じることを抑制し得る。

【0046】

上記した本実施の形態に従うシミュレーション技術は、従来の応力計算技術が１つの部品に生じる応力を算出していたのに対して、ある機械（アセンブリ）を構成する複数の部品の各々に生じる応力を算出する点で異なる。

【0047】

本実施の形態に従うシミュレーション技術は、シミュレーションの実行を通じて、アセンブリを構成する各部品に伝搬する応力を算出する。これにより、ユーザは、シミュレーションを実行するだけで、各部品の負荷を確認し、さらには、アセンブリのボトルネックとなる部分を容易に発見し得る。

【0048】

＜Ｂ．システム構成＞
次に図２を参照して、本実施の形態に従うシミュレーション技術の適用対象である機械を含むシステムについて説明する。また、図３を参照して、実施の形態に従うシミュレーション技術を実行する装置１００について説明する。

【0049】

図２は、本実施の形態に従うシミュレーション技術を適用可能な機械を含む制御システム２のユニット構成の一例を示す図である。図１に示すロボット１６０および機械１５０は、制御システム２の一部として機能し得る。例えば、ロボット１６０は、ロボットコントローラ３１０およびサーボモータ１３０１，１３０２，１３０３，１３０４等によって制御されるロボットハンド２１０であってもよい。また、機械１５０は、ロボットハンド２１０の先端に取り付けられてもよいし、サーボモータ４１，４２等によって駆動される治具等であってもよい。

【0050】

制御システム２は、一例として、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）２００と、ＰＬＣ２００とフィールドネットワーク２２を介して接続されるサーボモータドライバ５３１，５３２およびＩＯリモートターミナル５と、ロボットコントローラ３１０と、フィールドに設けられたＩＯデバイスである、光電センサ６、ストッパ等が備える近接スイッチ（または近接センサ）８７およびエンコーダ２３６、２３８を含む。

【0051】

ＰＬＣ２００は、主たる演算処理を実行する演算ユニット１３、１つ以上のＩＯユニット１４および特殊ユニット１７を含む。これらのユニットは、システムバス８１を介して、データを互いに遣り取りできるように構成されるとともに、電源ユニット１２から電源が供給される。演算ユニット１３には、シミュレーション用の装置１００が接続され得る。

【0052】

装置１００は、３Ｄ空間で動作検証を行ったプログラムを演算ユニット１３にインストールし得る。演算ユニット１３は、インストールされたプログラムに基づいて、制御システム２に含まれる各装置を制御し得る。装置１００は、ネットワーク８０を介して、演算ユニット１３に接続され得る。

【0053】

ＩＯユニット１４は、光電センサ６、ストッパ等の近接スイッチ８７、エンコーダ２３６，２３８等を含むＩＯデバイスから検出値６１，７１，２３７および２３９を収集する。近接スイッチ８７は、例えばストッパに対するトレイが所定距離まで接近したことを非接触で検出する。各ＩＯデバイスからの検出値は、例えばＩＯユニット１４が備えるメモリの対応ビットに設定（書込）される。

【0054】

演算ユニット１３は、ＩＯユニット１４により収集された値を用いて制御プログラムの演算を実行し、演算結果の値をＩＯユニット１４の対応のビットに設定（書込）する。周辺機器またはＩＯデバイスは、ＩＯユニット１４の各ビットの値を参照して動作する。このように、ＰＬＣ２００は、ＩＯユニット１４を介してＩＯデバイスおよび周辺機器と相互にデータを遣り取りしながら、制御対象であるロボットまたはコンベア等を制御することができる。

【0055】

特殊ユニット１７は、アナログデータの入出力、温度制御、特定の通信方式による通信といった、ＩＯユニット１４ではサポートされない機能を有する。

【0056】

フィールドネットワーク２２には、例えば、ロボットコントローラ３１０、サーボモータドライバ５３１，５３２、およびＩＯリモートターミナル５等が接続されてもよい。

【0057】

ＩＯリモートターミナル５は、基本的には、ＩＯユニット１４と同様に、一般的な入出力処理に関する処理を行う。より具体的には、ＩＯリモートターミナル５は、フィールドネットワーク２２でのデータ伝送に係る処理を行うための通信カプラ５２と、１つ以上のＩＯユニット５３とを含む。これらのユニットは、ＩＯリモートターミナルバス５１を介して、データを互いに遣り取りできるように構成される。

【0058】

サーボモータドライバ５３１，５３２は、フィールドネットワーク２２を介して演算ユニット１３と接続されるとともに、演算ユニット１３からの指令値に従ってサーボモータ４１，４２を駆動する。具体的には、サーボモータドライバ５３１，５３２は、ＰＬＣ２００から、制御周期等の一定周期で、位置指令値、速度指令値、トルク指令値といった指令値を受ける。演算ユニット１３は、エンコーダ２３６，２３８からの検出値２３７，２３９に基づいて、これらの指令値を生成する。

【0059】

演算ユニット１３は、上記に述べたＩＯデバイスからの検出値を参照して、所定の制御プログラムを実行することで、ロボットハンド２１０（図１のロボット１６０等）に、ワーク１７０のピックアンドプレース、ワーク１７０の押さえ等の操作を実行させることができる。

【0060】

具体的には、演算ユニット１３は、ロボットアームのための制御指令２１１と、ロボットハンド２１０のための制御指令２２２とを生成し、ロボットコントローラ３１０を介して、ロボットハンド２１０にこれらの制御信号を出力する。また、演算ユニット１３は、制御指令２１１を生成する際には、上記に述べたＩＯデバイスからの検出値６１，７１に加えて、ロボットハンド２１０の状態値を参照し得る。ロボットアームは、例えば、サーボモータ１３０１～１３０４等の任意の数のサーボモータを含んでいてもよい。

【0061】

また、演算ユニット１３は、サーボモータドライバ５３１，５３２と、サーボモータ４１，４２とを介して、治具として実現された機械１５０を制御し得る。

【0062】

図３は、機械に生じる応力のシミュレーションを実行する装置の構成の一例を示す図である。図１を参照して説明されたシミュレーションは、装置１００上で動作するソフトウェアにより実行され得る。

【0063】

装置１００は、主たるコンポーネントとして、オペレーティングシステム（ＯＳ：Operating System）および後述するような各種プログラムを実行するプロセッサ１０２と、プロセッサ１０２によるプログラムの実行に必要なデータを格納するための作業領域を提供する主メモリ１０４と、キーボードやマウス等のユーザ操作を受付ける操作ユニット１０６（操作受付部）と、ディスプレイ１０９、各種インジケータ、プリンタ等の処理結果を出力する出力ユニット１０８と、ネットワーク８０を含む各種ネットワークに接続されるネットワークインターフェイス１１０と、光学ドライブ１１２と、外部装置と通信するローカル通信インターフェイス１１６と、ストレージ１１１とを含む。これらのコンポーネントは、内部バス１１８等を介してデータ通信可能に接続される。

【0064】

装置１００は、光学ドライブ１１２を有しており、コンピュータ読取可能なプログラムを非一過的に格納する光学記録媒体（例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等）を含むコンピュータ読取可能な記録媒体１１４から各種プログラムを読み取って、ストレージ１１１等に当該各種プログラムをインストールしてもよい。

【0065】

装置１００で実行される各種プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体１１４を介して装置１００にインストールされてもよいが、ネットワーク上の図示しないサーバ装置等からネットワークインターフェイス１１０を介して装置１００にインストールされてもよい。

【0066】

ストレージ１１１は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Flash Solid State Drive）等で構成され、プロセッサ１０２で実行されるプログラムを格納する。

【0067】

より具体的には、ストレージ１１１は、本実施の形態に従うシミュレーションを実現するためのシミュレーションプログラムとして、仮想時刻生成プログラム１２０と、中継プログラム１２１と、物理シミュレーションプログラム１２２と、ＰＬＣシミュレーションプログラム１２６と、ロボットエミュレーションプログラム１３０と、統合プログラム１３４とを格納する。ストレージ１１１は、さらに、仮想空間に配置されたオブジェクトを表示する画像を生成する画像処理プログラム１３６を格納する。

【0068】

また、ストレージ１１１は、シミュレーションプログラムの実行に必要となる、部品最適化パラメータ１３７と、物理シミュレーションパラメータ１２４と、ＰＬＣパラメータ１２８と、ロボットパラメータ１３２と、３Ｄビジュアライズデータ１３５とを格納する。

【0069】

仮想時刻生成プログラム１２０は、シミュレーションのための仮想時刻を生成する。装置１００は、仮想時刻に基づき、一定の周期でシミュレーションを実行する。プロセッサ１０２は、仮想時刻に基づいて、スナップショットを生成し、当該スナップショットにおける各部品１５１，１５２，１５３，１５４およびワーク１７０の応力を算出し得る。

【0070】

物理シミュレーションプログラム１２２は、ワーク１７０の移動に関連して動作する機器（オブジェクト）の挙動を算出する。物理シミュレーションプログラム１２２により挙動が算出される機器は、例えば、図２に示す制御システム２に含まれる光電センサ６、コンベア、トレイ、ストッパおよびロボットハンド２１０等と、これらの構成により実現され得るロボット１６０および機械１５０も含む。また、物理シミュレーションプログラム１２２は、例えば、複数の部品を含む機器（機械）の挙動に基づいて、当該機器に含まれる各部品に生じる応力を算出し得る。

【0071】

物理シミュレーションパラメータ１２４は、シミュレーション上での各機器（オブジェクト）の挙動を規定するためのパラメータであり、物理シミュレーションプログラム１２２により参照される。物理シミュレーションパラメータ１２４の値は、ユーザの操作または統合プログラム１３４等により適宜変更されてもよい。

【0072】

物理シミュレーションパラメータ１２４は、ワーク１７０の搬送または移動に関連した機器およびワーク１７０のＣＡＤ（Computer Aided Design）データを含んでいてもよい。ＣＡＤデータを用いることで、プロセッサ１０２は、シミュレーション上で、現実の機器の挙動をより正確に再現し得る。

【0073】

ＰＬＣシミュレーションプログラム１２６は、物理シミュレーションプログラム１２２により挙動が算出される機器およびワーク１７０の位置を算出する。ＰＬＣシミュレーションプログラム１２６は、算出した機器およびワーク１７０の位置を物理シミュレーションプログラム１２２に出力する。

【0074】

ＰＬＣパラメータ１２８は、物理シミュレーションプログラム１２２により挙動が算出される機器およびワーク１７０の位置を算出するためのパラメータであり、ＰＬＣシミュレーションプログラム１２６により参照される。

【0075】

ロボットエミュレーションプログラム１３０は、シミュレーション上で、制御システム２に接続されるロボットの挙動を再現する。ロボットエミュレーションプログラム１３０は、オブジェクト（ＣＡＤデータ等）を用いて、制御システム２に接続されるロボットの挙動を再現する。

【0076】

制御システム２が含むロボットは、ワーク１７０を加工または搬送するロボットを含んでいてもよい。また、制御システム２が含むロボットは、図１に示す機械１５０が取り付けられているロボット１６０（例えば、治具として動作するロボット）を含んでいてもよい。ロボットエミュレーションプログラム１３０は、物理シミュレーションプログラム１２２により算出される結果（オブジェクトの挙動）に基づいて、ロボットの動作を再現する。

【0077】

ロボットパラメータ１３２は、オブジェクトを用いてロボットの挙動を再現するために必要なパラメータを含み、ロボットエミュレーションプログラム１３０により参照される。

【0078】

中継プログラム１２１は、物理シミュレーションプログラム１２２とロボットエミュレーションプログラム１３０とが互いのデータを遣り取りするための中継機能を提供する。中継プログラム１２１は、一例として、スクリプトで記述されていてもよいし、他の任意のフォーマットで記述されていてもよい。

【0079】

統合プログラム１３４は、物理シミュレーションプログラム１２２と、ＰＬＣシミュレーションプログラム１２６と、ロボットエミュレーションプログラム１３０と、中継プログラム１２１とを互いに連携させるための機能を提供する。より具体的には、統合プログラム１３４は、典型的には主メモリ１０４上に、仮想空間のオブジェクトの状態を記述する仮想空間情報を生成および更新する。物理シミュレーションプログラム１２２、ＰＬＣシミュレーションプログラム１２６、および、ロボットエミュレーションプログラム１３０は、仮想空間情報を参照（読出）して各シミュレーションの処理を実行するとともに、その実行結果のうち必要な情報を仮想空間情報に反映する。言い換えれば、統合プログラム１３４は、各プログラムを連携させることで、シミュレーション内での各機器の挙動および処理を再現する。

【0080】

画像処理プログラム１３６は、シミュレーションの実行状況をユーザに視覚的に提示する。画像処理プログラム１３６は、仮想空間情報に基づいて、３Ｄビジュアライズデータ１３５をディスプレイ１０９に表示する。３Ｄビジュアライズデータ１３５は、軌跡データと画像データを含む。画像データは、シミュレートされる機器に対応するオブジェクトを描画するためのデータ（ＣＡＤデータ等）を含む。軌跡データは、仮想空間情報の各機器の位置に所定関数を用いて算出された３次元座標Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）およびその時系列データを含む。画像処理プログラム１３６は、３Ｄビジュアライズデータ１３５を用いて、ワーク１７０、ロボット１６０、および、機械１５０等のオブジェクトの挙動を、３Ｄ空間内で立体的に描画するための画像データを生成し、当該画像データをディスプレイ１０９に出力する。

【0081】

部品最適化パラメータ１３７は、部品の材料、部品の許容応力、部品の規格情報、部品のコスト情報等を含み、物理シミュレーションプログラム１２２により参照される。物理シミュレーションプログラム１２２は、シミュレーションの結果（各部品に生じる応力）と、部品最適化パラメータ１３７とを比較することで、求められる安全率を満たし、かつ、コストの低い部品の構成を選定し得る。一例として、物理シミュレーションプログラム１２２は、可能な限り同じ径のネジを使用するように部品の構成を決定（または提案）してもよいし、可能な限り同じ種類の材料を使用するように部品の構成を決定（または提案）してもよいし、可能な限り部品点数が少なくなるように部品の構成を決定（または提案）してもよい。ある局面において、物理シミュレーションプログラム１２２以外のプログラムが、部品の構成の最適化処理を実行してもよい。

【0082】

ある局面において、図１を参照して説明したシミュレーションは、複数の装置１００、装置１００のハードウェア構成の少なくとも一部を備えるシステム、装置１００のハードウェア構成の少なくとも一部を備えるクラウド環境上の仮想マシンにより、ソフトウェアとして実行されてもよい。

【0083】

また、装置１００は、図１を参照して説明したシミュレーションを実現するために必要な処理および機能の一部を、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等を用いて実現してもよい。

【0084】

＜Ｃ．シミュレーション＞
次に、図４～図１１を参照して、装置１００が、機械１５０を構成する各部品１５１，１５２，１５３および１５４に生じる応力と、ワーク１７０に生じる応力とを求める手順と、部品の最適化処理について説明する。

【0085】

図４は、材料に生じる応力の一例を示す図である。画面４００は、１つの部品（または材料）に生じる応力を示している。治具等の機械の設計担当者は、図４に示すように、機械を構成する複数の部品の各々の応力を個別に確認してもよい。しかしながら、複数の部品の応力を個別に確認する方法は、非常に時間が生じる場合がある。また、部品の応力を個別に確認する方法には、シミュレーション実行時に、各部品に具体的にどのような応力が生じるのかがわかりにくいという問題があった。そこで、装置１００は、シミュレーションの設定に応力計算の処理を含めることで、設計担当者の負担を大幅に軽減している。

【0086】

図５は、シミュレーションの設定画面５００の一例を示す図である。設定画面５００は、設定メニュー５０１と、３Ｄ空間の表示５０２とを含む。

【0087】

設定メニュー５０１は、ユーザから、シミュレーションの各種設定の入力を受け付ける。設定メニュー５０１は、設定項目の一部として、安全な材料の厚みの割合（Safe Material Thickness Ratio）５１０と、安全なネジの割合（Safe Screw Ratio）５２０とを含む。

【0088】

安全な材料の厚みの割合５１０は、最低限必要な材料の厚みを定義する。例えば、安全な材料の厚みの割合５１０が、「４ｍｍ」であれば、ユーザはシミュレーションにおいて４ｍｍ未満の厚みの部品を使用できない。または、装置１００は、シミュレーションの実行時または実行前に、４ｍｍ未満の厚みの部品を検出した場合、警告をディスプレイ１０９に出力してもよい。

【0089】

安全なネジの割合５２０は、最低限必要なネジ径を定義する。例えば、安全なネジの割合５２０が、「３ｍｍ」であれば、ユーザはシミュレーションにおいて３ｍｍ未満の径のネジを使用できない。または、装置１００は、シミュレーションの実行時または実行前に、３ｍｍ未満の径のネジを検出した場合、警告をディスプレイ１０９に出力してもよい。

【0090】

上記の安全な材料の厚みの割合５１０および安全なネジの割合５２０は、図１０および図１１を参照して説明する最適化処理において使用され得る。

【0091】

３Ｄ空間の表示５０２は、シミュレーションに必要なオブジェクト（機械１５０）を表示する。ある局面において、装置１００が機械１５０を構成する各部品１５１，１５２，１５３および１５４に生じる応力を調べることが目的のシミュレーションを実行する場合、３Ｄ空間の表示５０２は、機械１５０と、当該機械１５０に接触するオブジェクト（ロボット１６０およびワーク１７０等）とのみを表示してもよい。

【0092】

図６は、シミュレーション画面６８０の一例を示す図である。シミュレーション画面６８０は、例えば、装置１００が設定画面５００の設定に基づいて実行するシミュレーションを表示する。図６に示す例では、応力を算出する対象である機械１５０が、ロボット１６０の駆動に基づいて下方向１９０に移動して、ワーク１７０に接触する瞬間に対応するスナップショットを表示している。

【0093】

図７は、シミュレーション画面７８０の一例を示す図である。シミュレーション画面７８０は、機械１５０を構成する部品１５１に生じる応力を視覚的に表示する画面である。シミュレーション画面７８０は、図６に示すスナップショットにおける、部品１５１に生じる応力を表示している。このように、装置１００は、機械１５０全体に代えて、特定の部品のみをディスプレイ１０９に表示することで、ある部品が他の部品により隠されてユーザから見えなくなることを防ぎ得る。これにより、ユーザは特定の部品に注目することができる。

【0094】

図８は、シミュレーション画面８８０の一例を示す図である。シミュレーション画面８８０は、機械１５０を構成する部品１５３，１５４に生じる応力を視覚的に表示する画面である。シミュレーション画面８８０は、図６に示すスナップショットにおける、部品１５３，１５４に生じる応力を表示している。

【0095】

図９は、シミュレーション画面９８０の一例を示す図である。シミュレーション画面９８０は、機械１５０を構成する部品１５２に生じる応力を視覚的に表示する画面である。シミュレーション画面９８０は、図６に示すスナップショットにおける、部品１５２に生じる応力を表示している。

【0096】

図１０は、シミュレーション画面１０８０の一例を示す図である。シミュレーション画面１０８０は、ワーク１７０に生じる応力を視覚的に表示する画面である。シミュレーション画面１０８０は、図６に示すスナップショットにおける、ワーク１７０に生じる応力を表示している。

【0097】

装置１００は、図１に示すように、全ての部品に生じる応力をディスプレイ１０９に表示してもよい。また、装置１００は、図７～図１０に示すように特定の部品１５１，１５２，１５３および１５４、またはワーク１７０に生じる応力をディスプレイ１０９に表示してもよい。ある局面において、装置１００は、ユーザからの操作に基づいて、ディスプレイ１０９への表示内容を適宜切り替えてもよい。

【0098】

図１１は、シミュレーション画面１１８０の一例を示す図である。シミュレーション画面１１８０は、最適化実行ボタン１１１０を含む。装置１００は、最適化実行ボタン１１１０が押されたことを検知した場合、機械１５０を構成する各部品１５１，１５２，１５３および１５４の最適化処理を実行する。最適化処理は、主に２つの観点に基づいて実行される。

【0099】

１つ目の観点は「安全率」である。装置１００は、設定メニュー５０１において設定された各種安全率を満たすように、各部品１５１，１５２，１５３および１５４を最適化する。また、装置１００は、各部品に生じる応力が各部品の許容応力を超えないように、各部品１５１，１５２，１５３および１５４を最適化する。

【0100】

一例として、シミュレーションを実行した結果、部品１５１に生じる応力が部品１５１の許容応力を上回る場合、装置１００は、最適化処理の一部として、部品１５１の厚みを増やし、部品１５１の材料を変更し、またはその両方を実行し得る。

【0101】

２つ目の観点は「コスト」である。装置１００は、機械１５０が定められた安全率を満たす範囲において、機械１５０の製造にかかるコストを可能な限り削減するために、材料の変更、部品の規格の統一、ネジ径の統一、部品点数の削減等の処理を実行する。ある製造物を組み立てる場合、一般的に使用する部品の種類が少なければ少ない程製造コストは下がるため、装置１００は、可能な限り、機械１５０を構成する各部品の材料および種類を統一するように最適化処理を実行し得る。ある局面において、コストとは、例えば、装置１００の製造費用であってもよいし、装置１００の製造工数（時間）であってもよい。

【0102】

一例として、部品１５３がＭ５（直径５ｍｍ）のネジであり、部品１５４がＭ４（直径４ｍｍ）のネジであるとする。そして、シミュレーションを実行した結果、部品１５３，１５４は、両方ともＭ４のネジであっても定められた安全率を満たすことが判明したとする。この場合、装置１００は、最適化処理により、部品１５３，１５４をＭ４のネジに統一し得る。

【0103】

装置１００は、例えば、以下の式１０１Ｆ～１０５Ｆの部品の最適化のための目的関数に基づいて最適化処理を実行する。なお、式１０１Ｆ～１０５Ｆは、プログラムとして提供され得る。

【0104】

【数1】

【0105】

式１０１Ｆ～１０５Ｆに含まれる変数は以下の通りである。
ｘ：材料、部品の規格等ごとに定められたパラメータ
Ｎ：部品点数
ｎ：部品番号
Ｆｏｒｃｅ：各部品に生じる応力の最大値
Ｖｏｌｕｍｅ：部品の体積
Ｐｒｉｃｅ：部品の材料価格
式１０１Ｆは、応力が最小となる部品構成を求める。式１０２Ｆは、材料価格が最小となる部品構成を求める。式１０３Ｆは、部品点数が最小となる部品構成を求める。式１０４Ｆは、各部品の共通度が最も高くなる（使用する部品の種類が最も少ない）部品構成を求める。式１０５Ｆは、最も機械１５０の質量が小さくなる部品構成を求める。

【0106】

装置１００は、上記の式１０１Ｆ～１０５Ｆの全てまたは一部に基づいて最適化処理を実行し得る。また、装置１００は、安全率、質量、部品点数等の任意の項目に対して、重みを設定してもよい。ある局面において、装置１００は、操作ユニット１０６を介して、ユーザから、使用する式の選択、重み入力等の操作を受け付けてもよい。例えば、ユーザは、製造費用、部品点数、部品の種類等の各項目について重みを設けてもよい。

【0107】

装置１００は、最適化処理の実行後に、シミュレーション画面１１８０に最適化処理の結果（部品のパラメータセット（各部品の種類等）、製造費用、製造工数、部品点数、部品の種類数等の情報）を表示し得る。最適化処理の結果は、テキスト情報、３Ｄデータ、またはその両方を含み得る。一例として、装置１００は、推奨素材の情報１１２０と、推奨厚みの情報１１３０と、推奨ネジ径の情報１１４０とをテキスト情報としてシミュレーション画面１１８０に表示してもよい。ある局面において、装置１００は、推奨する構成となるように、部品の画像（３Ｄデータ）の表示を変更してもよい。また、他の局面において、装置１００は、シミュレーション画面１１８０に、提案されたパラメータセットに基づく製造費用、製造工数、部品点数、部品の種類数等の任意の情報をさらに表示してもよい。

【0108】

図１２は、最適化処理によって変更された部品の構成の一例を示す図である。部品表１２１０は、最適化処理の実行前の部品表である。部品表１２２０は、最適化処理の実行後の部品表である。部品表１２１０および部品表１２２０を比較すると、装置１００は、コスト削減のために、部品１５１，１５２の材料をアルミニウムに統一していることがわかる。さらに、装置１００は、定められた安全率を満たすために、部品１５２の材料をジュラルミンから強度の低いアルミニウムに変更すると共に、部品１５２の厚みを増やしていることがわかる。

【0109】

装置１００は、最適化後の部品表１２２０をディスプレイ１０９に表示する。ある局面において、装置１００は、最適化前の部品表１２１０および最適化後の部品表１２２０の両方をディスプレイ１０９に表示してもよい。他の局面において、装置１００は、ユーザから最適化処理のやり直し指示の入力を受け付けてもよい。この場合、装置１００は、例えば、ユーザによって新たに指定されたパラメータセットに基づいて、最適化処理を実行し得る。

【0110】

図１１および図１２を参照して説明したように、装置１００は、安全率およびコストの観点に基づいて、機械１５０の部品構成の最適化処理を実行する。これにより、ユーザは、定められた安全率を満たしつつ製造コストの低い部品構成を選択し得る。

【0111】

＜Ｄ．フローチャート＞
図１３は、装置１００のシミュレーションの実行手順の一例を示すフローチャートである。ある局面において、プロセッサ１０２は、図１２の処理を行うためのプログラムをストレージ１１１から主メモリ１０４に読み込んで、当該プログラムを実行してもよい。他の局面において、当該処理の一部または全部は、当該処理を実行するように構成された回路素子の組み合わせとしても実現され得る。

【0112】

ステップＳ１３０５において、プロセッサ１０２は、機械１５０の材質（材料）、ロボット等の軸の設定、ＩＥＣ（International Electrotechnical Commission）プログラム、ロボットプログラムを取得する。ある局面において、プロセッサ１０２は、操作ユニット１０６、ネットワークインターフェイス１１０、光学ドライブ１１２またはローカル通信インターフェイス１１６を介して、機械１５０の材質、ロボット等の軸の設定、ＩＥＣプログラム、ロボットプログラムを取得してもよい。

【0113】

ステップＳ１３１０において、プロセッサ１０２は、ＩＥＣプログラム、ロボットプログラムを動作させることにより、部品に生じる応力を算出する。

【0114】

ステップＳ１３１５において、プロセッサ１０２は、３Ｄ空間上に部品に生じる応力、歪みを表示する。なお、プロセッサ１０２は、動力源から順番に接続されている部品に加わる力を解析することでワーク１７０までに至る全ての部品に加わる応力を算出し得る。

【0115】

ステップＳ１３２０において、プロセッサ１０２は、歪みが最大の場所（ボトルネック）をディスプレイ１０９に表示する。ある局面において、プロセッサ１０２は、許容応力および実際に生じた応力の差が最も小さい部品、または、実際に生じた応力が許容応力を上回っている部品をボトルネックとして、ディスプレイ１０９に表示してもよい。他の局面において、プロセッサ１０２は、判定の対象となる部品の許容応力と、判定の対象となる部品に生じる応力とを比較することで、ボトルネックとなる部品があるか否かを判定してもよい。この場合、プロセッサ１０２は、ボトルネックとなる部品がある場合のみ、ボトルネックとなる部品をディスプレイ１０９に表示してもよい。

【0116】

ステップＳ１３２５において、プロセッサ１０２は、ボトルネックに基づいて、最適化手法を提示する。より具体的には、プロセッサ１０２は、ボトルネックに基づいて、式１０１Ｆ～１０５Ｆの組み合わせ、式１０１Ｆ～１０５Ｆに対する重み付け設定等を提示し得る。

【0117】

ステップＳ１３３０において、プロセッサ１０２は、最適化するパラメータセットを生成する。より具体的には、プロセッサ１０２は、ステップＳ１３１５において求めた各部品に生じる応力と、部品最適化パラメータ１３７に基づいて、パラメータセットを生成する。パラメータセットは、例えば部品１５１，１５２，１５３および１５４のサイズ、規格、材料、最小厚み、ネジ径、単価等の項目を含み得る。

【0118】

ステップＳ１３３５において、プロセッサ１０２は、ステップＳ１３２５にて生成したパラメータセットの全組み合わせを生成する。

【0119】

ステップＳ１３４０において、プロセッサ１０２は、生成した最適化パラメータセットの中から、予め定められた安全率を満たし、目的関数の計算結果が最良のものを選択する。より具体的には、プロセッサ１０２は、生成した最適化パラメータセットを式１０１Ｆ～１０５Ｆに代入して、式１０１Ｆ～１０５Ｆを計算することで各最適化パラメータセットのコストを算出する。

【0120】

ステップＳ１３４５において、プロセッサ１０２は、最適化処理を実行し、応力、歪みから部品の推奨材料、推奨厚み、推奨ネジ径の一部または全てを３Ｄ画面および／または一覧表（部品表１２２０）に表示する。

【0121】

ステップＳ１３５０において、プロセッサ１０２は、パラメータの再設定要求を受け付けたか否かを判定する。プロセッサ１０２は、パラメータの再設定要求を受け付けたと判定した場合（ステップＳ１３５０にてＹＥＳ）、制御をステップＳ１３３０に移す。そうでない場合（ステップＳ１３５０にてＮＯ）、プロセッサ１０２は、処理を終了する。

【0122】

ある局面において、プロセッサ１０２は、パラメータの再設定要求を受け付けた場合、ユーザから、新しいパラメータセットの入力を受け付け得る。

【0123】

以上説明した通り、本実施の形態に従う装置１００は、シミュレーションにより、機械１５０を構成する複数の部品の各々に生じる応力を算出できる。これにより、ユーザは、シミュレーションを実行するだけで、各部品に生じる応力を確認し、安全率を満たす機械１５０を設計し得る。

【0124】

また、装置１００は、機械１５０のボトルネックに基づいて、最適化処理を実行する。これにより、ユーザは、予め定められた安全率を満たしつつ低コストになるように、機械１５０の設計を容易に変更し得る。

【0125】

＜Ｅ．付記＞
以上のように、本実施の形態は以下のような開示を含む。
［構成１］
複数の部品（１５１，１５２，１５３，１５４）からなる機械（１５０）のアセンブリデータと、上記機械（１５０）に接続された駆動部を制御するためのプログラムとを格納する記憶部（１１１）と、
上記機械（１５０）のシミュレーションを実行する制御部（１０２）とを備え、
上記制御部（１０２）は、
上記シミュレーション内で上記駆動部を動作させ、
上記駆動部を動作させたことにより上記シミュレーション内で上記複数の部品（１５１，１５２，１５３，１５４）の各々に生じる応力を算出する、シミュレーション装置（１００）。
［構成２］
上記機械（１５０）は、ワークに接触する機械（１５０）であり、
上記複数の部品（１５１，１５２，１５３，１５４）の各々に生じる応力を算出することは、上記機械（１５０）が上記ワークに接触したことにより、上記複数の部品（１５１，１５２，１５３，１５４）の各々に生じる応力および上記ワークに生じる応力を算出することを含む、構成１に記載のシミュレーション装置（１００）。
［構成３］
上記制御部（１０２）は、上記複数の部品（１５１，１５２，１５３，１５４）の中から、ボトルネックとなる部品（１５１，１５２，１５３，１５４）があるか否かを判定し、
上記ボトルネックとなる部品（１５１，１５２，１５３，１５４）があるか否かを判定することは、判定の対象となる部品（１５１，１５２，１５３，１５４）の許容応力と、上記判定の対象となる部品（１５１，１５２，１５３，１５４）に生じる応力とを比較することを含む、構成１または２に記載のシミュレーション装置（１００）。
［構成４］
上記制御部（１０２）は、上記複数の部品（１５１，１５２，１５３，１５４）の各々の安全率と、上記複数の部品（１５１，１５２，１５３，１５４）の最適化のための目的関数とに基づいて、上記複数の部品（１５１，１５２，１５３，１５４）の組み合わせを提案する、構成１～３のいずれかに記載のシミュレーション装置（１００）。
［構成５］
上記複数の部品（１５１，１５２，１５３，１５４）の組み合わせを提案することは、上記機械（１５０）に使用されるネジのネジ径の種類を減らすことを含む、構成４に記載のシミュレーション装置（１００）。
［構成６］
上記複数の部品（１５１，１５２，１５３，１５４）の組み合わせを提案することは、上記機械（１５０）に使用される材料の種類を減らすことを含む、構成４に記載のシミュレーション装置（１００）。
［構成７］
上記複数の部品（１５１，１５２，１５３，１５４）の組み合わせを提案することは、上記機械の製造費用を下げることを含む、構成４に記載のシミュレーション装置（１００）。
［構成８］
上記制御部（１０２）は、提案した上記複数の部品（１５１，１５２，１５３，１５４）の組み合わせのパラメータセットを出力する、構成４に記載のシミュレーション装置（１００）。
［構成９］
上記パラメータセットを出力することは、上記パラメータセットの表を出力すること、または、シミュレーション画面上に上記パラメータセットを表示することを含む、構成８に記載のシミュレーション装置。
［構成１０］
複数の部品（１５１，１５２，１５３，１５４）からなる機械（１５０）のシミュレーション方法であって、
上記機械（１５０）のアセンブリデータと、上記機械（１５０）に接続された駆動部を制御するためのプログラムとを参照するステップと、
シミュレーション内で上記駆動部を動作させるステップと、
上記駆動部を動作させたことにより上記シミュレーション内で上記複数の部品（１５１，１５２，１５３，１５４）の各々に生じる応力を算出するステップとを含む、シミュレーション方法。
［構成１１］
構成１０に記載のプログラムをコンピュータに実行させるための、シミュレーションプログラム。

【0126】

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内で全ての変更が含まれることが意図される。また、実施の形態および各変形例において説明された開示内容は、可能な限り、単独でも、組合わせても、実施することが意図される。

【符号の説明】

【0127】

２ 制御システム、５ ＩＯリモートターミナル、６ 光電センサ、１２ 電源ユニット、１３ 演算ユニット、１４，５３ ＩＯユニット、１７ 特殊ユニット、２２ フィールドネットワーク、４１，４２，１３０１，１３０２，１３０３，１３０４ サーボモータ、５１ ＩＯリモートターミナルバス、５２ 通信カプラ、６１，７１，２３７，２３９ 検出値、８０ ネットワーク、８１ システムバス、８７ 近接スイッチ、１００ 装置、１０２ プロセッサ、１０４ 主メモリ、１０６ 操作ユニット、１０８ 出力ユニット、１０９ ディスプレイ、１１０ ネットワークインターフェイス、１１１ ストレージ、１１２ 光学ドライブ、１１４ 記録媒体、１１６ ローカル通信インターフェイス、１１８ 内部バス、１２０ 仮想時刻生成プログラム、１２１ 中継プログラム、１２２ 物理シミュレーションプログラム、１２４ 物理シミュレーションパラメータ、１２６ ＰＬＣシミュレーションプログラム、１２８ ＰＬＣパラメータ、１３０ ロボットエミュレーションプログラム、１３２ ロボットパラメータ、１３４ 統合プログラム、１３５ ３Ｄビジュアライズデータ、１３６ 画像処理プログラム、１３７ 部品最適化パラメータ、１５０ 機械、１５１，１５２，１５３，１５４ 部品、１６０ ロボット、１６３，１６４ 領域、１７０ ワーク、１８０，４００ 画面、１９０ 方向、２００ ＰＬＣ、２１０ ロボットハンド、２１１，２２２ 制御指令、２３６，２３８ エンコーダ、３１０ ロボットコントローラ、５００ 設定画面、５０１ 設定メニュー、５０２ ３Ｄ空間の表示、５１０ 安全な材料の厚みの割合、５２０ 安全なネジの割合、５３１，５３２ サーボモータドライバ、６８０，７８０，８８０，９８０，１０８０，１１８０ シミュレーション画面、１１１０ 最適化実行ボタン、１１２０ 推奨素材の情報、１１３０ 推奨厚みの情報、１１４０ 推奨ネジ径の情報、１２１０，１２２０ 部品表。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】