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(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】P2025099474
(43)【公開日】2025-07-03
(54)【発明の名称】制御支援システム、制御支援方法、および制御支援プログラム
(51)【国際特許分類】
B25J 9/22 20060101AFI20250626BHJP
【ＦＩ】
B25J9/22 A
【審査請求】有
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023216157
(22)【出願日】2023-12-21
(71)【出願人】
【識別番号】000006622
【氏名又は名称】株式会社安川電機
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100145012
【弁理士】
【氏名又は名称】石坂 泰紀
(74)【代理人】
【識別番号】100171099
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 茂樹
(74)【代理人】
【識別番号】100144440
【弁理士】
【氏名又は名称】保坂 一之
(72)【発明者】
【氏名】株丹 亮
(72)【発明者】
【氏名】高橋 誠
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS05
3C707AS06
3C707AS11
3C707BS12
3C707BS13
3C707CS08
3C707DS01
3C707JS03
3C707KS31
3C707LS09
3C707LS15
3C707LS20
3C707LV02
3C707LV07
3C707MS08
3C707NS02
3C707WA11
(57)【要約】
【課題】ロボットの効率的な動作に寄与するワークの保持位置を決定すること。
【解決手段】制御支援システムは、ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置の２以上の候補である２以上の候補位置のそれぞれについて、該エンドエフェクタが該候補位置で該ワークを保持するピック処理と、該候補位置で保持されたワークに対する後処理とを、該ワークの形状を示すワークモデルと、該エンドエフェクタを有する該ロボットを示すロボットモデルとに基づくシミュレーションによって仮想的に実行するシミュレーション部と、シミュレーションにおいてピック処理および後処理を完了できる少なくとも一つの候補位置のうちの一つを保持位置として決定する決定部とを備える。
【選択図】図２
【解決手段】制御支援システムは、ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置の２以上の候補である２以上の候補位置のそれぞれについて、該エンドエフェクタが該候補位置で該ワークを保持するピック処理と、該候補位置で保持されたワークに対する後処理とを、該ワークの形状を示すワークモデルと、該エンドエフェクタを有する該ロボットを示すロボットモデルとに基づくシミュレーションによって仮想的に実行するシミュレーション部と、シミュレーションにおいてピック処理および後処理を完了できる少なくとも一つの候補位置のうちの一つを保持位置として決定する決定部とを備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置の２以上の候補である２以上の候補位置のそれぞれについて、該エンドエフェクタが該候補位置で該ワークを保持するピック処理と、該候補位置で保持されたワークに対する後処理とを、該ワークの形状を示すワークモデルと、該エンドエフェクタを有する該ロボットを示すロボットモデルとに基づくシミュレーションによって仮想的に実行するシミュレーション部と、
前記シミュレーションにおいて前記ピック処理および前記後処理を完了できる少なくとも一つの前記候補位置のうちの一つを前記保持位置として決定する決定部と、
を備える制御支援システム。
前記シミュレーションにおいて前記ピック処理および前記後処理を完了できる少なくとも一つの前記候補位置のうちの一つを前記保持位置として決定する決定部と、
を備える制御支援システム。
【請求項2】
前記後処理が、前記ロボットが前記保持されたワークを指定位置に配置するプレイス処理と、該指定位置において該ロボットにより保持された状態にある該ワークに対する追加処理とを含み、
前記シミュレーション部は、前記ピック処理、前記プレイス処理、および前記追加処理を仮想的に実行する、
請求項１に記載の制御支援システム。
前記シミュレーション部は、前記ピック処理、前記プレイス処理、および前記追加処理を仮想的に実行する、
請求項１に記載の制御支援システム。
【請求項3】
前記シミュレーション部は、前記ロボットとは異なる別装置を示す装置モデルに更に基づく前記シミュレーションにより、前記候補位置で保持された前記ワークに対して前記ロボットおよび該別装置が協働して実行する処理を前記後処理として仮想的に実行し、
前記決定部は、前記ロボットおよび前記別装置の双方について干渉を検出することなく前記ピック処理および前記後処理を完了できる前記少なくとも一つの候補位置を特定する、
請求項１に記載の制御支援システム。
前記決定部は、前記ロボットおよび前記別装置の双方について干渉を検出することなく前記ピック処理および前記後処理を完了できる前記少なくとも一つの候補位置を特定する、
請求項１に記載の制御支援システム。
【請求項4】
前記別装置が別ロボットであり、
前記シミュレーション部は、前記ロボットが前記保持されたワークを指定位置に配置するプレイス処理と、該指定位置において該ロボットにより保持された状態にある該ワークに対して前記別ロボットが作業する協働処理とを含む前記後処理を仮想的に実行する、
請求項３に記載の制御支援システム。
前記シミュレーション部は、前記ロボットが前記保持されたワークを指定位置に配置するプレイス処理と、該指定位置において該ロボットにより保持された状態にある該ワークに対して前記別ロボットが作業する協働処理とを含む前記後処理を仮想的に実行する、
請求項３に記載の制御支援システム。
【請求項5】
前記シミュレーション部は、前記協働処理において、前記別ロボットによる前記ワーク上の複数の作業領域での作業を仮想的に実行する、
請求項４に記載の制御支援システム。
請求項４に記載の制御支援システム。
【請求項6】
前記シミュレーション部は、
前記ロボットが前記保持されたワークを別ワーク上の前記指定位置に配置する処理を、前記プレイス処理として仮想的に実行し、
前記別ロボットが前記ワークを前記別ワーク上に固定する処理を、前記協働処理として仮想的に実行する、
請求項５に記載の制御支援システム。
前記ロボットが前記保持されたワークを別ワーク上の前記指定位置に配置する処理を、前記プレイス処理として仮想的に実行し、
前記別ロボットが前記ワークを前記別ワーク上に固定する処理を、前記協働処理として仮想的に実行する、
請求項５に記載の制御支援システム。
【請求項7】
現実の作業空間に存在する前記ワークを前記保持位置で前記エンドエフェクタにより保持する現実のピック処理を実行するように、該現実の作業空間に配置されたロボットを制御するロボット制御部を更に備える請求項１～６のいずれか一項に記載の制御支援システム。
【請求項8】
前記エンドエフェクタにより保持される前記ワークが指定された場合に、該指定されたワークの前記ワークモデルを取得する取得部と、
前記取得されたワークモデルに基づいて前記２以上の候補位置を設定する設定部と、
を更に備える請求項１～６のいずれか一項に記載の制御支援システム。
前記取得されたワークモデルに基づいて前記２以上の候補位置を設定する設定部と、
を更に備える請求項１～６のいずれか一項に記載の制御支援システム。
【請求項9】
前記設定部は、
前記ワークモデルに基づいて、前記ワーク上に複数の前記候補位置を仮に設定し、
前記複数の候補位置のそれぞれと、前記ワークに接触可能な前記エンドエフェクタの接触面の形状とに基づいて、前記複数の候補位置から前記２以上の候補位置を選択し、
該選択された２以上の候補位置を前記シミュレーションのために設定する、
請求項８に記載の制御支援システム。
前記ワークモデルに基づいて、前記ワーク上に複数の前記候補位置を仮に設定し、
前記複数の候補位置のそれぞれと、前記ワークに接触可能な前記エンドエフェクタの接触面の形状とに基づいて、前記複数の候補位置から前記２以上の候補位置を選択し、
該選択された２以上の候補位置を前記シミュレーションのために設定する、
請求項８に記載の制御支援システム。
【請求項10】
前記設定部は、
前記複数の候補位置のそれぞれについて、前記ワークに接触した前記接触面の中心を該候補位置に位置付けた場合における、前記接触面と前記ワークとの接触度を算出し、
前記複数の候補位置のそれぞれの前記接触度に基づいて、前記複数の候補位置から前記２以上の候補位置を選択する、
請求項９に記載の制御支援システム。
前記複数の候補位置のそれぞれについて、前記ワークに接触した前記接触面の中心を該候補位置に位置付けた場合における、前記接触面と前記ワークとの接触度を算出し、
前記複数の候補位置のそれぞれの前記接触度に基づいて、前記複数の候補位置から前記２以上の候補位置を選択する、
請求項９に記載の制御支援システム。
【請求項11】
前記設定部は、前記複数の候補位置のそれぞれについて、
前記接触面上に複数のサンプル点を生成し、
前記複数のサンプル点のそれぞれについて、該サンプル点から前記ワークの表面までの距離を算出し、
前記複数のサンプル点のそれぞれの前記距離に基づいて前記接触度を算出する、
請求項１０に記載の制御支援システム。
前記接触面上に複数のサンプル点を生成し、
前記複数のサンプル点のそれぞれについて、該サンプル点から前記ワークの表面までの距離を算出し、
前記複数のサンプル点のそれぞれの前記距離に基づいて前記接触度を算出する、
請求項１０に記載の制御支援システム。
【請求項12】
前記決定部は、
前記シミュレーションにおいて前記後処理を完了できる前記少なくとも一つの候補位置をユーザの表示装置上に表示し、
前記少なくとも一つの候補位置から前記ユーザによって選択された一つの候補位置を前記保持位置として決定する、
請求項１～６のいずれか一項に記載の制御支援システム。
前記シミュレーションにおいて前記後処理を完了できる前記少なくとも一つの候補位置をユーザの表示装置上に表示し、
前記少なくとも一つの候補位置から前記ユーザによって選択された一つの候補位置を前記保持位置として決定する、
請求項１～６のいずれか一項に記載の制御支援システム。
【請求項13】
少なくとも一つのプロセッサを備える制御支援システムによって実行される制御支援方法であって、
ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置の２以上の候補である２以上の候補位置のそれぞれについて、該エンドエフェクタが該候補位置で該ワークを保持するピック処理と、該候補位置で保持されたワークに対する後処理とを、該ワークの形状を示すワークモデルと、該エンドエフェクタを有する該ロボットを示すロボットモデルとに基づくシミュレーションによって仮想的に実行するステップと、
前記シミュレーションにおいて前記ピック処理および前記後処理を完了できる少なくとも一つの前記候補位置のうちの一つを前記保持位置として決定するステップと、
を含む制御支援方法。
ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置の２以上の候補である２以上の候補位置のそれぞれについて、該エンドエフェクタが該候補位置で該ワークを保持するピック処理と、該候補位置で保持されたワークに対する後処理とを、該ワークの形状を示すワークモデルと、該エンドエフェクタを有する該ロボットを示すロボットモデルとに基づくシミュレーションによって仮想的に実行するステップと、
前記シミュレーションにおいて前記ピック処理および前記後処理を完了できる少なくとも一つの前記候補位置のうちの一つを前記保持位置として決定するステップと、
を含む制御支援方法。
【請求項14】
ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置の２以上の候補である２以上の候補位置のそれぞれについて、該エンドエフェクタが該候補位置で該ワークを保持するピック処理と、該候補位置で保持されたワークに対する後処理とを、該ワークの形状を示すワークモデルと、該エンドエフェクタを有する該ロボットを示すロボットモデルとに基づくシミュレーションによって仮想的に実行するステップと、
前記シミュレーションにおいて前記ピック処理および前記後処理を完了できる少なくとも一つの前記候補位置のうちの一つを前記保持位置として決定するステップと、
をコンピュータに実行させる制御支援プログラム。
前記シミュレーションにおいて前記ピック処理および前記後処理を完了できる少なくとも一つの前記候補位置のうちの一つを前記保持位置として決定するステップと、
をコンピュータに実行させる制御支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の一側面は制御支援システム、制御支援方法、および制御支援プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
引用文献１には、ロボットを使用して物体群から一つの物体をピックアップするためのロボットシステムが記載されている。このシステムは、物体の画像を与えるカメラと、物体のセグメント化画像を生成するディープラーニングニュートラルネットワークと、セグメント化画像を使用して物体をピックアップするための場所を識別するための手段と、セグメント化画像の中の物体の方向を使用して物体を回転するための手段とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－１８１１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ロボットの効率的な動作に寄与するワークの保持位置を決定できる仕組みが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一側面に係る制御支援システムは、ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置の２以上の候補である２以上の候補位置のそれぞれについて、該エンドエフェクタが該候補位置で該ワークを保持するピック処理と、該候補位置で保持されたワークに対する後処理とを、該ワークの形状を示すワークモデルと、該エンドエフェクタを有する該ロボットを示すロボットモデルとに基づくシミュレーションによって仮想的に実行するシミュレーション部と、シミュレーションにおいてピック処理および後処理を完了できる少なくとも一つの候補位置のうちの一つを保持位置として決定する決定部とを備える。
【0006】
本開示の一側面に係る制御支援方法は、少なくとも一つのプロセッサを備える制御支援システムによって実行される制御支援方法であって、ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置の２以上の候補である２以上の候補位置のそれぞれについて、該エンドエフェクタが該候補位置で該ワークを保持するピック処理と、該候補位置で保持されたワークに対する後処理とを、該ワークの形状を示すワークモデルと、該エンドエフェクタを有する該ロボットを示すロボットモデルとに基づくシミュレーションによって仮想的に実行するステップと、シミュレーションにおいてピック処理および後処理を完了できる少なくとも一つの候補位置のうちの一つを保持位置として決定するステップとを含む。
【0007】
本開示の一側面に係る制御支援プログラムは、ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置の２以上の候補である２以上の候補位置のそれぞれについて、該エンドエフェクタが該候補位置で該ワークを保持するピック処理と、該候補位置で保持されたワークに対する後処理とを、該ワークの形状を示すワークモデルと、該エンドエフェクタを有する該ロボットを示すロボットモデルとに基づくシミュレーションによって仮想的に実行するステップと、シミュレーションにおいてピック処理および後処理を完了できる少なくとも一つの候補位置のうちの一つを保持位置として決定するステップとをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【0008】
本開示の一側面によれば、ロボットの効率的な動作に寄与するワークの保持位置を決定できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】制御支援システムの適用の例を示す図である。
【図2】制御支援システムの機能構成の例を示す図である。
【図3】制御支援システムのために用いられるコンピュータのハードウェア構成の例を示す図である。
【図4】制御支援システムにより実行される処理の例を示すフローチャートである。
【図5】候補位置の設定の例を詳細に示すフローチャートである。
【図6】仮に設定された候補位置の例を示す図である。
【図7】接触度の計算方法の例を示す図である。
【図8】保持位置を決定するための一連の処理の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照しながら本開示での様々な例を詳細に説明する。図面の説明において同一または同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0011】
［システムの概要］
本開示に係る制御支援システムは、ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置を決定するためのコンピュータシステムである。制御支援システムは、保持位置の候補である２以上の候補位置を設定する。そして、制御支援システムは２以上の候補位置のそれぞれについて、ロボットによる該候補位置でのワークの保持を伴う処理をシミュレーションによって仮想的に実行する。制御支援システムはそのシミュレーションの結果に基づいて、２以上の候補位置のうちの一つを保持位置として決定する。本開示では、ロボットがエンドエフェクタによってワークを保持することを単に「ロボットがワークを保持する」ともいう。保持は、把持、吸着などの様々な手法によって実現されてよい。
本開示に係る制御支援システムは、ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置を決定するためのコンピュータシステムである。制御支援システムは、保持位置の候補である２以上の候補位置を設定する。そして、制御支援システムは２以上の候補位置のそれぞれについて、ロボットによる該候補位置でのワークの保持を伴う処理をシミュレーションによって仮想的に実行する。制御支援システムはそのシミュレーションの結果に基づいて、２以上の候補位置のうちの一つを保持位置として決定する。本開示では、ロボットがエンドエフェクタによってワークを保持することを単に「ロボットがワークを保持する」ともいう。保持は、把持、吸着などの様々な手法によって実現されてよい。
【0012】
従来は、ワーク上の保持位置は人手により決定される。保持位置を決定するためには、保持されている間のワークの安定性、保持後に行われる処理などの様々な要因を考慮する必要がある。保持後の処理に関しては、ロボットが該処理のために動作できること、ロボットが障害物と干渉しないことなどの制約を満たす必要がある。加えて、保持位置は個々の種類のワークごとに決められる必要がある。或る一つのワークについても、保持後の処理、ワークが処理される実際の周辺環境などの諸要因によって、保持位置が変わり得る。このように様々な要因を考慮する必要があるので、保持位置の決定は困難な作業である。
【0013】
制御支援システムは、ワークの保持だけではなく保持後の処理も考慮して保持位置を決定する。保持後の処理も考慮された保持位置を採用することで、ワークの保持から後続処理を完了するまでの間に保持位置を変更する必要がなくなる。すなわち、制御支援システムは、ロボットの効率的な動作に寄与するワークの保持位置を決定できる。
【0014】
一例では、制御支援システムは決定された保持位置に基づいて、現実の作業空間に配置されたロボットが該保持位置でワークを保持するように、該ロボットを制御する。例えば、制御支援システムはその保持位置に基づいて動作プログラムを生成し、その動作プログラムに基づいて現実のロボットを制御する。このように、制御支援システムは、ワークの保持を伴うロボットの一連の動作を生成してもよい。制御支援システムを用いることで、ピック処理と該ピック処理に続く後処理とを含む一連のロボット動作を容易に生成できる。
【0015】
［システムの構成］
図１は制御支援システムの適用の例を示す図である。この例に示す制御支援システム１は、現実の作業空間９において現実のロボットによって保持される現実のワークの保持位置を決定する。図１の例では、第１ロボット２１および第２ロボット２２が作業空間９に配置され、これらのロボットが協働して第１ワーク８１を第２ワーク８２上に固定する。第２ワーク８２は第１ワーク８１とは別のワークである。以下では、第１ロボット２１が第１ワーク８１を保持することを前提とする。したがって、制御支援システム１は第１ロボットにより保持される第１ワーク８１上の保持位置を決定する。第２ロボット２２は、第１ロボット２１とは異なる別装置の例である。第２ロボット２２のような別装置は、ワークを保持するロボット（例えば第１ロボット２１）と共に該ワークの処理に貢献する。制御支援システム１は、少なくとも第１ロボット２１を制御するロボットコントローラ３と通信ネットワークを介して接続する。通信ネットワークは、有線ネットワークでも無線ネットワークでもよい。通信ネットワークはインターネットおよびイントラネットの少なくとも一方を含んで構成されてもよい。あるいは、通信ネットワークは単純に１本の通信ケーブルによって実現されてもよい。
図１は制御支援システムの適用の例を示す図である。この例に示す制御支援システム１は、現実の作業空間９において現実のロボットによって保持される現実のワークの保持位置を決定する。図１の例では、第１ロボット２１および第２ロボット２２が作業空間９に配置され、これらのロボットが協働して第１ワーク８１を第２ワーク８２上に固定する。第２ワーク８２は第１ワーク８１とは別のワークである。以下では、第１ロボット２１が第１ワーク８１を保持することを前提とする。したがって、制御支援システム１は第１ロボットにより保持される第１ワーク８１上の保持位置を決定する。第２ロボット２２は、第１ロボット２１とは異なる別装置の例である。第２ロボット２２のような別装置は、ワークを保持するロボット（例えば第１ロボット２１）と共に該ワークの処理に貢献する。制御支援システム１は、少なくとも第１ロボット２１を制御するロボットコントローラ３と通信ネットワークを介して接続する。通信ネットワークは、有線ネットワークでも無線ネットワークでもよい。通信ネットワークはインターネットおよびイントラネットの少なくとも一方を含んで構成されてもよい。あるいは、通信ネットワークは単純に１本の通信ケーブルによって実現されてもよい。
【0016】
図１の例では、第２ワーク８２はＨ鋼であり、第１ワーク８１はそのＨ鋼に溶接される略Ｔ字状の鋼材（Ｔ字状鋼材）である。第１ロボット２１は、Ｔ字状鋼材に対するピックアンドプレイス処理によって該Ｔ字状鋼材をＨ鋼に嵌め、溶接が終わるまでそのＴ字状鋼材を保持し続ける。第２ロボット２２は、Ｈ鋼に嵌められたＴ字状鋼材を溶接して該Ｔ字状鋼材をＨ鋼に固定する。第１ロボット２１および第２ロボット２２の少なくとも一方は、Ｈ鋼に沿って延びるように設けられたレール上で移動してもよい。あるいは、第１ロボット２１および第２ロボット２２の少なくとも一方は、自律走行ロボット（ＡＭＲ）でもよいし、無人搬送車（ＡＧＶ）により支持されてもよい。第１ロボット２１および第２ロボット２２は、ワークを保持するポジショナと協調して動作してもよい。
【0017】
第１ロボット２１は、動力を受けて目的に応じた所定の動作を行って、有用な仕事を実行する装置である。一例では、第１ロボット２１は複数の関節と、アームと、アームの先端に取り付けられた第１エンドエフェクタ２１ａとを備える。第１ロボット２１は第１エンドエフェクタ２１ａを用いてワークを保持する。第１エンドエフェクタ２１ａの例として、グリッパ、吸着ハンド、磁力ハンドなどが挙げられる。複数の関節のそれぞれには関節軸が設定される。アーム、旋回部などのような第１ロボット２１のいくつかの構成要素は関節軸を中心に回転し、この結果、第１ロボット２１は所定の範囲内において第１エンドエフェクタ２１ａの位置および姿勢を変更し得る。一例では、第１ロボット２１は多軸のシリアルリンク型の垂直多関節ロボットである。第１ロボット２１は、６軸の垂直多関節ロボットでもよいし、６軸に１軸の冗長軸を追加した７軸の垂直多関節ロボットでもよい。上述したように、第１ロボット２１は自走可能な移動ロボットでもよく、例えば、自律走行ロボット（ＡＭＲ）でもよいし、無人搬送車（ＡＧＶ）により支持されるロボットでもよい。あるいは、第１ロボット２１は所定の場所に固定された据置型ロボットでもよい。
【0018】
一例では、第２ロボット２２は第１ロボット２１と同様の構成を備える。第２ロボット２２の第２エンドエフェクタ２２ａは、第１ワーク８１を第２ワーク８２に固定するための機能を有する。第２エンドエフェクタ２２ａの例として、溶接ガン、ねじ締め装置などが挙げられる。
【0019】
ロボットコントローラ３は、予め生成された動作プログラムに従って少なくとも第１ロボット２１を制御する装置である。一例では、ロボットコントローラ３は、動作プログラムで示される目標値にエンドエフェクタの位置および姿勢を一致させるための関節角度目標値（第１ロボット２１の各関節の角度目標値）を算出し、その角度目標値に従って第１ロボット２１を制御する。
【0020】
図２は制御支援システム１の機能構成の例を示す図である。この例では、制御支援システム１は機能的構成要素としてモデル取得部１１、候補設定部１２、シミュレーション部１３、位置決定部１４、およびロボット制御部１５を備える。モデル取得部１１はシミュレーションのために用いられるモデルデータを取得する機能モジュールである。候補設定部１２は第１ワーク８１の保持位置の候補である２以上の候補位置を設定する機能モジュールである。シミュレーション部１３は、２以上の候補位置のそれぞれについて、該候補位置に基づいて第１ロボット２１および第２ロボット２２により実行される処理をシミュレーションによって仮想的に実行する機能モジュールである。シミュレーションは、作業空間９に配置された第１ロボット２１および第２ロボット２２を実際に作動させるのではなく、これらのロボットの動作をコンピュータ上で模擬的に表現する処理である。位置決定部１４は、シミュレーションの結果に基づいて、２以上の候補位置のうちの一つを保持位置として決定する機能モジュールである。ロボット制御部１５は保持位置に基づいて少なくとも第１ロボット２１を制御する機能モジュールである。
【0021】
制御支援システム１は任意の種類のコンピュータによって実現され得る。そのコンピュータは、パーソナルコンピュータ、業務用サーバなどの汎用コンピュータでもよいし、特定の処理を実行する専用装置に組み込まれてもよい。
【0022】
図３は、制御支援システム１のために用いられるコンピュータ１００のハードウェア構成の一例を示す図である。この例では、コンピュータ１００は本体１１０、モニタ１２０、および入力デバイス１３０を備える。
【0023】
本体１１０は回路１６０を有する装置である。回路１６０は、プロセッサ１６１、メモリ１６２、ストレージ１６３、入出力ポート１６４、および通信ポート１６５を有する。それぞれのハードウェア構成要素の個数は１でも２以上でもよい。ストレージ１６３は、本体１１０の各機能モジュールを構成するためのプログラムを記録する。ストレージ１６３は、ハードディスク、不揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスクなどの、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。メモリ１６２は、ストレージ１６３からロードされたプログラム、プロセッサ１６１の演算結果などを一時的に記憶する。プロセッサ１６１は、メモリ１６２と協働してプログラムを実行することで各機能モジュールを構成する。入出力ポート１６４は、プロセッサ１６１からの指令に応じて、モニタ１２０または入力デバイス１３０との間で電気信号の入出力を行う。通信ポート１６５は、プロセッサ１６１からの指令に従って、ロボットコントローラ３などの他の装置との間で通信ネットワークＮを介してデータ通信を行う。
【0024】
モニタ１２０は、本体１１０から出力された情報を表示するための装置である。例えばモニタ１２０は、液晶パネルのような、グラフィック表示が可能な装置である。
【0025】
入力デバイス１３０は、本体１１０に情報を入力するための装置である。入力デバイス１３０の例として、キーパッド、マウス、操作コントローラなどの操作インタフェースが挙げられる。
【0026】
モニタ１２０および入力デバイス１３０はタッチパネルとして一体化されていてもよい。例えばタブレットコンピュータのように、本体１１０、モニタ１２０、および入力デバイス１３０が一体化されていてもよい。
【0027】
制御支援システム１の各機能モジュールは、プロセッサ１６１またはメモリ１６２の上に制御支援プログラムを読み込ませてプロセッサ１６１にそのプログラムを実行させることで実現される。制御支援プログラムは、制御支援システム１の各機能モジュールを実現するためのコードを含む。プロセッサ１６１は制御支援プログラムに従って入出力ポート１６４および通信ポート１６５を動作させ、メモリ１６２またはストレージ１６３におけるデータの読み出しおよび書き込みを実行する。
【0028】
制御支援プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリなどの非一時的な記録媒体に記録された上で提供されてもよい。あるいは、制御支援プログラムは、搬送波に重畳されたデータ信号として通信ネットワークを介して提供されてもよい。
【0029】
［制御支援方法］
本開示に係る制御支援方法の例として、図４を参照しながら、制御支援システム１により実行される処理の例を説明する。図４はその例を処理フローＳ１として示すフローチャートである。すなわち、制御支援システム１は処理フローＳ１を実行する。
本開示に係る制御支援方法の例として、図４を参照しながら、制御支援システム１により実行される処理の例を説明する。図４はその例を処理フローＳ１として示すフローチャートである。すなわち、制御支援システム１は処理フローＳ１を実行する。
【0030】
ステップＳ１１では、モデル取得部１１がモデルデータを取得する。一例では、モデル取得部１１は、第１ワーク８１を示す第１ワークモデルと、第１エンドエフェクタ２１ａを有する第１ロボット２１を示す第１ロボットモデルとを含むモデルデータを取得する。モデル取得部１１は、第２ワーク８２を示す第２ワークモデルと、第２エンドエフェクタ２２ａを有する第２ロボットを示す第２ロボットモデルとを更に含むモデルデータを取得してもよい。これらのモデルはいずれも電子データにより表現される。第２ロボットモデルは、第１ロボット２１とは異なる別装置を示す装置モデルの一例である。第１ワークモデルおよび第２ワークモデルのようなワークモデルは、ワークの形状を少なくとも示し、寸法などのようなワークの他の属性を更に示してもよい。第１ロボットモデルおよび第２ロボットモデルのようなロボットモデルは、ロボットおよびエンドエフェクタに関する仕様を示す。その仕様は、形状、寸法などのような、ロボットおよびエンドエフェクタの構造に関するパラメータ群と、各関節の可動範囲、エンドエフェクタの性能などのような、ロボットおよびエンドエフェクタの機能に関するパラメータ群とを含み得る。
【0031】
一例では、モデル取得部１１は制御支援システム１のユーザによって指定されたモデルデータを取得する。モデル取得部１１はユーザ指示に対応するモデルデータをストレージ１６３などの所定の記憶装置から読み出してもよいし、入力デバイス１３０を介してユーザにより入力されたモデルデータを受け付けてもよい。いずれにしても、モデル取得部１１は、ユーザによってワークおよびロボットが指定された場合に、その指定に対応するモデルデータを取得する。例えば、第１ロボット２１および第２ロボット２２が複数種類の第１ワーク８１を処理することができる場合には、ユーザは第１ワーク８１の種類を変更しながら、複数種類の第１ワーク８１をこれらのロボットに処理させ得る。この場合には、次に処理させようとする第１ワーク８１をユーザが指定した場合に、モデル取得部１１は指定された第１ワーク８１の第１ワークモデルを取得する。
【0032】
ステップＳ１２では、候補設定部１２が第１ワークモデルに基づいて第１ワーク８１上に２以上の候補位置を設定する。この処理は、第１ワークモデルを用いた演算によって第１ワーク８１の仮想的な形状を生成し、この仮想的な形状上に候補位置を設定することをいう。図５を参照しながらこの処理の一例を詳細に説明する。図５は候補位置の設定の例を示すフローチャートである。
【0033】
ステップＳ１２１では、候補設定部１２が第１ワーク８１上に複数の候補位置を仮に設定する。例えば、候補設定部１２は、３次元形状である第１ワーク８１の各面上に候補位置を設定する。候補設定部１２は複数の候補位置を、ランダムに設定してもよいし、格子状などの規則的なパターンに従って設定してもよい。図６は仮に設定された候補位置の例を示す図である。この例では、候補設定部１２は第１ワーク８１上にランダムに候補位置３００を設定する。
【0034】
ステップＳ１２２では、候補設定部１２が複数の候補位置から一つを選択する。
【0035】
ステップＳ１２３では、候補設定部１２が、選択された候補位置について、第１ワーク８１と第１エンドエフェクタ２１ａの接触面との接触度を算出する。接触面とは、エンドエフェクタがワークを保持する際に該ワークと接触する可能性がある、該エンドエフェクタの面をいう。接触面は平坦な面でもよいし、曲面を含んでもよいし、より複雑な形状を呈してもよい。接触度とは、エンドエフェクタの接触面のうちどれくらい多くの部分がワークに接触するかを示す指数である。エンドエフェクタの接触面のより多くの部分がワークに接触するほど、接触度は高くなる。候補設定部１２は第１ロボットモデルに基づいて仮想の接触面を生成し、仮想の接触面と仮想の第１ワーク８１との接触度を算出する。候補設定部１２は、現実のエンドエフェクタの接触面の形状に忠実であるように仮想の接触面を生成してもよいし、現実の形状を抽象化した態様で仮想の接触面を生成してもよい。
【0036】
図７は接触度の計算方法の例を示す図である。この例では、候補設定部１２は、第１ワーク８１に接触する接触面２００の中心２０１を、選択された候補位置３０１に位置付ける。そして、候補設定部１２はそのように位置付けられた接触面２００と第１ワーク８１との接触度を算出する。候補設定部１２は第１エンドエフェクタ２１ａの接触面２００上に複数のサンプル点２１０を生成する。候補設定部１２は格子状、放射状などの規則的なパターンに従って複数のサンプル点２１０を生成してもよいし、複数のサンプル点２１０をランダムに生成してもよい。
【0037】
続いて、候補設定部１２は接触面２００の法線方向に沿って接触面２００を第１ワーク８１に近づけて接触面２００を第１ワーク８１に仮想的に接触させる。候補設定部１２はその接触状態での複数のサンプル点２１０のそれぞれについて、該サンプル点２１０から第１ワーク８１の表面８１ａまでの距離を算出する。この距離を測定するために、候補設定部１２は複数のサンプル点２１０のそれぞれについて、該サンプル点２１０から接触面２００の法線方向に向かって第１ワーク８１の表面８１ａに至る仮想線であるＲａｙ２２０を用いる。候補設定部１２は第１ワーク８１に接触した接触面２００の複数のサンプル点２１０のそれぞれについて、該サンプル点から第１ワーク８１の表面８１ａまでの距離を算出する。この距離はＲａｙ２２０の長さである。表面８１ａに接触しているサンプル点２１０での距離は０であり、Ｒａｙ２２０が表面８１ａに到達しないサンプル点２１０の長さは無限大である。
【0038】
候補設定部１２は複数のサンプル点のそれぞれの距離に基づいて接触度を算出する。候補設定部１２は複数のサンプル点２１０の距離の統計値（例えば平均）に基づいて接触度を算出してもよい。候補設定部１２は、無限大である距離を所定の値に置き換えた上で接触度を算出してもよい。候補設定部１２はその統計値が小さいほど接触度が大きくなる関数を用いて接触度を算出する。あるいは、候補設定部１２は、Ｒａｙ２２０が表面８１ａと交差したサンプル点２１０の割合である交差割合に基づいて接触度を算出してもよい。候補設定部１２はその交差割合が大きいほど接触度が大きくなる関数を用いて接触度を算出する。Ｒａｙ２２０が表面８１ａと交差するか否かは距離に基づいて特定されるので、交差割合に基づく接触度の算出も、距離に基づく接触度の算出の一例である。あるいは、候補設定部１２は、距離の統計値および交差割合の双方に基づいて接触度を算出してもよい。更に別の例として、候補設定部１２は、距離の統計値および交差割合の少なくとも一方と、選択されている候補位置から第１ワーク８１の重心までの距離とに基づいて接触度を算出してもよい。例えば、候補設定部１２は、重心までの距離が小さいほど接触度が大きくなる関数を更に用いて接触度を算出する。
【0039】
図５に戻る。ステップＳ１２４で示すように、候補設定部１２は仮に設定された複数の候補位置のそれぞれについて接触度を算出する。未処理の候補位置が存在する場合には（ステップＳ１２４においてＮＯ）、処理はステップＳ１２２に戻る。繰り返されるステップＳ１２２では、候補設定部１２は次の候補位置を選択する。繰り返されるステップＳ１２３では、候補設定部１２はその候補位置について第１ワーク８１と第１エンドエフェクタ２１ａの接触面との接触度を算出する。
【0040】
すべての候補位置が処理された場合には（ステップＳ１２４においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１２５に進む。ステップＳ１２５では、候補設定部１２が複数の候補位置のそれぞれの接触度に基づいて、該複数の候補位置から２以上の候補位置を選択する。候補設定部１２は接触度が所定の閾値以上である２以上の候補位置を選択してもよい。あるいは、候補設定部１２は接触度の降順に候補位置をソートした上で、先頭からｎ個の候補位置を選択してもよい（ただし、ｎ＞１）。このような選択処理は、仮に設定された複数の候補位置を、第１エンドエフェクタ２１ａが第１ワーク８１を確実に保持できると見込まれる候補位置、すなわち安定した保持が見込まれる候補位置に絞り込む処理であると言える。候補設定部１２は、選択された２以上の候補位置をシミュレーションのために設定する。
【0041】
図５を参照しながら説明したように、候補設定部１２は、第１ワークモデルに基づいて第１ワーク８１上に複数の候補位置を仮に設定する。そして、候補設定部１２は、複数の候補位置のそれぞれと、第１エンドエフェクタ２１ａの接触面の形状とに基づいて、複数の候補位置から２以上の候補位置を選択する。候補設定部１２は選択された２以上の候補位置をシミュレーションのために設定する。
【0042】
図４に戻って、ステップＳ１３では、シミュレーション部１３が絞り込まれた２以上の候補位置から一つを選択する。
【0043】
ステップＳ１４では、シミュレーション部１３が、選択された候補位置に基づいてシミュレーションを実行する。シミュレーション部１３は、第１ワークモデルおよび第１ロボットモデルに少なくとも基づいてシミュレーションを実行する。シミュレーション部１３は第２ワークモデルおよび第２ロボットモデルのうちの少なくとも一方に更に基づいてシミュレーションを実行してもよい。シミュレーション部１３はモデルデータを用いて、現実の作業空間９に対応する仮想空間を生成し、その仮想空間でのシミュレーションを実行する。
【0044】
シミュレーション部１３は、第１ロボット２１が第１エンドエフェクタ２１ａを用いて、選択された候補位置で第１ワーク８１を保持するピック処理と、該候補位置で保持された第１ワーク８１に対する後処理とを、シミュレーションによって仮想的に実行する。
【0045】
シミュレーション部１３は、第１ロボット２１が第１エンドエフェクタ２１ａによって保持された第１ワーク８１を指定位置に配置するプレイス処理を、後処理の少なくとも一部として実行してもよい。この場合には、シミュレーション部１３はピック処理およびプレイス処理を仮想的に実行する。ピック処理およびプレイス処理の組合せは、ピックアンドプレイス処理ともいわれる。シミュレーション部１３は、第１エンドエフェクタ２１ａにより保持された第１ワーク８１を第１ロボット２１が第２ワーク８２上の指定位置に配置する処理を、プレイス処理として実行してもよい。あるいは、シミュレーション部１３はその第１ワーク８１を、作業台、ラックなどのような、第２ワーク８２とは別の物体上の指定位置に配置する処理を、プレイス処理として実行してもよい。
【0046】
シミュレーション部１３は、プレイス処理と、指定位置において第１ロボット２１により保持された状態にある第１ワーク８１に対する追加処理とを、後処理の少なくとも一部として実行してもよい。この場合には、シミュレーション部１３はピック処理、プレイス処理、および追加処理を仮想的に実行する。追加処理は、第２ロボット２２を用いることなく第１ロボット２１によって行われる処理でもよいし、第１ロボット２１および第２ロボット２２が協働して実行する処理であってもよい。例えば、シミュレーション部１３は、指定位置において第１ロボット２１により保持された状態にある第１ワーク８１に対して第２ロボット２２が作業する協働処理を追加処理として実行してもよい。シミュレーション部１３は、第２ロボット２２が第１ワーク８１を第２ワーク８２上に溶接、ねじ締めなどの手法により固定する処理を協働処理（追加処理）として実行してもよい。シミュレーション部１３は、第１ロボット２１が空中に設定された指定位置に第１ワーク８１を位置させる処理をプレイス処理として実行し、その指定位置で第２ロボット２２が第１ロボット２１から第１ワーク８１を受け取る処理を協働処理（追加処理）として実行してもよい。シミュレーション部１３は協働処理（追加処理）において、第２ロボット２２による第１ワーク８１上の複数の作業領域での作業を仮想的に実行してもよい。作業領域とはロボットによって処理されるワーク上の一部分をいう。それぞれの作業領域は、点、線、または面によって定義される領域であり得る。
【0047】
上記のようにシミュレーション部１３は様々な種類の後処理を実行し得る。後処理はプレイス処理を含み得る。あるいは、後処理はプレイス処理および追加処理を含み得る。追加処理は協働処理であり得るので、後処理はプレイス処理および協働処理を含み得る。
【0048】
いずれにしても、シミュレーション部１３は選択された候補位置に対応するピック処理および後処理を仮想的に実行する。このシミュレーションにおいて、ピック処理および後処理を完了できるかもしないし、完了できないかもしれない。本開示において「ピック処理および後処理を完了できる」とは、ピック処理および後処理の双方において、ロボットが正常な姿勢を取り続けることができ（すなわち、正常に動作し）、干渉が検出されず、その結果、ピック処理から後処理の完了までの一連の作業が成功することをいう。干渉とは、或る物体が別の物体に接触または衝突する現象をいう。ロボットまたは別装置が或る一つのワークを処理しようとする場合において、そのロボットまたは別装置とそのワークとの接触は干渉ではないことに留意されたい。別装置が動作する場合には、ピック処理および後処理の双方において該別装置が正常な姿勢を取り続けることができることも、ピック処理および後処理を完了できる条件である。
【0049】
シミュレーション部１３は、シミュレーションの結果をメモリ１６２、ストレージ１６３などの所定の記憶装置に格納する。例えば、シミュレーション部１３は選択された候補位置と、ピック処理および後処理を完了できたか否かを示すフラグ情報とのペアを含む結果データを格納してもよい。
【0050】
ステップＳ１５で示すように、シミュレーション部１３は絞り込まれた２以上の候補位置のそれぞれについてシミュレーションを実行する。未処理の候補位置が存在する場合には（ステップＳ１５においてＮＯ）、処理はステップＳ１３に戻る。繰り返されるステップＳ１３では、シミュレーション部１３は次の候補位置を選択する。繰り返されるステップＳ１４では、シミュレーション部１３はその候補位置についてピック処理および後処理をシミュレーションによって仮想的に実行する。
【0051】
２以上の候補位置のすべてが処理された場合には（ステップＳ１５においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、位置決定部１４が、シミュレーションにおいてピック処理および後処理を完了できる少なくとも一つの候補位置のうちの一つを保持位置として決定する。すなわち、位置決定部１４はシミュレーションにおいて成功した少なくとも一つの候補位置のうちの一つを保持位置として決定する。
【0052】
位置決定部１４はシミュレーションの結果データを参照して、ピック処理および後処理を完了できる少なくとも一つの候補位置を特定する。例えば、位置決定部１４は、ピック処理および後処理の双方において第１ロボット２１が正常に動作し且つ干渉が検出されない少なくとも一つの候補位置を特定し得る。あるいは、位置決定部１４は、ピック処理および後処理の双方において、第１ロボット２１および第２ロボット２２の双方が正常に動作し、且つ、これら二つのロボットの双方について干渉が検出されない少なくとも一つの候補位置を特定し得る。
【0053】
位置決定部１４は制御支援システム１のユーザによって選択された候補位置を保持位置として決定してもよい。一例では、位置決定部１４は特定された少なくとも一つの候補位置をユーザの表示装置（例えばモニタ１２０）上に表示する。そして、位置決定部１４は、該少なくとも一つの候補位置からユーザによって選択された一つの候補位置を保持位置として決定する。
【0054】
あるいは、位置決定部１４は特定された少なくとも一つの候補位置のうちの一つを保持位置として自動的に決定してもよい。例えば、位置決定部１４は該少なくとも一つの候補位置のうち接触度が最も高い候補位置を保持位置として決定する。
【0055】
図８は、保持位置を決定するための一連の処理の例を仮想の第１ワーク８１を参照しながら示す図である。状態ＳＴ１で示すように、候補設定部１２は第１ワーク８１上に複数の候補位置３００を設定する（ステップＳ１２１）。候補設定部１２は複数の候補位置３００のそれぞれについて接触度を算出する（ステップＳ１２２～Ｓ１２４）。状態ＳＴ２で示すように、接触度の大きさは、各候補位置に描画された棒の色の濃さで可視化され得る。この例では、接触度が大きくなるほど色が濃くなる。状態ＳＴ３で示すように、候補設定部１２はその接触度に基づいて複数の候補位置３００から２以上の候補位置３００を選択する（ステップＳ１２５）。この例では、候補設定部１２は接触度が所定の閾値より大きい候補位置３００を選択している。状態ＳＴ４で示すように、シミュレーション部１３は選択された各候補位置に基づいてシミュレーションを実行し、位置決定部１４はそのシミュレーションの結果に基づいて、ピック処理および後処理を完了できる少なくとも一つの候補位置３００を特定する（ステップＳ１３～Ｓ１６）。状態ＳＴ５で示すように、位置決定部１４は、ユーザの選択に基づいて、または自動的に、特定された少なくとも一つの候補位置３００のうちの一つを保持位置３２０として決定する（ステップＳ１６）。
【0056】
図４に戻って、ステップＳ１７では、ロボット制御部１５が保持位置に基づいて現実のロボットを制御する。
【0057】
ロボット制御部１５は、現実のロボットを制御するための動作プログラムを保持位置に基づいて生成する。ロボット制御部１５は、保持位置で第１ワーク８１を保持するピック処理と、その保持位置で保持された第１ワーク８１に対する後処理とを第１ロボット２１に行わせるための第１動作プログラムを生成する。一例では、ロボット制御部１５は保持位置に対応するシミュレーション結果に基づいて第１動作プログラムを生成してもよい。
【0058】
動作プログラムはロボットを制御するためのデータを含み、例えば、ロボットの軌道を示すパスを含む。ロボットの軌道とは、ロボットまたはその構成要素の動きの経路をいう。例えば、ロボットの軌道は先端部またはエンドエフェクタの軌道であり得る。第１動作プログラムは、現実の第１ロボット２１に、決定された保持位置で第１ワーク８１を保持させるためのコードを少なくとも含む。第１動作プログラムは、後処理の少なくとも一部を現実の第１ロボット２１に実行させるためのコードを更に含んでもよい。
【0059】
ロボット制御部１５は、現実の第２ロボット２２を制御するための第２動作プログラムを生成してもよい。第２動作プログラムは、後処理の少なくとも一部を現実の第２ロボット２２に実行させるためのコードを更に含んでもよい。
【0060】
ロボット制御部１５は動作プログラムに基づいて現実のロボットを制御する。ロボット制御部１５は、作業空間９に存在する第１ワーク８１を保持位置で第１エンドエフェクタ２１ａにより保持する現実のピック処理を実行するように、該作業空間９に配置された第１ロボット２１を制御する。ロボット制御部１５は第１動作プログラムをロボットコントローラ３に出力して、ロボットコントローラ３に第１ロボット２１を制御させる。ロボットコントローラ３は第１動作プログラムに基づいて第１ロボット２１を動作させる。ロボット制御部１５は第２動作プログラムをロボットコントローラ３に出力して、ロボットコントローラ３に第２ロボット２２を制御させてもよい。ロボットコントローラ３は第２動作プログラムに基づいて第２ロボット２２を動作させ得る。
【0061】
［変形例］
以上、本開示に係る技術をその様々な例に基づいて詳細に説明した。しかし、本開示は上記の例に限定されるものではない。本開示に係る技術については、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
以上、本開示に係る技術をその様々な例に基づいて詳細に説明した。しかし、本開示は上記の例に限定されるものではない。本開示に係る技術については、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【0062】
制御支援システムは、複数の候補位置が予め設定されたワークを示すワークモデルを取得してもよい。あるいは、制御支援システムは、ロボット制御システムのような別のコンピュータシステムに保持位置を出力し、該別のコンピュータシステムがその保持位置に基づいて現実のロボットを制御してもよい。すなわち、制御支援システムは候補設定部１２およびロボット制御部１５の少なくとも一方に相当する機能モジュールを備えなくてもよい。
【0063】
上記の例では別装置が第２ロボット２２であるが、別装置は、コンベヤ、自動ラックなどのような、ロボット以外の装置でもよい。
【0064】
制御支援システムは、第２ロボット２２のような別装置が存在しない環境でのピック処理および後処理をシミュレーションによって仮想的に実行して、保持位置を決定してもよい。例えば、第１ロボット２１のようなロボットが単独で行う後処理をシミュレーションしてもよい。
【0065】
システムのハードウェア構成は、プログラムの実行により各機能モジュールを実現する態様に限定されない。例えば、上述した機能モジュール群の少なくとも一部が、その機能に特化した論理回路により構成されてもよいし、該論理回路を集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されてもよい。
【0066】
少なくとも一つのプロセッサにより実行される方法の処理手順は上記の例に限定されない。例えば、上述したステップまたは処理の一部が省略されてもよいし、別の順序で各ステップが実行されてもよい。また、上述したステップのうちの任意の２以上のステップが組み合わされてもよいし、ステップの一部が修正または削除されてもよい。あるいは、上記の各ステップに加えて他のステップが実行されてもよい。
【0067】
コンピュータシステムまたはコンピュータ内で二つの数値の大小関係を比較する際には、「以上」および「よりも大きい」という二つの基準のどちらを用いてもよく、「以下」および「未満」という二つの基準のうちのどちらを用いてもよい。
【0068】
［付記］
上記の様々な例から把握されるとおり、本開示は以下に示す態様を含む。
（付記１）
ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置の２以上の候補である２以上の候補位置のそれぞれについて、該エンドエフェクタが該候補位置で該ワークを保持するピック処理と、該候補位置で保持されたワークに対する後処理とを、該ワークの形状を示すワークモデルと、該エンドエフェクタを有する該ロボットを示すロボットモデルとに基づくシミュレーションによって仮想的に実行するシミュレーション部と、
前記シミュレーションにおいて前記ピック処理および前記後処理を完了できる少なくとも一つの前記候補位置のうちの一つを前記保持位置として決定する決定部と、
を備える制御支援システム。
（付記２）
前記後処理が、前記ロボットが前記保持されたワークを指定位置に配置するプレイス処理と、該指定位置において該ロボットにより保持された状態にある該ワークに対する追加処理とを含み、
前記シミュレーション部は、前記ピック処理、前記プレイス処理、および前記追加処理を仮想的に実行する、
付記１に記載の制御支援システム。
（付記３）
前記シミュレーション部は、前記ロボットとは異なる別装置を示す装置モデルに更に基づく前記シミュレーションにより、前記候補位置で保持された前記ワークに対して前記ロボットおよび該別装置が協働して実行する処理を前記後処理として仮想的に実行し、
前記決定部は、前記ロボットおよび前記別装置の双方について干渉を検出することなく前記ピック処理および前記後処理を完了できる前記少なくとも一つの候補位置を特定する、
付記１または２に記載の制御支援システム。
（付記４）
前記別装置が別ロボットであり、
前記シミュレーション部は、前記ロボットが前記保持されたワークを指定位置に配置するプレイス処理と、該指定位置において該ロボットにより保持された状態にある該ワークに対して前記別ロボットが作業する協働処理とを含む前記後処理を仮想的に実行する、
付記３に記載の制御支援システム。
（付記５）
前記シミュレーション部は、前記協働処理において、前記別ロボットによる前記ワーク上の複数の作業領域での作業を仮想的に実行する、
付記４に記載の制御支援システム。
（付記６）
前記シミュレーション部は、
前記ロボットが前記保持されたワークを別ワーク上の前記指定位置に配置する処理を、前記プレイス処理として仮想的に実行し、
前記別ロボットが前記ワークを前記別ワーク上に固定する処理を、前記協働処理として仮想的に実行する、
付記４または５に記載の制御支援システム。
（付記７）
現実の作業空間に存在する前記ワークを前記保持位置で前記エンドエフェクタにより保持する現実のピック処理を実行するように、該現実の作業空間に配置されたロボットを制御するロボット制御部を更に備える付記１～６のいずれか一つに記載の制御支援システム。
（付記８）
前記エンドエフェクタにより保持される前記ワークが指定された場合に、該指定されたワークの前記ワークモデルを取得する取得部と、
前記取得されたワークモデルに基づいて前記２以上の候補位置を設定する設定部と、
を更に備える付記１～７のいずれか一つに記載の制御支援システム。
（付記９）
前記設定部は、
前記ワークモデルに基づいて、前記ワーク上に複数の前記候補位置を仮に設定し、
前記複数の候補位置のそれぞれと、前記ワークに接触可能な前記エンドエフェクタの接触面の形状とに基づいて、前記複数の候補位置から前記２以上の候補位置を選択し、
該選択された２以上の候補位置を前記シミュレーションのために設定する、
付記８に記載の制御支援システム。
（付記１０）
前記設定部は、
前記複数の候補位置のそれぞれについて、前記ワークに接触した前記接触面の中心を該候補位置に位置付けた場合における、前記接触面と前記ワークとの接触度を算出し、
前記複数の候補位置のそれぞれの前記接触度に基づいて、前記複数の候補位置から前記２以上の候補位置を選択する、
付記９に記載の制御支援システム。
（付記１１）
前記設定部は、前記複数の候補位置のそれぞれについて、
前記接触面上に複数のサンプル点を生成し、
前記複数のサンプル点のそれぞれについて、該サンプル点から前記ワークの表面までの距離を算出し、
前記複数のサンプル点のそれぞれの前記距離に基づいて前記接触度を算出する、
付記１０に記載の制御支援システム。
（付記１２）
前記決定部は、
前記シミュレーションにおいて前記後処理を完了できる前記少なくとも一つの候補位置をユーザの表示装置上に表示し、
前記少なくとも一つの候補位置から前記ユーザによって選択された一つの候補位置を前記保持位置として決定する、
付記１～１１のいずれか一つに記載の制御支援システム。
（付記１３）
少なくとも一つのプロセッサを備える制御支援システムによって実行される制御支援方法であって、
ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置の２以上の候補である２以上の候補位置のそれぞれについて、該エンドエフェクタが該候補位置で該ワークを保持するピック処理と、該候補位置で保持されたワークに対する後処理とを、該ワークの形状を示すワークモデルと、該エンドエフェクタを有する該ロボットを示すロボットモデルとに基づくシミュレーションによって仮想的に実行するステップと、
前記シミュレーションにおいて前記ピック処理および前記後処理を完了できる少なくとも一つの前記候補位置のうちの一つを前記保持位置として決定するステップと、
を含む制御支援方法。
（付記１４）
ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置の２以上の候補である２以上の候補位置のそれぞれについて、該エンドエフェクタが該候補位置で該ワークを保持するピック処理と、該候補位置で保持されたワークに対する後処理とを、該ワークの形状を示すワークモデルと、該エンドエフェクタを有する該ロボットを示すロボットモデルとに基づくシミュレーションによって仮想的に実行するステップと、
前記シミュレーションにおいて前記ピック処理および前記後処理を完了できる少なくとも一つの前記候補位置のうちの一つを前記保持位置として決定するステップと、
をコンピュータに実行させる制御支援プログラム。
上記の様々な例から把握されるとおり、本開示は以下に示す態様を含む。
（付記１）
ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置の２以上の候補である２以上の候補位置のそれぞれについて、該エンドエフェクタが該候補位置で該ワークを保持するピック処理と、該候補位置で保持されたワークに対する後処理とを、該ワークの形状を示すワークモデルと、該エンドエフェクタを有する該ロボットを示すロボットモデルとに基づくシミュレーションによって仮想的に実行するシミュレーション部と、
前記シミュレーションにおいて前記ピック処理および前記後処理を完了できる少なくとも一つの前記候補位置のうちの一つを前記保持位置として決定する決定部と、
を備える制御支援システム。
（付記２）
前記後処理が、前記ロボットが前記保持されたワークを指定位置に配置するプレイス処理と、該指定位置において該ロボットにより保持された状態にある該ワークに対する追加処理とを含み、
前記シミュレーション部は、前記ピック処理、前記プレイス処理、および前記追加処理を仮想的に実行する、
付記１に記載の制御支援システム。
（付記３）
前記シミュレーション部は、前記ロボットとは異なる別装置を示す装置モデルに更に基づく前記シミュレーションにより、前記候補位置で保持された前記ワークに対して前記ロボットおよび該別装置が協働して実行する処理を前記後処理として仮想的に実行し、
前記決定部は、前記ロボットおよび前記別装置の双方について干渉を検出することなく前記ピック処理および前記後処理を完了できる前記少なくとも一つの候補位置を特定する、
付記１または２に記載の制御支援システム。
（付記４）
前記別装置が別ロボットであり、
前記シミュレーション部は、前記ロボットが前記保持されたワークを指定位置に配置するプレイス処理と、該指定位置において該ロボットにより保持された状態にある該ワークに対して前記別ロボットが作業する協働処理とを含む前記後処理を仮想的に実行する、
付記３に記載の制御支援システム。
（付記５）
前記シミュレーション部は、前記協働処理において、前記別ロボットによる前記ワーク上の複数の作業領域での作業を仮想的に実行する、
付記４に記載の制御支援システム。
（付記６）
前記シミュレーション部は、
前記ロボットが前記保持されたワークを別ワーク上の前記指定位置に配置する処理を、前記プレイス処理として仮想的に実行し、
前記別ロボットが前記ワークを前記別ワーク上に固定する処理を、前記協働処理として仮想的に実行する、
付記４または５に記載の制御支援システム。
（付記７）
現実の作業空間に存在する前記ワークを前記保持位置で前記エンドエフェクタにより保持する現実のピック処理を実行するように、該現実の作業空間に配置されたロボットを制御するロボット制御部を更に備える付記１～６のいずれか一つに記載の制御支援システム。
（付記８）
前記エンドエフェクタにより保持される前記ワークが指定された場合に、該指定されたワークの前記ワークモデルを取得する取得部と、
前記取得されたワークモデルに基づいて前記２以上の候補位置を設定する設定部と、
を更に備える付記１～７のいずれか一つに記載の制御支援システム。
（付記９）
前記設定部は、
前記ワークモデルに基づいて、前記ワーク上に複数の前記候補位置を仮に設定し、
前記複数の候補位置のそれぞれと、前記ワークに接触可能な前記エンドエフェクタの接触面の形状とに基づいて、前記複数の候補位置から前記２以上の候補位置を選択し、
該選択された２以上の候補位置を前記シミュレーションのために設定する、
付記８に記載の制御支援システム。
（付記１０）
前記設定部は、
前記複数の候補位置のそれぞれについて、前記ワークに接触した前記接触面の中心を該候補位置に位置付けた場合における、前記接触面と前記ワークとの接触度を算出し、
前記複数の候補位置のそれぞれの前記接触度に基づいて、前記複数の候補位置から前記２以上の候補位置を選択する、
付記９に記載の制御支援システム。
（付記１１）
前記設定部は、前記複数の候補位置のそれぞれについて、
前記接触面上に複数のサンプル点を生成し、
前記複数のサンプル点のそれぞれについて、該サンプル点から前記ワークの表面までの距離を算出し、
前記複数のサンプル点のそれぞれの前記距離に基づいて前記接触度を算出する、
付記１０に記載の制御支援システム。
（付記１２）
前記決定部は、
前記シミュレーションにおいて前記後処理を完了できる前記少なくとも一つの候補位置をユーザの表示装置上に表示し、
前記少なくとも一つの候補位置から前記ユーザによって選択された一つの候補位置を前記保持位置として決定する、
付記１～１１のいずれか一つに記載の制御支援システム。
（付記１３）
少なくとも一つのプロセッサを備える制御支援システムによって実行される制御支援方法であって、
ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置の２以上の候補である２以上の候補位置のそれぞれについて、該エンドエフェクタが該候補位置で該ワークを保持するピック処理と、該候補位置で保持されたワークに対する後処理とを、該ワークの形状を示すワークモデルと、該エンドエフェクタを有する該ロボットを示すロボットモデルとに基づくシミュレーションによって仮想的に実行するステップと、
前記シミュレーションにおいて前記ピック処理および前記後処理を完了できる少なくとも一つの前記候補位置のうちの一つを前記保持位置として決定するステップと、
を含む制御支援方法。
（付記１４）
ロボットのエンドエフェクタにより保持されるワーク上の保持位置の２以上の候補である２以上の候補位置のそれぞれについて、該エンドエフェクタが該候補位置で該ワークを保持するピック処理と、該候補位置で保持されたワークに対する後処理とを、該ワークの形状を示すワークモデルと、該エンドエフェクタを有する該ロボットを示すロボットモデルとに基づくシミュレーションによって仮想的に実行するステップと、
前記シミュレーションにおいて前記ピック処理および前記後処理を完了できる少なくとも一つの前記候補位置のうちの一つを前記保持位置として決定するステップと、
をコンピュータに実行させる制御支援プログラム。
【0069】
付記１，１３，１４によれば、２以上の候補位置のそれぞれについて、ピック処理だけでなくその後の処理も仮想的に実行された上で、これら双方の処理を完了できる候補位置が保持位置として決定される。ピック処理でのみ有効な保持位置ではなく、その後の処理でも有効な保持位置が決定されるので、この二つの処理の間に保持位置を変更する必要がなくなる。すなわち、この仕組みによって、ロボットの効率的な動作に寄与するワークの保持位置を決定できる。
【0070】
付記２によれば、２以上の候補位置のそれぞれについて、ピックアンドプレイス処理だけでなくその後の処理も仮想的に実行された上で、これら双方の処理を完了できる候補位置が保持位置として決定される。ワークを指定位置に配置する処理でのみ有効な保持位置ではなく、その後の処理でも有効な保持位置が決定されるので、この一連の処理の間に保持位置を変更する必要がなくなる。すなわち、この仕組みによって、ロボットの効率的な動作に寄与するワークの保持位置を決定できる。
【0071】
付記３によれば、ピック処理を実行するロボットと協働する別装置の動作も含めてシミュレーションが実行されて、ピック処理および後処理を完了できる保持位置が最終的に決定される。この仕組みにより、複数の装置による処理においてワークを保持すべき位置を決定できる。
【0072】
複数のロボットによる処理は複雑になり得るので、この処理における保持位置を人手で決めることは容易ではない。付記４によれば、ピックアンドプレイス処理を実行するロボットと協働する別ロボットの動作も含めてシミュレーションが実行されて、ピックアンドプレイス処理および協働処理を完了できる保持位置が最終的に決定される。この仕組みを用いることで、複数のロボットによる一連の複雑な作業を実現でき、また、その複雑な作業においてロボットの効率的な動作に寄与するワークの保持位置を決定できる。
【0073】
複数のロボットがワーク上の複数の作業領域を処理する場面では、単一のロボットまたは単一の作業領域に関する処理よりも多くの要因を考慮する必要がある。付記５によれば、複数のロボットが協働してワーク上の複数の作業領域を処理するための保持位置が最終的に決定される。したがって、そのような複雑な場面でも、ロボットの効率的な動作に寄与するワークの保持位置を決定できる。
【0074】
付記６によれば、複数のロボットが協働してワークを別ワークに固定する複雑な場面についても、ロボットの効率的な動作に寄与するワークの保持位置を決定できる。
【0075】
付記７によれば、エンドエフェクタによりワークを保持すべき位置を容易に決定できるので、その分だけ、現実のロボットをより効率良く制御させるための労力を軽減できる。
【0076】
付記８によれば、ワークが指定されたことに応じて該ワークのワークモデルが取得され、そのワークモデルに基づいて２以上の候補位置が設定される。この仕組みにより、ロボットが様々なワークを処理する場面でも、該ロボットが効率的に動作できる保持位置を各ワークについて決定できる。
【0077】
付記９によれば、まず複数の候補位置が仮に設定された上で、その候補位置の個数がエンドエフェクタの接触面の形状に基づいて絞り込まれ、残った候補位置によってシミュレーションが実行される。シミュレーションされる候補位置の個数を絞ることで、シミュレーションの総実行時間を短縮でき、したがって、保持位置をより高速に決定できる。
【0078】
付記１０によれば、エンドエフェクタの接触面とワークとの接触度が考慮されるので、エンドエフェクタによりワークを確実に保持できると期待される候補位置、すなわち、少なくともピック処理を確実に実行できると期待される候補位置を選択できる。したがって、２以上の候補位置についてのシミュレーションを効率良く実行して、保持位置をより高速に決定できる。
【0079】
付記１１によれば、ワークに接触した接触面上の各サンプル点から該ワークの表面までの距離を考慮することで、接触面とワークとの接触度をより正確に算出できる。
【0080】
付記１２によれば、保持位置の最終的な決定をユーザに委ねる仕組みを用意することで、該ユーザの知識および経験も反映したかたちで保持位置を決定できる。ワークを保持して後処理を確実に実行できる候補位置だけがユーザに提示されるので、保持位置を決定するユーザの労力を軽減できる。
【符号の説明】
【0081】
１…制御支援システム、３…ロボットコントローラ、９…作業空間、１１…モデル取得部、１２…候補設定部、１３…シミュレーション部、１４…位置決定部、１５…ロボット制御部、２１…第１ロボット、２１ａ…第１エンドエフェクタ、２２…第２ロボット（別装置）、２２ａ…第２エンドエフェクタ、８１…第１ワーク、８２…第２ワーク（別ワーク）、２００…接触面、２１０…サンプル点、３００…候補位置、３２０…保持位置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】