特開 2025-99475 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

(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】P2025099475

(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】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023216158

(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）】

3C707AS11

3C707BS12

3C707BS13

3C707CS08

3C707DS01

3C707JS03

3C707LS15

3C707LS20

3C707LV01

3C707LV14

3C707LW08

3C707WA11

(57)【要約】

【課題】ワークを効率良く処理するためのロボット動作のプランニングを容易にすること。
【解決手段】制御支援システムは、複数の作業領域が設定されたワークとロボットとの間の相対位置関係の候補である複数の候補位置関係のそれぞれについて、該候補位置関係に配置されたロボットのエンドエフェクタによる少なくとも一つの作業領域での所定の処理を、ワークの複数の作業領域を示すワークモデルと、エンドエフェクタを有する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、複数の候補位置関係のそれぞれについて、シミュレーションにおいて該候補位置関係の下で処理された１以上の作業領域の集合を作業領域セットとして特定する特定部と、複数の候補位置関係のそれぞれの作業領域セットに基づいて、複数の候補位置関係から相対位置関係を決定する決定部とを備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークと、該ワークを処理するロボットとの間の相対位置関係を変更することが可能なロボットの制御を支援する制御支援システムであって、
複数の作業領域が設定された前記ワークと前記ロボットとの間の前記相対位置関係の候補である複数の候補位置関係のそれぞれについて、該候補位置関係に配置された前記ロボットのエンドエフェクタによる少なくとも一つの前記作業領域での所定の処理を、前記ワークの前記複数の作業領域を示すワークモデルと、前記エンドエフェクタを有する前記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、
前記複数の候補位置関係のそれぞれについて、前記シミュレーションにおいて該候補位置関係の下で処理された１以上の前記作業領域の集合を作業領域セットとして特定する特定部と、
前記複数の候補位置関係のそれぞれの前記作業領域セットに基づいて、前記複数の候補位置関係から前記相対位置関係を決定する決定部と、
を備える制御支援システム。

【請求項2】

前記シミュレーション部は、前記シミュレーションに基づいて特定される前記作業領域セットを構成する前記作業領域の個数を最適化する最適化手法によって、前記候補位置関係を設定する、
請求項１に記載の制御支援システム。

【請求項3】

前記決定部は、前記複数の候補位置関係のそれぞれにおける、前記作業領域セットを構成する前記作業領域の個数に基づいて、前記相対位置関係を決定する、
請求項１または２に記載の制御支援システム。

【請求項4】

前記特定部は、前記複数の作業領域のそれぞれについて、前記シミュレーションにおいて前記エンドエフェクタによって該作業領域が処理された回数を、被処理回数として特定し、
前記決定部は、前記複数の作業領域のそれぞれの前記被処理回数に基づいて、前記相対位置関係を決定する、
請求項１または２に記載の制御支援システム。

【請求項5】

前記決定部は、
前記被処理回数が所定の基準を満たす１以上の前記作業領域によって構成される前記作業領域セットを選択し、
前記選択された作業領域セットに対応する前記候補位置関係を前記相対位置関係として決定する、
請求項４に記載の制御支援システム。

【請求項6】

１以上の前記相対位置関係では前記ロボットによって処理されない１以上の前記作業領域である１以上の残り作業領域が存在する場合に、前記シミュレーション部、前記特定部、および前記決定部に、該１以上の残り作業領域のための繰り返し処理を実行させる繰り返し制御部を更に備え、
前記シミュレーション部は前記繰り返し処理において、前記ワークに対する前記ロボットの新たな相対位置関係の候補である複数の新たな候補位置関係のそれぞれについて、前記１以上の残り作業領域のうちの少なくとも一つでの前記所定の処理を、前記シミュレーションによって仮想的に実行し、
前記特定部は前記繰り返し処理において、前記複数の新たな候補位置関係のそれぞれについて前記作業領域セットを特定し、
前記決定部は前記繰り返し処理において、前記複数の新たな候補位置関係のそれぞれの前記作業領域セットに基づいて、前記複数の新たな候補位置関係から前記新たな相対位置関係を決定する、
請求項１または２に記載の制御支援システム。

【請求項7】

前記決定された相対位置関係に対応する前記作業領域セットを、前記相対位置関係における前記ロボットによって処理される１以上の前記作業領域のグループである作業領域グループとして設定するグルーピング部と、
前記作業領域グループと前記相対位置関係との対応関係を所定の記憶部に記録する記録部と、
を更に備える請求項１または２に記載の制御支援システム。

【請求項8】

前記複数の作業領域のすべてがいずれかの前記作業領域グループに属するまで、前記シミュレーション部、前記特定部、前記決定部、および前記グルーピング部のそれぞれに、対応する処理を実行させる繰り返し制御部を更に備える、
請求項７に記載の制御支援システム。

【請求項9】

前記決定された相対位置関係を初期値として用いる最適化処理によって、該決定された相対位置関係を調整する調整部を更に備える請求項１または２に記載の制御支援システム。

【請求項10】

前記決定された相対位置関係に対応する現実の作業空間での停止位置まで移動して、該停止位置において１以上の前記作業領域で前記ワークを処理するように、該現実の作業空間に配置された前記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または２に記載の制御支援システム。

【請求項11】

ワークと、該ワークを処理するロボットとの間の相対位置関係を変更することが可能なロボットの制御を支援する制御支援システムであって、
複数の作業領域が設定された前記ワークと前記ロボットとの間の前記相対位置関係の候補である複数の候補位置関係のそれぞれについて、該候補位置関係に配置された前記ロボットのエンドエフェクタによる少なくとも一つの前記作業領域での所定の処理を、前記ワークの前記複数の作業領域を示すワークモデルと、前記エンドエフェクタを有する前記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、
前記複数の候補位置関係のそれぞれについて、前記シミュレーションにおいて該候補位置関係の下で処理された１以上の前記作業領域の集合を作業領域セットとして特定する特定部と、
複数の前記作業領域セットのうちの一つを、前記相対位置関係における前記ロボットによって処理される１以上の前記作業領域のグループである作業領域グループとして設定するグルーピング部と、
を備える制御支援システム。

【請求項12】

ワークと、該ワークを処理するロボットとの間の相対位置関係を変更することが可能なロボットの制御を支援し、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り実行される制御支援方法であって、
複数の作業領域が設定された前記ワークと前記ロボットとの間の前記相対位置関係の候補である複数の候補位置関係のそれぞれについて、該候補位置関係に配置された前記ロボットのエンドエフェクタによる少なくとも一つの前記作業領域での所定の処理を、前記ワークの前記複数の作業領域を示すワークモデルと、前記エンドエフェクタを有する前記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、
前記複数の候補位置関係のそれぞれについて、前記シミュレーションにおいて該候補位置関係の下で処理された１以上の前記作業領域の集合を作業領域セットとして特定するステップと、
前記複数の候補位置関係のそれぞれの前記作業領域セットに基づいて、前記複数の候補位置関係から前記相対位置関係を決定するステップと、
を含む制御支援方法。

【請求項13】

ワークと、該ワークを処理するロボットとの間の相対位置関係を変更することが可能なロボットの制御を支援する制御支援システムとしてコンピュータを機能させるための制御支援プログラムであって、
複数の作業領域が設定された前記ワークと前記ロボットとの間の前記相対位置関係の候補である複数の候補位置関係のそれぞれについて、該候補位置関係に配置された前記ロボットのエンドエフェクタによる少なくとも一つの前記作業領域での所定の処理を、前記ワークの前記複数の作業領域を示すワークモデルと、前記エンドエフェクタを有する前記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、
前記複数の候補位置関係のそれぞれについて、前記シミュレーションにおいて該候補位置関係の下で処理された１以上の前記作業領域の集合を作業領域セットとして特定するステップと、
前記複数の候補位置関係のそれぞれの前記作業領域セットに基づいて、前記複数の候補位置関係から前記相対位置関係を決定するステップと、
を前記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】

ワークを効率良く処理するためのロボット動作のプランニングを容易にすることが望まれている。

【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、ワークと、該ワークを処理するロボットとの間の相対位置関係を変更することが可能なロボットの制御を支援する。この制御支援システムは、複数の作業領域が設定されたワークとロボットとの間の相対位置関係の候補である複数の候補位置関係のそれぞれについて、該候補位置関係に配置されたロボットのエンドエフェクタによる少なくとも一つの作業領域での所定の処理を、ワークの複数の作業領域を示すワークモデルと、エンドエフェクタを有する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、複数の候補位置関係のそれぞれについて、シミュレーションにおいて該候補位置関係の下で処理された１以上の作業領域の集合を作業領域セットとして特定する特定部と、複数の候補位置関係のそれぞれの作業領域セットに基づいて、複数の候補位置関係から相対位置関係を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、ワークと、該ワークを処理するロボットとの間の相対位置関係を変更することが可能なロボットの制御を支援し、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り実行される制御支援方法であって、複数の作業領域が設定されたワークとロボットとの間の相対位置関係の候補である複数の候補位置関係のそれぞれについて、該候補位置関係に配置されたロボットのエンドエフェクタによる少なくとも一つの作業領域での所定の処理を、ワークの複数の作業領域を示すワークモデルと、エンドエフェクタを有する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、複数の候補位置関係のそれぞれについて、シミュレーションにおいて該候補位置関係の下で処理された１以上の作業領域の集合を作業領域セットとして特定するステップと、複数の候補位置関係のそれぞれの作業領域セットに基づいて、複数の候補位置関係から相対位置関係を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、ワークと、該ワークを処理するロボットとの間の相対位置関係を変更することが可能なロボットの制御を支援する制御支援システムとしてコンピュータを機能させるための制御支援プログラムであって、複数の作業領域が設定されたワークとロボットとの間の相対位置関係の候補である複数の候補位置関係のそれぞれについて、該候補位置関係に配置されたロボットのエンドエフェクタによる少なくとも一つの作業領域での所定の処理を、ワークの複数の作業領域を示すワークモデルと、エンドエフェクタを有する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、複数の候補位置関係のそれぞれについて、シミュレーションにおいて該候補位置関係の下で処理された１以上の作業領域の集合を作業領域セットとして特定するステップと、複数の候補位置関係のそれぞれの作業領域セットに基づいて、複数の候補位置関係から相対位置関係を決定するステップとをコンピュータに実行させる。

【0008】

本開示の一側面に係る制御支援システムは、ワークと、該ワークを処理するロボットとの間の相対位置関係を変更することが可能なロボットの制御を支援する制御支援システムであって、複数の作業領域が設定されたワークとロボットとの間の相対位置関係の候補である複数の候補位置関係のそれぞれについて、該候補位置関係に配置されたロボットのエンドエフェクタによる少なくとも一つの作業領域での所定の処理を、ワークの複数の作業領域を示すワークモデルと、エンドエフェクタを有する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、複数の候補位置関係のそれぞれについて、シミュレーションにおいて該候補位置関係の下で処理された１以上の作業領域の集合を作業領域セットとして特定する特定部と、複数の作業領域セットのうちの一つを、相対位置関係におけるロボットによって処理される１以上の作業領域のグループである作業領域グループとして設定するグルーピング部とを備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示の一側面によれば、ワークを効率良く処理するためのロボット動作のプランニングを容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】制御支援システムの適用の例を示す図である。

【図2】システムより決定される相対位置関係の例を示す図である。

【図3】制御支援システムの機能構成の例を示す図である。

【図4】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5】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6】相対位置関係を決定する方法の例を示す図である。

【図7】相対位置関係の決定と作業領域グループの設定とについての繰り返し処理の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。

【0012】

［システムの概要］
本開示に係る制御支援システムは、複数の作業領域が設定されたワークと、該ワークを処理するロボットとの間の相対位置関係を変更することが可能なロボットの制御を支援するコンピュータシステムである。ワークとロボットとの間の相対位置関係とは、ワークおよびロボットの一方の位置を基準として他方の位置が定まる位置関係をいう。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。

【0013】

制御支援システムは、相対位置関係の候補である複数の候補位置関係のそれぞれについて、該候補位置関係に配置されたロボットによるワークの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複数の候補位置関係のそれぞれについて、シミュレーション結果に基づいて、該候補位置関係の下で処理されたワーク上の１以上の作業領域の集合を作業領域セットとして特定する。作業領域セットとは、ワークおよびロボットが或る一つの相対位置関係に拘束された状態で該ロボットにより処理された１以上の作業領域の集合をいう。一例では、制御支援システムは複数の候補位置関係のそれぞれの作業領域セットに基づいて、複数の候補位置関係から相対位置関係を決定する。別の例では、制御支援システムは、複数の作業領域セットのうちの一つを、相対位置関係におけるロボットによって処理されるワーク上の１以上の作業領域のグループである作業領域グループとして設定する。したがって、個々の作業領域セットは作業領域グループの候補であるとも言える。制御支援システムは相対位置関係の決定と作業領域グループの設定との双方を実行してもよい。

【0014】

ワーク上に複数の作業領域が設定される場合には、それらの作業領域をいくつかのグループに分け、そのグループごとにワークとロボットとの相対位置関係を決めることで、ロボットにワークを効率良く処理させることができる。しかし、そのような作業領域のグルーピングと相対位置関係の決定とを人手で行うことは困難である。制御支援システムは、複数の候補位置関係のそれぞれについてシミュレーションを実行し、そのシミュレーションの結果に基づいて、作業領域のグルーピングと相対位置関係の決定との少なくとも一方を実行する。このような自動化により、ワークを効率良く処理するためのロボット動作のプランニングが容易になると期待できる。

【0015】

一例では、制御支援システムは相対位置関係に基づいて、現実の作業空間に配置されたロボットが、該相対位置関係に対応する現実の位置においてワークを処理するように、該ロボットを制御する。あるいは、制御支援システムは相対位置関係および作業領域グループに基づいて、現実の作業空間に配置されたロボットが、該相対位置関係に対応する現実の位置においてワークの現実の作業領域グループを処理するように、該ロボットを制御する。例えば、制御支援システムは相対位置関係（および作業領域グループ）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。制御支援システムを用いることで、ワークを効率良く処理するためのロボット動作を容易に生成できる。

【0016】

［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における現実のロボット２と、複数の作業領域８０が設定された現実のワーク８との相対位置関係を決定する。制御支援システム１は、ロボット２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。

【0017】

図１の例では、ワーク８はＨ鋼であり、ロボット２はＨ鋼上の複数の作業領域８０において溶接を行う。ロボット２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できる。ロボット２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。ロボット２は、ワーク８を保持するポジショナと協調して動作してもよい。

【0018】

ロボット２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、ロボット２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エンドエフェクタ２ａとを備える。ロボット２はエンドエフェクタ２ａを用いてワークを処理する。エンドエフェクタ２ａの例として、溶接ガン、ねじ締め装置などが挙げられる。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ロボット２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、ロボット２は所定の範囲内においてエンドエフェクタ２ａの位置および姿勢を変更し得る。一例では、ロボット２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。ロボット２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、ロボット２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、ロボット２は所定の場所に固定された据置型ロボットでもよい。

【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ロボット２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２ａの位置および姿勢を一致させるための関節角度目標値（ロボット２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ロボット２を制御する。

【0020】

図２は制御支援システム１より決定される相対位置関係の例を示す図である。状態ＳＴ１ではロボット２は初期位置２０１に配置されている。従来手法２１０では、位置２１１に移動して３個の点状の作業領域８１を処理し（状態ＳＴ１１）、次いで位置２１２に移動して１個の線状の作業領域８２を処理する（状態ＳＴ１２）ように、ワーク８に対するロボット２の位置が決定され得る。一方、制御支援システム１による手法２２０では、位置２２１に移動して３個の作業領域８１を処理し（状態ＳＴ１１）、その位置２２１で更に作業領域８２を処理する（状態ＳＴ２２）ように、ワーク８とロボット２との相対位置関係を決定し得る。この決定により、状態ＳＴ２１から状態ＳＴ２２の間にロボット２の位置が移動しないので、制御支援システム１による手法２２０は従来手法２１０よりもワーク８を効率よく処理し得る。

【0021】

図３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、シミュレーション部１２、セット特定部１３、位置／グループ決定部１４、対応記憶部１５、繰り返し制御部１６、調整部１７、およびロボット制御部１８を備える。

【0022】

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。シミュレーション部１２は、複数の候補位置関係のそれぞれについて、該候補位置関係に基づいて配置されたロボット２がワークに対して行う所定の処理を、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に配置されたロボット２を実際に作動させるのではなく、ロボット２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。セット特定部１３は、複数の候補位置関係のそれぞれについて、シミュレーションの結果に基づいて、該候補位置関係の下で処理された１以上の作業領域の集合を作業領域セットとして特定する機能モジュールである。位置／グループ決定部１４は、複数の候補位置関係のそれぞれの作業領域セットに基づいて、複数の候補位置関係から相対位置関係を決定し、該相対位置関係に対応する作業領域セットを作業領域グループとして設定する機能モジュールである。位置／グループ決定部１４は、相対位置関係と作業領域グループとの組合せを示す対応関係データを対応記憶部１５に格納する。したがって、位置／グループ決定部１４は本開示における決定部、グルーピング部、および記録部に対応する。対応記憶部１５は対応関係データを記憶する機能モジュールである。繰り返し制御部１６はシミュレーション部１２、セット特定部１３、および位置／グループ決定部１４の処理の繰り返しを制御する機能モジュールである。調整部１７は、相対位置関係を初期値として用いる最適化処理によって、該相対位置関係を調整する機能モジュールである。ロボット制御部１８は、調整された相対位置関係と作業領域グループとに基づいてロボット２を制御する機能モジュールである。

【0023】

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。

【0024】

図４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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

［制御支援方法］
本開示に係る制御支援方法の例として、図５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５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。

【0032】

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、ワーク８を示すワークモデルと、エンドエフェクタ２ａを有するロボット２を示すロボットモデルとを含むモデルデータを取得する。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。ワークモデルはワーク８上の複数の作業領域を少なくとも示し、該複数の作業領域の処理順序と、形状、寸法などのようなワーク８の他の属性とを更に示してもよい。ロボットモデルは、ロボット２およびエンドエフェクタ２ａ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２およびエンドエフェクタ２ａ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２ａの性能などのような、ロボット２およびエンドエフェクタ２ａの機能に関するパラメータ群とを含み得る。

【0033】

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、ロボット２が複数種類のワーク８を処理することができる場合には、ユーザはワーク８の種類を変更しながら、複数種類のワーク８をロボット２に処理させ得る。この場合には、次に処理させようとするワーク８をユーザが指定した場合に、モデル取得部１１は指定されたワーク８のワークモデルを取得する。

【0034】

ステップＳ１２では、シミュレーション部１２がワーク８とロボット２との一つの候補位置関係を設定し、この候補位置関係とモデルデータとに基づいてシミュレーションを実行する。

【0035】

シミュレーション部１２は現実の作業空間９に対応する仮想空間を生成し、ワークモデルに基づいて仮想のワーク８を生成し、ロボットモデルに基づいて仮想のロボット２を生成する。シミュレーション部１２は仮想のワーク８および仮想のロボット２の一方の位置を基準として他方の位置を設定して、候補位置関係を設定する。一例では、シミュレーション部１２は、ワーク８上の複数の作業領域の配置と、作業領域グループに未だ属していない１以上の作業領域の配置とに基づいて、候補位置関係を設定する。本開示では、作業領域グループに未だ属していない作業領域を「残り作業領域」ともいう。シミュレーション部１２は、１以上の残り作業領域のうち最初に処理されるべき作業領域を少なくともロボット２が処理するように、候補位置関係を設定してもよい。

【0036】

一例では、シミュレーション部１２は、シミュレーションに基づいて特定される作業領域セットを構成する作業領域の個数を最適化する最適化手法によって、候補位置関係を設定する。シミュレーション部１２はその最適化手法としてベイズ最適化を用いてもよい。シミュレーション部１２はガウス過程回帰を用いて、候補位置関係と評価値との関係を示す関数を推定し、その関数の不確実性を示す分散を算出する。シミュレーション部１２は作業領域の個数を評価値として用いる。シミュレーション部１２はガウス過程回帰の結果に基づく所定の獲得関数を計算する。シミュレーション部１２は獲得関数が最大になる候補位置関係を新たな候補位置関係として設定する。別の例として、シミュレーション部１２は所定の間隔ごとに候補位置関係を設定してもよいし、ランダムに候補位置関係を設定してもよい。

【0037】

シミュレーション部１２は設定された候補位置関係に基づいて仮想空間内にロボット２およびワーク８を配置する。そして、シミュレーション部１２はその候補位置関係に配置されたロボット２のエンドエフェクタ２ａによる少なくとも一つの作業領域での所定の処理を、所定の制約条件に従うシミュレーションによって仮想的に実行する。所定の処理の例として、溶接およびねじ締めのような、ワーク８を別のワークに固定する処理が挙げられる。制約条件の例として、ロボット２が所定の処理において正常な姿勢を取り続けること（すなわち、正常に動作する）ことと、干渉が検出されないこととが挙げられる。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。シミュレーションにおいて、ロボット２はエンドエフェクタ２ａによって一つの作業領域のみを処理するかもしれないし、２以上の作業領域を処理するかもしれない。ロボット２によって処理される作業領域の個数は、候補位置関係に配置されたロボット２のエンドエフェクタ２ａが作業可能である範囲と、ワーク８上の１以上の作業領域の位置とによって決まり得る。

【0038】

ステップＳ１３では、セット特定部１３がシミュレーションの結果に基づいて作業領域セットを特定する。セット特定部１３はシミュレーションの結果を取得し、該シミュレーションにおいて候補位置関係の下で処理された１以上の作業領域の集合を作業領域セットとして特定する。セット特定部１３は候補位置関係と作業領域セットとのペアを一時的に記憶する。

【0039】

一例では、セット特定部１３は、複数の作業領域（１以上の残り作業領域）のそれぞれについて、シミュレーションにおいてエンドエフェクタ２ａによって該作業領域が処理された回数を被処理回数として記録する。セット特定部１３は１回のシミュレーションにおいて処理された各作業領域に対応する被処理回数を１だけインクリメントする。

【0040】

ステップＳ１４では、繰り返し制御部１６が、シミュレーションと作業領域セットの特定とを含む探索を終了するか否かを所定の終了条件に基づいて判定する。終了条件は、所定の個数の候補位置関係を設定したことでもよいし、所定の計算時間が経過したことでもよい。最適化手法によって候補位置関係を設定する場合に、終了条件は、前回得られた評価値と今回得られた評価値との差が所定の閾値以下になったこと、すなわち、評価値が停留または収束したことでもよい。あるいは、終了条件は、所定の基準を満たす評価値が得られたことでもよい。あるいは、終了条件は、候補位置関係と評価値との関係の全体における不確実性（例えば分散）が所定の閾値以下になったことでもよい。

【0041】

探索を続ける場合には（ステップＳ１４においてＮＯ）、処理はステップＳ１２に戻る。繰り返されるステップＳ１２では、シミュレーション部１２が新たな一つの候補位置関係を設定し、この候補位置関係とモデルデータとに基づいてシミュレーションを実行する。繰り返されるステップＳ１３では、セット特定部１３がそのシミュレーションの結果に基づいて作業領域セットを特定し、候補位置関係と作業領域セットとの新たなペアを記憶する。セット特定部１３は、そのシミュレーションにおいて処理された各作業領域に対応する被処理回数を１だけインクリメントする。

【0042】

探索を終了する場合には（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、位置／グループ決定部１４が、複数の候補位置関係のそれぞれの作業領域セットに基づいて、複数の候補位置関係から相対位置関係を決定する。

【0043】

位置／グループ決定部１４は、複数の候補位置関係のそれぞれにおける、作業領域セットを構成する作業領域の個数ｎｗに基づいて、相対位置関係を決定してもよい。例えば、位置／グループ決定部１４はその個数ｎｗが最も多い作業領域セットが得られた候補位置関係を相対位置関係として決定してもよい。個数ｎｗが最も多い２以上の作業領域セットに対応する２以上の候補位置関係が得られた場合には、位置／グループ決定部１４は、ロボット２の動作に関する物理量に基づいて該２以上の作業領域セットのうちの一つを相対位置関係として決定してもよい。その物理量の例として、動作に要する距離または時間（いわゆるプレイバック時間）が挙げられる。

【0044】

位置／グループ決定部１４は、複数の作業領域のそれぞれの被処理回数に基づいて相対位置関係を決定してもよい。図６を参照しながらこの処理について説明する。図６は被処理回数に基づいて相対位置関係を決定する方法の例を示す図である。

【0045】

図６の例では、９個の作業領域Ａ１～Ａ９がこの順に処理されることを前提とする。シミュレーション部１２は複数の候補位置関係のそれぞれについてシミュレーションを実行する。セット特定部１３はそれぞれのシミュレーションにおいて、作業領域セットを特定し、少なくとも一つの作業領域について被処理回数を１だけインクリメントする。

【0046】

探索を終了すると繰り返し制御部１６が判定した時点で、９個の作業領域のそれぞれの被処理回数がグラフ３００に示すように得られたとする。位置／グループ決定部１４は、被処理回数が所定の基準を満たす１以上の作業領域によって構成される作業領域セットを選択し、該選択された作業領域セットに対応する候補位置関係を相対位置関係として決定してもよい。例えば、位置／グループ決定部１４は作業領域の処理順序に従って被処理回数の推移を参照し、被処理回数の減少度が所定の閾値Ｔｄ未満である１以上の作業領域の集合を作業領域セットとして特定してもよい。閾値Ｔｄは、第１作業領域での被処理回数に対する、該第１作業領域の次に位置する第２作業領域での被処理回数の割合によって規定されてもよい。図６の例において閾値Ｔｄが１／２であるとすると、作業領域Ａ１から作業領域Ａ２における被処理回数の減少度は１／２未満であり、作業領域Ａ２から作業領域Ａ３における被処理回数の減少度も１／２未満である。しかし、作業領域Ａ３から作業領域Ａ４における被処理回数の減少度は１／２以上である。したがって、位置／グループ決定部１４は３個の作業領域Ａ１～Ａ３によって構成される作業領域セットを選択し、この作業領域セットに対応する候補位置関係を相対位置関係Ｒ１として決定する。作業領域Ａ１～Ａ３によって構成される作業領域セットに対応する２以上の候補位置関係が得られた場合には、位置／グループ決定部１４はロボット２の動作に関する物理量に基づいて該２以上の作業領域セットのうちの一つを相対位置関係Ｒ１として決定してもよい。その物理量の例として、動作に要する距離または時間（プレイバック時間）が挙げられる。

【0047】

図５に戻って、ステップＳ１６では、位置／グループ決定部１４が、複数の作業領域セットのうち、決定された相対位置関係に対応する作業領域セットを、作業領域グループとして設定する。図６の例では、位置／グループ決定部１４は、相対位置関係Ｒ１に対応する３個の作業領域Ａ１～Ａ３によって構成される作業領域グループＧ１を設定する。位置／グループ決定部１４は、作業領域グループと相対位置関係との組合せを示す対応関係データを対応記憶部１５に記録する。

【0048】

ステップＳ１７では、繰り返し制御部１６がすべての作業領域を処理したか否かを判定する。ここでの「すべての作業領域を処理した」とは、ワーク８の複数の作業領域のそれぞれに作業領域グループが設定されたことをいう。

【0049】

これまでに決定された１以上の相対位置関係ではロボットによって処理されない１以上の残り作業領域が存在する場合には（ステップＳ１７においてＮＯ）、繰り返し制御部１６はシミュレーション部１２、セット特定部１３、および位置／グループ決定部１４に、該残り作業領域のための繰り返し処理を実行させる。この場合には処理はステップＳ１２に戻る。繰り返されるステップＳ１２～Ｓ１４では、シミュレーション部１２は、ワーク８に対するロボット２の新たな相対位置関係の候補である複数の新たな候補位置関係のそれぞれについて、１以上の残り作業領域のうちの少なくとも一つでの所定の処理をシミュレーションによって仮想的に実行する。セット特定部１３は複数の新たな候補位置関係のそれぞれについて作業領域セットを特定する。セット特定部１３は１以上の残り作業領域のそれぞれについて被処理回数を記録し得る。繰り返されるステップＳ１５，Ｓ１６では、位置／グループ決定部１４は複数の新たな候補位置関係のそれぞれの作業領域セットに基づいて、複数の新たな候補位置関係から一つの新たな相対位置関係を決定する。また、位置／グループ決定部１４はその新たな相対位置関係に対応する作業領域セットを新たな作業領域グループとして設定する。位置／グループ決定部１４は、新たな作業領域グループと新たな相対位置関係との組合せを示す対応関係データを対応記憶部１５に記録する。

【0050】

繰り返し制御部１６は、複数の作業領域のすべてがいずれかの作業領域グループに属するまで、シミュレーション部１２、セット特定部１３、および位置／グループ決定部１４のそれぞれに、対応する処理を実行させる。図７は相対位置関係の決定と作業領域グループの設定とについての繰り返し処理の例を示す図である。この例でも、９個の作業領域Ａ１～Ａ９がこの順に処理されることを前提とする。Ｓ１２～Ｓ１６の１回目のループ処理では、制御支援システム１は４個の作業領域Ａ１～Ａ４によって構成される作業領域セットに対応する候補位置関係を相対位置関係Ｒ１として決定し、該作業領域セットを作業領域グループＧ１として設定する。制御支援システム１は、残り作業領域Ａ５～Ａ９に対して、Ｓ１２～Ｓ１６の２回目のループ処理を実行する。このループ処理では、制御支援システム１は３個の作業領域Ａ５～Ａ７によって構成される作業領域セットに対応する候補位置関係を相対位置関係Ｒ２として決定し、該作業領域セットを作業領域グループＧ２として設定する。制御支援システム１は、残り作業領域Ａ８，Ａ９に対して、Ｓ１２～Ｓ１６の３回目のループ処理を実行する。このループ処理では、制御支援システム１は２個の作業領域Ａ８，Ａ９によって構成される作業領域セットに対応する候補位置関係を相対位置関係Ｒ３として決定し、該作業領域セットを作業領域グループＧ３として設定する。

【0051】

図５に戻って、すべての作業領域が処理された場合には（ステップＳ１７においてＹＥＳ）、処理はステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、調整部１７が決定された相対位置関係を調整する。一例では、調整部１７は１以上の相対位置関係のそれぞれについて、該相対位置関係を初期値として用いる最適化処理によって、該相対位置関係に対応する１以上の作業領域を処理するためのワークとロボットとの位置関係を調整する。調整部１７はその最適化手法としてベイズ最適化を用いてもよい。調整部１７はガウス過程回帰を用いて、位置関係と評価値との関係を示す関数を推定し、その関数の不確実性を示す分散を算出する。調整部１７はロボット２の動作に関する物理量を評価値として用いてもよい。その物理量の例として、動作に要する距離または時間（プレイバック時間）が挙げられる。調整部１７はガウス過程回帰の結果に基づく所定の獲得関数を計算する。調整部１７は獲得関数が最大になる位置関係を特定し、決定された相対位置関係を、特定された位置関係に置き換える。この置換は相対位置関係の調整の一例である。

【0052】

ステップＳ１９では、ロボット制御部１８が相対位置関係および作業領域グループに基づいて現実のロボット２を制御する。

【0053】

ロボット制御部１８は、現実のロボット２を制御ための動作プログラムを、調整された相対位置関係と作業領域グループとに基づいて生成する。ロボット制御部１８は、１以上の相対位置関係のそれぞれにおいて、該相対位置関係に対応する作業領域グループをロボット２に処理させる動作プログラムを生成する。一例では、ロボット制御部１８は、ロボット２に、相対位置関係に対応する作業空間９での停止位置まで移動させて、該停止位置において対応するワーク８の作業領域グループを処理させる動作プログラムを生成する。動作プログラムはロボット２を制御するためのデータを含み、例えば、ロボット２の軌道を示すパスを含む。ロボット２の軌道とは、ロボット２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２の軌道は先端部またはエンドエフェクタ２ａの軌道であり得る。

【0054】

ロボット制御部１８は動作プログラムに基づいて現実のロボット２を制御する。ロボット制御部１８は、１以上の相対位置関係に対応する現実の作業空間９での１以上の現実の位置関係においてワーク８を処理させるように、該作業空間９に配置されたロボット２を制御する。例えば、ロボット制御部１８は、相対位置関係に対応する現実の作業空間９での停止位置まで移動して、該停止位置において１以上の作業領域でワーク８を処理するように、現実のロボット２を制御する。ロボット制御部１８は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にロボット２を制御させる。ロボットコントローラ３は動作プログラムに基づいてロボット２を動作させる。

【0055】

［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。

【0056】

制御支援システムは決定された相対位置関係を調整しなくてもよい。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相対位置関係を出力し、該別のコンピュータシステムがその相対位置関係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調整部１７およびロボット制御部１８のうちの少なくとも一つに相当する機能モジュールを備えなくてもよい。

【0057】

上記の例では制御支援システム１が相対位置関係および作業領域グループの双方を決定するが、制御支援システムは相対位置関係および作業領域グループのいずれか一方を決定しなくてもよい。

【0058】

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。

【0059】

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複数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。

【0060】

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。

【0061】

［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）
ワークと、該ワークを処理するロボットとの間の相対位置関係を変更することが可能なロボットの制御を支援する制御支援システムであって、
複数の作業領域が設定された前記ワークと前記ロボットとの間の前記相対位置関係の候補である複数の候補位置関係のそれぞれについて、該候補位置関係に配置された前記ロボットのエンドエフェクタによる少なくとも一つの前記作業領域での所定の処理を、前記ワークの前記複数の作業領域を示すワークモデルと、前記エンドエフェクタを有する前記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、
前記複数の候補位置関係のそれぞれについて、前記シミュレーションにおいて該候補位置関係の下で処理された１以上の前記作業領域の集合を作業領域セットとして特定する特定部と、
前記複数の候補位置関係のそれぞれの前記作業領域セットに基づいて、前記複数の候補位置関係から前記相対位置関係を決定する決定部と、
を備える制御支援システム。
（付記２）
前記シミュレーション部は、前記シミュレーションに基づいて特定される前記作業領域セットを構成する前記作業領域の個数を最適化する最適化手法によって、前記候補位置関係を設定する、
付記１に記載の制御支援システム。
（付記３）
前記決定部は、前記複数の候補位置関係のそれぞれにおける、前記作業領域セットを構成する前記作業領域の個数に基づいて、前記相対位置関係を決定する、
付記１または２に記載の制御支援システム。
（付記４）
前記特定部は、前記複数の作業領域のそれぞれについて、前記シミュレーションにおいて前記エンドエフェクタによって該作業領域が処理された回数を、被処理回数として特定し、
前記決定部は、前記複数の作業領域のそれぞれの前記被処理回数に基づいて、前記相対位置関係を決定する、
付記１～３のいずれか一つに記載の制御支援システム。
（付記５）
前記決定部は、
前記被処理回数が所定の基準を満たす１以上の前記作業領域によって構成される前記作業領域セットを選択し、
前記選択された作業領域セットに対応する前記候補位置関係を前記相対位置関係として決定する、
付記４に記載の制御支援システム。
（付記６）
１以上の前記相対位置関係では前記ロボットによって処理されない１以上の前記作業領域である１以上の残り作業領域が存在する場合に、前記シミュレーション部、前記特定部、および前記決定部に、該１以上の残り作業領域のための繰り返し処理を実行させる繰り返し制御部を更に備え、
前記シミュレーション部は前記繰り返し処理において、前記ワークに対する前記ロボットの新たな相対位置関係の候補である複数の新たな候補位置関係のそれぞれについて、前記１以上の残り作業領域のうちの少なくとも一つでの前記所定の処理を、前記シミュレーションによって仮想的に実行し、
前記特定部は前記繰り返し処理において、前記複数の新たな候補位置関係のそれぞれについて前記作業領域セットを特定し、
前記決定部は前記繰り返し処理において、前記複数の新たな候補位置関係のそれぞれの前記作業領域セットに基づいて、前記複数の新たな候補位置関係から前記新たな相対位置関係を決定する、
付記１～５のいずれか一つに記載の制御支援システム。
（付記７）
前記決定された相対位置関係に対応する前記作業領域セットを、前記相対位置関係における前記ロボットによって処理される１以上の前記作業領域のグループである作業領域グループとして設定するグルーピング部と、
前記作業領域グループと前記相対位置関係との対応関係を所定の記憶部に記録する記録部と、
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）
前記複数の作業領域のすべてがいずれかの前記作業領域グループに属するまで、前記シミュレーション部、前記特定部、前記決定部、および前記グルーピング部のそれぞれに、対応する処理を実行させる繰り返し制御部を更に備える、
付記７に記載の制御支援システム。
（付記９）
前記決定された相対位置関係を初期値として用いる最適化処理によって、該決定された相対位置関係を調整する調整部を更に備える付記１～８のいずれか一つに記載の制御支援システム。
（付記１０）
前記決定された相対位置関係に対応する現実の作業空間での停止位置まで移動して、該停止位置において１以上の前記作業領域で前記ワークを処理するように、該現実の作業空間に配置された前記ロボットを制御するロボット制御部を更に備える付記１～９のいずれか一つに記載の制御支援システム。
（付記１１）
ワークと、該ワークを処理するロボットとの間の相対位置関係を変更することが可能なロボットの制御を支援する制御支援システムであって、
複数の作業領域が設定された前記ワークと前記ロボットとの間の前記相対位置関係の候補である複数の候補位置関係のそれぞれについて、該候補位置関係に配置された前記ロボットのエンドエフェクタによる少なくとも一つの前記作業領域での所定の処理を、前記ワークの前記複数の作業領域を示すワークモデルと、前記エンドエフェクタを有する前記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、
前記複数の候補位置関係のそれぞれについて、前記シミュレーションにおいて該候補位置関係の下で処理された１以上の前記作業領域の集合を作業領域セットとして特定する特定部と、
複数の前記作業領域セットのうちの一つを、前記相対位置関係における前記ロボットによって処理される１以上の前記作業領域のグループである作業領域グループとして設定するグルーピング部と、
を備える制御支援システム。
（付記１２）
ワークと、該ワークを処理するロボットとの間の相対位置関係を変更することが可能なロボットの制御を支援し、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り実行される制御支援方法であって、
複数の作業領域が設定された前記ワークと前記ロボットとの間の前記相対位置関係の候補である複数の候補位置関係のそれぞれについて、該候補位置関係に配置された前記ロボットのエンドエフェクタによる少なくとも一つの前記作業領域での所定の処理を、前記ワークの前記複数の作業領域を示すワークモデルと、前記エンドエフェクタを有する前記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、
前記複数の候補位置関係のそれぞれについて、前記シミュレーションにおいて該候補位置関係の下で処理された１以上の前記作業領域の集合を作業領域セットとして特定するステップと、
前記複数の候補位置関係のそれぞれの前記作業領域セットに基づいて、前記複数の候補位置関係から前記相対位置関係を決定するステップと、
を含む制御支援方法。
（付記１３）
ワークと、該ワークを処理するロボットとの間の相対位置関係を変更することが可能なロボットの制御を支援する制御支援システムとしてコンピュータを機能させるための制御支援プログラムであって、
複数の作業領域が設定された前記ワークと前記ロボットとの間の前記相対位置関係の候補である複数の候補位置関係のそれぞれについて、該候補位置関係に配置された前記ロボットのエンドエフェクタによる少なくとも一つの前記作業領域での所定の処理を、前記ワークの前記複数の作業領域を示すワークモデルと、前記エンドエフェクタを有する前記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、
前記複数の候補位置関係のそれぞれについて、前記シミュレーションにおいて該候補位置関係の下で処理された１以上の前記作業領域の集合を作業領域セットとして特定するステップと、
前記複数の候補位置関係のそれぞれの前記作業領域セットに基づいて、前記複数の候補位置関係から前記相対位置関係を決定するステップと、
を前記コンピュータに実行させる制御支援プログラム。

【0062】

付記１，１２，１３によれば、複数の候補位置関係のそれぞれについて、ロボットによるワークの処理がシミュレーションによって仮想的に実行され、該候補位置関係の下で処理された作業領域の集合（作業領域セット）が特定される。すなわち、各候補位置関係で何個の作業領域が処理されるかが、各作業領域セットとして特定される。これらの作業領域セットに基づいて相対位置関係が決定されるので、ワークを効率良く処理するためのロボット動作のプランニングを容易にすることができる。

【0063】

付記２によれば、候補位置関係が最適化手法によって得られるので、ワークを効率良く処理できると見込まれる候補位置関係を自動的かつ効率的に設定できる。その結果、相対位置関係を決定するための時間を短縮できる。

【0064】

一つの位置で処理できる作業領域の個数は、ワーク全体に対する処理の効率性に密接に関係し得る。付記３によれば、その個数に着目して相対位置関係を決定することで、ワークを効率良く処理できると見込まれるロボットの位置を自動的に決定できる。

【0065】

付記４によれば、候補位置関係を変更しながらシミュレーションを繰り返すことによって得られる作業領域ごとの被処理回数を考慮して相対位置関係が決定される。被処理回数は、一つの位置で処理されることが望ましい作業領域の集合を判断する上で有用であり得る。この被処理回数を考慮することで、ワークを効率良く処理できるとより確実に見込まれるロボットの位置を決定できる。

【0066】

被処理回数が所定の基準を満たす作業領域セットは、ワークの効率的な処理に寄与すると見込まれる。付記５によれば、そのような作業領域セットに対応する候補位置関係を相対位置関係として決定することで、ワークを効率良く処理できるとより確実に見込まれるロボットの位置を決定できる。

【0067】

付記６によれば、ワークに対するロボットの複数の相対位置関係が決定される。したがって、ロボットが複数の箇所に移動しながら処理する必要があるワークについても、効率的な処理が期待できる複数の相対位置関係を決定できる。例えば、一箇所におけるロボットの可動範囲よりも広い範囲にわたって作業領域が散在するワーク、形状が複雑であるために一箇所ではすべての作業領域を処理できないワークなどについても、相対位置関係を決定できる。

【0068】

付記７によれば、相対位置関係の下で処理される１以上の作業領域がグルーピングされるので、相対位置関係と処理される１以上の作業領域との対応を管理できる。このような作業領域の管理も、ワークを効率良く処理するためのロボット動作に寄与し得る。また、人では発想することが難しい、処理効率の高い作業領域グループを自動的に決定できる。

【0069】

付記８によれば、複数の作業領域のそれぞれについて作業領域グループが設定される。したがって、ロボットが複数の箇所に移動しながら処理する必要があるワークについても、効率的な処理が期待できる複数の作業領域グループを設定できる。例えば、一箇所におけるロボットの可動範囲よりも広い範囲にわたって作業領域が散在するワーク、形状が複雑であるために一箇所ではすべての作業領域を処理できないワークなどについても、作業領域グループを決定できる。また、人では発想することが難しい、処理効率の高い複数の作業領域グループの組合せを自動的に決定できる。

【0070】

付記９によれば、シミュレーションによって得られる相対位置関係をそのまま採用するのではなく、そのシミュレーション結果を利用した最適化処理によってワークとロボットとの相対位置関係が最終的に得られる。この処理は、より適切なロボット制御の実現に寄与し得る。

【0071】

付記１０によれば、決定された相対位置関係に基づいて、現実のロボットによって現実のワークをより効率良く処理させることが可能になる。

【0072】

付記１１によれば、複数の候補位置関係のそれぞれについて、ロボットによるワークの処理がシミュレーションによって仮想的に実行され、該候補位置関係の下で処理された作業領域の集合（作業領域セット）が特定される。すなわち、各候補位置関係で何個の作業領域が処理されるかが、各作業領域セットとして特定される。これらの作業領域セットのうちの一つが作業領域グループとして自動的に設定されるので、ワークを効率良く処理するためのロボット動作のプランニングを容易にすることができる。

【符号の説明】

【0073】

１…制御支援システム、２…ロボット、２ａ…エンドエフェクタ、３…ロボットコントローラ、８…ワーク、９…作業空間、１１…モデル取得部、１２…シミュレーション部、１３…セット特定部、１４…グループ決定部、１５…対応記憶部、１６…繰り返し制御部、１７…調整部、１８…ロボット制御部、８０～８２…作業領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】