特許 7503322 デジタル試験機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-12

(45)【発行日】2024-06-20

(54)【発明の名称】デジタル試験機

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/22 20060101AFI20240613BHJP

   G09B 19/00 20060101ALI20240613BHJP

   G09B 19/24 20060101ALI20240613BHJP

【ＦＩ】

B25J9/22 A

G09B19/00 H

G09B19/24 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022003963

(22)【出願日】2022-01-13

(65)【公開番号】P2023103097

(43)【公開日】2023-07-26

【審査請求日】2023-10-06

(73)【特許権者】

【識別番号】592206178

【氏名又は名称】三明機工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100150223

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 修三

(72)【発明者】

【氏名】久保田 和雄

【審査官】稲垣 浩司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－７００９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】久保田 和雄，バーチャルシミュレーションでＣＹＢＥＲ－ＰＨＹＳＩＣＡＬフロントローディング，ロボット ，一般社団法人日本ロボット工業会，2020年09月20日，２５６号，p.46-48

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ ９／２２

Ｇ０９Ｂ １９／００

Ｇ０９Ｂ １９／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボット技術者の所定のロボットの操作の習熟レベルを検定するためのデジタル試験機であって、
前記所定のロボットの操作のための動作プログラムの作成と実行を可能とする入力ユニットと、
該入力ユニットからの操作信号を処理して前記所定のロボットの表示信号を出力する処理装置と、
該表示信号に基づいて、該所定のロボットの３次元動作を表示する表示装置と、
を備え、
前記処理装置は、前記動作プログラムの作成時間と動作時間とを出力可能とすることを特徴とするデジタル試験機。

【請求項2】

請求項１において、
前記処理装置は、前記作成時間と動作時間を、基準となる動作プログラムの作成時間と動作時間と比較し評価した評価結果を前記表示装置に表示可能とすることを特徴とするデジタル試験機。

【請求項3】

請求項１または２において、更に、
前記ロボット技術者の姿勢を検出する姿勢検出手段を備え、
前記処理装置は、前記表示装置に表示される前記所定のロボットの動作と同期した実際の前記ロボット技術者の姿勢を、該所定のロボットの動作とともに記録することを特徴とするデジタル試験機。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記表示装置は、ＶＲゴーグルであることを特徴とするデジタル試験機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、デジタル試験機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、近年の高度なＦＡ（Ｆactory Ａutomation）を実現するのに、例えば、非特許文献１に示す実際の産業ロボットを使った実習装置（試験機とも称する）により、多くのロボット技術者の育成を行っている。具体的には、非特許文献１に示す実習装置を用いて、ロボットシステムインテグレーションを行ううえで必要となる知識の習得レベル・技能の習熟レベルを測定するための検定試験である「ロボット検定（例えば、ＵＲＬ：https://www.si-kentei.com/)」が行われている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【文献】産業用ロボット：Robo-Trainer（ＵＲＬ：https://bynas.com/training_materials/robot-robo-trainer/）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、非特許文献１に示すような実習装置を用いるとなると、大型で重量があることで持ち運びと設置が困難であり、設置される場所は限定、すなわち検定を行う場所は限定されてしまう。このため、例えば感染率の高い病疫（ＣＯＶＩＤ－１９等）などの出現によって人の移動制限が出てしまうと、ロボット検定を受けようとしても、その検定会場に行くこと自体に制限が出てしまい、結果的にＦＡのニーズを満たすような多くのロボット技術者の育成に支障が起こりかねない状態となってきていた。

【0005】

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、従来のロボット検定で必要とされる項目を検定可能としながら、移動・設置が自在なデジタル試験機を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、ロボット技術者の所定のロボットの操作の習熟レベルを検定するためのデジタル試験機であって、前記所定のロボットの操作のための動作プログラムの作成と実行を可能とする入力ユニットと、該入力ユニットからの操作信号を処理して前記所定のロボットの表示信号を出力する処理装置と、該表示信号に基づいて、該所定のロボットの３次元動作を表示する表示装置と、を備え、前記処理装置が、前記動作プログラムの作成時間と動作時間とを出力可能としたことにより、前記課題を解決したものである。

【0007】

本発明では、所定のロボットの３次元動作を表示する表示装置を備える。即ち、デジタル試験機は所定のロボットそのものを備えずに、表示装置だけですむので、その重量を軽くすることができる。また、所定のロボットを用いた際に必要となる相応に広いスペース、所定のロボットを動かすための電源、配線準備、メンテナンスなどを不要にすることができる。

【0008】

さらに、本発明では、処理装置が、動作プログラムの作成時間と動作時間とを出力可能とする。このため、動作プログラムの作成時間と動作時間をロボット技術者自身および検定を行う試験官も客観的に確認することが可能となる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、従来のロボット検定で必要とされる項目を検定可能としながら、移動・設置が自在なデジタル試験機を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１実施形態に係るデジタル試験機を示す模式図（斜視図（Ａ）、正面図（Ｂ））

【図2】図１の入力ユニット示す模式図

【図3】図１のデジタル試験機の一例を示すブロック図（入力ユニットのブロック図（Ａ）、処理装置と表示装置と姿勢検出手段のブロック図（Ｂ））

【図4】図１の表示装置の表示部に示される表示画像の一例を示す模式図

【図5】図１のデジタル試験機によるモード毎の概略処理手順を示すフロー図

【図6】図３（Ｂ）の処理部で行われる処理内容を示すフロー図

【図7】図１のデジタル試験機において、検定対象となる動作プログラムの手順の一例を示すフロー図

【図8】本発明の第２実施形態に係るデジタル試験機を示す模式図

【図9】本発明の第３実施形態に係るデジタル試験機の結線状態の判定を行う際に示される表示情報の一例を示す模式図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の第１実施形態について、図１から図７を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に記載した内容により限定されるものではない。又、以下に記載した実施形態における構成要件には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。更に、以下に記載した実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせてもよいし、適宜選択して用いてもよい。

【0012】

デジタル試験機１００は、図１に示す如く、移動可能な架台１０２に、入力ユニット１０６と、処理装置１０４と、表示装置１０８と、を備える。入力ユニット１０６は、所定のロボットＲＢＴの操作のための動作プログラムＰｍの作成と実行を可能とする。処理装置１０４は、入力ユニット１０６からの操作信号Ｓｍを処理して所定のロボットＲＢＴの表示信号Ｓｉを出力する。表示装置１０８は、表示信号Ｓｉに基づいて、所定のロボットＲＢＴの３次元動作を表示する。なお、処理装置１０４は、動作プログラムＰｍの作成時間Ｔｐｒと動作時間Ｔｗとを出力可能としている。この構成により、デジタル試験機１００は、ロボット技術者Ｅの所定のロボットＲＢＴの操作の習熟レベルを検定することが可能とされている。

【0013】

本実施形態では、所定のロボットＲＢＴが、例えば、図４に示すような３以上の軸を持つ垂直多関節ロボットのタイプの産業用ロボットであり、先端にワークＷを把持するためのエンドエフェクタＥＥを備えている。なお、これに限らず、所定のロボットＲＢＴは、スカラロボット、パラレルリンクロボット、直交ロボット、円筒座標ロボット、極座標ロボット、協働ロボットなどであってもよく、ワークＷを把持するのではなく、吸着するようなものであってもよい。そもそも、所定のロボットＲＢＴは、ワークＷを把持するのではなく、溶接などを行うロボットなどであってもよい。

【0014】

以下、各要素を詳細に説明する。

【0015】

前記入力ユニット１０６は、図１、図２に示す如く、例えば所定のロボットＲＢＴに命令を出すティーチングペンダントであり、容易に取り出せるように架台１０２の下部に収納されている。入力ユニット１０６は、図２、図３（Ａ）に示す如く、入力部１０６Ｂと、表示部１０６Ｃと、停止ボタン１０６Ｄと、処理部１０６Ｅと、記憶部１０６Ｆと、Ｉ／Ｆ部１０６Ｇと、を備え、ケーシング１０６Ａに一体的に組み込まれている。

【0016】

図２に示す入力部１０６Ｂには、入力を補助するためのテンキーや文字やセレクトボタンなどが表示されている。入力部１０６Ｂからは、動作プログラムＰｍの入力だけでなく、処理装置１０４で行う、検定モードとシミュレーションモードの選択が可能とされている。また、入力部１０６Ｂでは、処理装置１０４で動作させる所定のロボットＲＢＴの選択も複数種類のロボットから可能とされている（つまり、所定のロボットＲＢＴは、複数種類のロボットのうちから、入力ユニット１０６で選択される１つのロボットとされている）。更に、入力部１０６Ｂでは、表示装置１０８に表示させる所定のロボットＲＢＴの表示方向の変更、拡大、縮小の３つの機能を指示することが可能とされている（つまり、入力ユニット１０６の操作で、表示装置１０８に表示される所定のロボットＲＢＴの表示方向の変更、拡大、縮小の３つの機能が可能とされている）。

【0017】

図２に示す表示部１０６Ｃは、例えば液晶や有機ＥＬであり、入力部１０６Ｂで入力・決定した各種数値や動作プログラムＰｍを表示する。また、表示部１０６Ｃは、処理装置１０４における処理状況なども表示可能とされている。

【0018】

図２に示す停止ボタン１０６Ｄは、表示装置１０８上に動作プログラムＰｍで所定のロボットＲＢＴを動作させている際に、緊急に所定のロボットＲＢＴの動きを停止させる際に押すことのできるボタンである。

【0019】

図３（Ａ）に示す処理部１０６Ｅは、入力部１０６Ｂで入力されたデータに対して、適宜記憶部１０６Ｆに記憶された各種値を参照して処理する。処理部１０６Ｅは、処理した結果を表示部１０６Ｃに表示させたり、記憶部１０６Ｆに記憶したり、Ｉ／Ｆ部１０６Ｇを介して、処理装置１０４に入力したりする。

【0020】

図３（Ａ）に示す記憶部１０６Ｆには、各種初期値や、各種プログラムが記憶されている。また、記憶部１０６Ｆには、複数種類のロボットの仕様も記憶されている。

【0021】

図３（Ａ）に示すＩ／Ｆ部１０６Ｇは、処理装置１０４のＩ／Ｆ部１０４Ｃと有線（あるいは無線）で接続可能とされ、入力ユニット１０６と処理装置１０４との間のデータのやり取りを可能にしている。

【0022】

前記処理装置１０４は、図１、図３（Ｂ）に示す如く、架台１０２の下部に収納され、処理部１０４Ａと、記憶部１０４Ｂと、Ｉ／Ｆ部１０４Ｃと、を備える。また、処理装置１０４は、入力ユニット１０６で入力されたモードに従って処理をする。例えば、入力ユニット１０６で検定モードが選択された際には、記憶部１０４Ｂに記憶された検定問題を表示部１０８Ａに表示させる。なお、処理部１０４Ａに入力した各種データと処理された各種データ（例えば、動作プログラムＰｍ、作成時間Ｔｐｒ、動作時間Ｔｗ、動作軌跡Ｔｒ、姿勢Ａｔ、およびその判定結果など）は、図示せぬ記憶メディア（例えばＵＳＢメモリ）や通信部により、外部に出力可能とされている。

【0023】

処理部１０４Ａは、図３（Ｂ）に示す如く、Ｉ／Ｆ部１０４Ｃから入力した操作信号Ｓｍに対して、適宜記憶部１０４Ｂに記憶された各種値を参照して処理する。また、処理部１０４Ａは、姿勢検出手段１１０から入力した姿勢信号Ｓｓに対して、適宜記憶部１０４Ｂに記憶された各種値を参照して処理する。具体的に、処理部１０４Ａは、制御部１１２と、時間演算部１１４と、軌跡演算部１１６と、距離演算部１１８と、姿勢特定部１２０と、判定部１２２と、信号変換部１２４と、を備える。

【0024】

図３（Ｂ）に示す制御部１１２は、例えば、操作信号Ｓｍに従い、指定された所定のロボットＲＢＴに対する詳細な仕様・機能を機種記憶部１２６から読み込み、入力ユニット１０６から入力された動作プログラムＰｍを、指定された所定のロボットＲＢＴのプログラムとして動作させる。また、制御部１１２は、検定モードのときに、動作プログラムＰｍが基準となる動作プログラムＰｍｓと同一かどうかを判定する。同時に、制御部１１２は、検定モードのときに、動作プログラムＰｍの作成時間Ｔｐｒを基準となる作成時間Ｔｐｓと比較し、許容範囲内かどうかを判定する。さらに、制御部１１２は、入力ユニット１０６で指定された表示の変更、拡大、縮小に関する信号を出力する。

【0025】

図３（Ｂ）に示す時間演算部１１４は、制御部１１２で動作プログラムＰｍｓでないと判断された動作プログラムＰｍの動作時間Ｔｗを求める。図３（Ｂ）に示す軌跡演算部１１６は、制御部１１２で動作プログラムＰｍｓでないと判断された動作プログラムＰｍで変位する所定のロボットＲＢＴの動作軌跡Ｔｒを求める。時間演算部１１４、あるいは、軌跡演算部１１６は、制御部１１２が判定した内容（動作プログラムＰｍが動作プログラムＰｍｓと同一かどうか、作成時間Ｔｐｒが作成時間Ｔｐｓ内かどうか）も出力する。

【0026】

図３（Ｂ）に示す距離演算部１１８は、姿勢検出手段１１０の出力に基づいて、表示装置１０８とロボット技術者Ｅとの距離と、表示装置１０８の正面に対するロボット技術者Ｅの方向を求める。例えば、本実施形態では、姿勢検出手段１１０は、表示装置１０８に一体的に設けられたカメラとされている。このため、距離演算部１１８は、カメラに撮影されるロボット技術者Ｅの大きさと位置から、表示装置１０８の正面に対するロボット技術者Ｅの距離と方向を求めることができる。更に、距離演算部１１８では、カメラに撮影されるロボット技術者Ｅの顔の方向を、例えば画像認識に関してＡＩ技術を活用することで判別する。

【0027】

図３（Ｂ）に示す姿勢特定部１２０は、制御部１１２を介して入力される表示装置１０８における拡大率と表示角度とを加味して、架台１０２に所定のロボットＲＢＴが実在した際に所定のロボットＲＢＴに対するロボット技術者Ｅの姿勢（位置と方向と視線）を特定する。即ち、姿勢特定部１２０において求められるロボット技術者Ｅの姿勢は、現実に所定のロボットＲＢＴが実在した際の所定のロボットＲＢＴからロボット技術者Ｅまでの距離、表示装置１０８に対するロボット技術者Ｅの顔の向き、表示装置１０８の正面に対するロボット技術者Ｅの方向を含むことができる。

【0028】

図３（Ｂ）に示す判定部１２２は、記憶部１０４Ｂの基準記憶部１２８に記憶されている動作プログラムＰｍｓの動作時間Ｔｗｓを読み出して、動作時間Ｔｗが動作時間Ｔｗｓよりも小さければ、良とする判定とともに、動作時間Ｔｗと動作時間Ｔｗｓとを、判定信号Ｓｔの一部として出力する。同時に、判定部１２２は、記憶部１０４Ｂの基準記憶部１２８に記憶されている動作プログラムＰｍｓによる所定のロボットＲＢＴの動作軌跡Ｔｒｓを読み出して、所定のロボットＲＢＴの動作軌跡Ｔｒが動作軌跡Ｔｒｓに対して許容範囲内であれば、良とする判定とともに、動作軌跡Ｔｒと動作軌跡Ｔｒｓとを、判定信号Ｓｔの一部として出力する。また、判定部１２２は、記憶部１０４Ｂの基準記憶部１２８に記憶されているロボット技術者Ｅの基準となる姿勢Ａｔｓを読み出して、表示装置１０８に表示される所定のロボットＲＢＴの動作と同期した実際のロボット技術者Ｅの姿勢Ａｔを、所定のロボットＲＢＴの動作とともに記録する。そして、判定部１２２は、姿勢Ａｔが姿勢Ａｔｓに対して許容範囲内であれば、良とする判定とともに、姿勢Ａｔと姿勢Ａｔｓとを、判定信号Ｓｔの一部として出力する。また、判定信号Ｓｔの一部として、制御部１１２から出力された作成時間Ｔｐｒが許容範囲内かどうかを判定する。即ち、処理装置１０４は、作成時間Ｔｐｒと動作時間Ｔｗを、基準となる動作プログラムＰｍｓの作成時間Ｔｐｓと動作時間Ｔｗｓと比較し評価した評価結果を表示装置１０８に表示可能としている。同時に、処理装置１０４は、ロボット技術者Ｅの姿勢Ａｔを、基準となる姿勢Ａｔｓと比較し評価した評価結果を表示装置１０８に表示可能としている。また、処理装置１０４では、１つのロボットの仕様に基づき、動作プログラムＰｍを確定する構成となっている。

【0029】

信号変換部１２４は、図３（Ｂ）に示す如く、制御部１１２から主に出力される動作プログラムＰｍによる所定のロボットＲＢＴの３次元動作の信号を、入力ユニット１０６で指定された所定のロボットＲＢＴの表示方向の変更、拡大、縮小に従う表示信号Ｓｉに変換する。

【0030】

前記記憶部１０４Ｂは、図３（Ｂ）に示す如く、上述した機種記憶部１２６及び基準記憶部１２８を備える。記憶部１０４Ｂは、他に、処理部１０４Ａにおける処理に必要な初期値やプログラムを記憶している。また、記憶部１０４Ｂは、検定問題を記憶しており、検定モードの際に、処理部１０４Ａにより、表示装置１０８に検定問題を表示させる。

【0031】

前記表示装置１０８は、図１に示す如く、架台１０２の上部に固定されており、所定のロボットＲＢＴを実物大で表示可能な表示部１０８Ａを備えている。表示装置１０８の表示部１０８Ａは、図４に示す如く、表示信号Ｓｉのうちの少なくとも一部を構成する信号によって所定のロボットＲＢＴの３次元動作を表示するロボット表示部１０８ＡＡと、表示信号Ｓｉのうちの他を構成する信号と、判定信号Ｓｔ等を表示する情報表示部１０８ＡＢと、を備えている。つまり、表示装置１０８では、動作プログラムＰｍの作成時間Ｔｐｒ、Ｔｐｓ、動作時間Ｔｗ、Ｔｗｓ、動作軌跡Ｔｒ、Ｔｒｓ、姿勢Ａｔ、Ａｔｓ、そしてそれらの判定結果を表示可能とされている。

【0032】

前記姿勢検出手段１１０は、図１、図３（Ｂ）に示す如く、表示装置１０８の上部に設けられたカメラであり、表示装置１０８の前方で入力ユニット１０６を操作するロボット技術者Ｅを撮像する。つまり、姿勢検出手段１１０は、ロボット技術者Ｅの姿勢（距離や方向や顔の向きなど）を検出することができる。

【0033】

次に、本実施形態に係るデジタル試験機１００によるモード毎の概略処理手順を、図５を用いて説明する。

【0034】

まず、ロボット技術者Ｅは、入力ユニット１０６で、所定のロボットＲＢＴを選択する（図５、ステップＳ２）。そして、ロボット技術者Ｅは、入力ユニット１０６において、モードを検定モードなのか、シミュレーションモードなのかを選択する（図５、ステップＳ４）。

【0035】

選択したモードが検定モードであれば、動作プログラムＰｍの作成と、作成時間Ｔｐｒの計測を行う（図５、ステップＳ６）。具体的には、処理装置１０４は、表示装置１０８に、検定問題を表示させ、同時に、動作プログラムＰｍの作成時間Ｔｐｒの計測を開始する。ロボット技術者Ｅは、検定問題に従い、入力ユニット１０６により動作プログラムＰｍの作成を開始する。そして、ロボット技術者Ｅが動作プログラムＰｍを完成させたら、ロボット技術者Ｅ自身が動作プログラムＰｍの作成時間Ｔｐｒの計測を終了させる。

【0036】

次に、処理装置１０４は、作成時間Ｔｐｒの計測終了の確認後に、入力ユニット１０６から出力された動作プログラムＰｍを動作させ、動作時間Ｔｗの計測を行う（図５、ステップＳ８）。同時に、処理装置１０４は、表示装置１０８に、所定のロボットＲＢＴの３次元動作を表示させる。そして、このときの所定のロボットＲＢＴの動作軌跡Ｔｒを記録するとともに、ロボット技術者Ｅの姿勢Ａｔも記録する。

【0037】

次に、処理装置１０４は、動作プログラムＰｍの作成スキルの判定を行う（図５、ステップＳ１０）。作成スキルについては、後述する。

【0038】

そして、表示装置１０８で、判定結果の表示を行い（図５、ステップＳ１２）、終了する。

【0039】

選択したモードがシミュレーションモードであれば、ロボット技術者Ｅ自らが望む動作プログラムＰｍの作成・修正を行う（図５、ステップＳ１４）。ここでは、特に作成時間Ｔｐｒを計測しない。

【0040】

次に、動作プログラムＰｍを動作させ、その動作を表示装置１０８で確認する（図５、ステップＳ１６）。そして、ロボット技術者Ｅ自身の判断に基づき、動作プログラムＰｍの動作がＯＫであれば（図５、ステップＳ１８でＹｅｓ）、その動作プログラムＰｍを出力し（図５、ステップＳ２０）、終了する。なお、出力された動作プログラムＰｍは、そのまま、実際の所定のロボットＲＢＴを動作させる際に使用することが可能とされている。

【0041】

ロボット技術者Ｅ自身が判断して、動作プログラムＰｍの動作がＯＫでなければ（図５、ステップＳ１８でＮｏ）、ロボット技術者Ｅ自らが納得するまで、動作プログラムＰｍの作成・修正を行い（図５、ステップＳ１４）、終了となる。

【0042】

ここで、ロボット技術者Ｅの動作プログラムＰｍの作成スキルについて、図６を用いて説明する。

【0043】

動作プログラムＰｍの作成スキルは、処理装置１０４の判定部１２２で評価される。まず、判定部１２２で、作成時間Ｔｐｒが許容範囲内かどうか（図６、ステップＳ２２）を確認する。この点は、制御部１１２で評価済みであり、判定部１２２で改めて確認する。

【0044】

次に、判定部１２２で、動作プログラムＰｍが、動作プログラムＰｍｓと同一かどうか（図６、ステップＳ２４）を確認する。この点も、制御部１１２で評価済みであり、判定部１２２で改めて確認する。動作プログラムＰｍが、動作プログラムＰｍｓと同一であれば、動作時間Ｔｗと動作軌跡Ｔｒとは、許容範囲内となるので、図６のステップＳ２６、ステップＳ２８はスキップすることになる。

【0045】

動作プログラムＰｍが、動作プログラムＰｍｓと同一でなければ、判定部１２２で、動作時間Ｔｗが許容範囲内かどうか（図６、ステップＳ２６）を確認する。そして、判定部１２２で、動作軌跡Ｔｒが許容範囲内かどうか（図６、ステップＳ２８）を確認する。さらに、判定部１２２で、ロボット技術者Ｅの姿勢Ａｔは適切かどうか（図６、ステップＳ３０）を確認して、終了する。本実施形態では、作成スキルとして、上記５項目について単に良否を判定したものとしているが、例えば、それぞれの項目に重み付けをして、総合的に３段階、もしくは５段階での判定を行うようにしてもよい。

【0046】

次に、本実施形態における動作プログラムＰｍの一例の内容について、図４、図７を用いて説明する。動作プログラムＰｍは、例えば、所定のロボットＲＢＴを、初期状態から第１形態の状態として第２形態に変形させて初期状態に戻すプログラムであるが、同時に、ワーク供給機ＷＳやワーク識別機ＷＤも所定のロボットＲＢＴの動作に同期して動作させるプログラムである。以下、詳細に説明する。

【0047】

まず、所定のロボットＲＢＴは初期状態であり、所定のロボットＲＢＴの先端部に設けられたエンドエフェクタＥＥを初期位置から、図４に示すワーク供給機ＷＳに移動させる（図７、ステップＳ３２）。同時にワーク供給機ＷＳを動作させ、エンドエフェクタＥＥで、ワーク供給機ＷＳの所定の場所にくるワークＷを保持する（図７、ステップＳ３４）。

【0048】

次に、ワークＷを保持したままのエンドエフェクタＥＥが所定の場所を通過するように移動させる（図７、ステップＳ３６）。そして、ワーク識別機ＷＤへワークＷを移動させてワークＷを配置させる（図７、ステップＳ３８）。その際には、エンドエフェクタＥＥで、ワークＷは保持されていない状態とする。

【0049】

次に、ワーク識別機ＷＤを動作させて、ワークＷを識別する（図７、ステップＳ４０）。本実施形態では、例えば、ワークＷの色を識別するようにされている。そして、エンドエフェクタＥＥで、ワーク識別機ＷＤで識別されたワークＷを保持する（図７、ステップＳ４２）。

【0050】

次に、エンドエフェクタＥＥで、識別された内容に従ってワークＷをワークトレイＷＴの所定の位置に配置させる（図７、ステップＳ４４）。具体的には、ワークＷの識別された色に従って、ワークトレイＷＴの中のその色のワークＷを配置すべき場所に、そのワークＷを配置させる。

【0051】

そして、エンドエフェクタＥＥでワークＷを保持していない状態として、所定のロボットＲＢＴを初期状態に戻し（図７、ステップＳ４６）、終了する。

【0052】

このように、本実施形態では、所定のロボットＲＢＴの３次元動作を表示する表示装置１０８を備える。即ち、デジタル試験機１００は所定のロボットＲＢＴそのものを備えずに、表示装置１０８だけですむので、重量を軽くすることができる。また、所定のロボットＲＢＴを用いた際に必要となる相応に広いスペース、所定のロボットＲＢＴを動かすための電源、配線準備、メンテナンスなどを不要にすることが可能である。更には、従来であれば、接近しすぎると所定のロボットＲＢＴの動作に巻き込まれて生じるケガを完全に防止することが可能である。

【0053】

また、本実施形態では、処理装置１０４は、動作プログラムＰｍの作成時間Ｔｐｒと動作時間Ｔｗとを出力可能とする。このため、動作プログラムＰｍの作成時間Ｔｐｒと動作時間Ｔｗをロボット技術者Ｅ自身および検定を行う試験官も客観的に確認することが可能である。

【0054】

また、本実施形態では、表示装置１０８では、動作プログラムＰｍの作成時間Ｔｐｒ、動作時間Ｔｗ、そして動作軌跡Ｔｒを表示可能とされている。このため、動作プログラムＰｍの作成時間Ｔｐｒ、動作時間Ｔｗ、動作軌跡Ｔｒを確認するのに表示装置１０８を単に見ればよいので、極めて簡便に作成時間Ｔｐｒ、動作時間Ｔｗ、動作軌跡Ｔｒを確認することが可能である。なお、これに限らず、動作プログラムＰｍの作成時間Ｔｐｒ、動作時間Ｔｗ、動作軌跡Ｔｒが表示装置に表示されなくてもよい。作成時間Ｔｐｒ、動作時間Ｔｗ、動作軌跡Ｔｒが出力可能とされていれば、作成時間Ｔｐｒ、動作時間Ｔｗ、動作軌跡Ｔｒを確認するのは容易であるからである。

【0055】

また、本実施形態では、入力ユニット１０６の操作で、表示装置１０８に表示される所定のロボットＲＢＴの表示方向の変更、拡大、縮小の３つの機能が可能とされている。このため、実際に所定のロボットＲＢＴが表示装置１０８の位置に配置された際にロボット技術者Ｅが観察・確認できる以上に、詳しく所定のロボットＲＢＴの動作を観察・確認することが可能である。なお、これに限らず、入力ユニットの操作で、表示装置に表示される所定のロボットＲＢＴの表示方向の変更、拡大、縮小のうちの少なくとも１つの機能が可能とされているだけでもよい。その際であっても、入力ユニットの操作で可能とされた機能により、より詳細な所定のロボットＲＢＴの動作を観察・確認することが可能である。勿論、入力ユニットの操作で、表示装置に表示される所定のロボットＲＢＴの表示方向の変更、拡大、縮小の３つの機能がすべて可能とされていなくてもよい。その分、入力ユニットによる入力操作の簡素化が可能となる。

【0056】

また、本実施形態では、処理装置１０４は、作成時間Ｔｐｒと動作時間Ｔｗを、基準となる動作プログラムＰｍｓの作成時間Ｔｐｓと動作時間Ｔｗｓと比較し評価した評価結果を表示装置１０８に表示可能としている（つまり、自動で採点される）。このため、ロボット技術者Ｅ自身が動作プログラムＰｍの作成時間Ｔｐｒと動作時間Ｔｗに関して、直接的に検定を受けた結果を知ることが可能である。なお、これに限らず、作成時間Ｔｐｒと動作時間Ｔｗのうちのいずれかだけの評価結果が表示装置に表示可能であってもよいし、作成時間Ｔｐｒと動作時間Ｔｗのいずれの評価結果も表示装置に表示されなくてもよい。

【0057】

また、本実施形態では、処理装置１０４は、また、動作軌跡Ｔｒを、基準となる動作プログラムＰｍｓの動作軌跡Ｔｒｓと比較し評価した評価結果を表示装置１０８に表示可能としている（つまり、自動で採点される）。このため、ロボット技術者Ｅ自身が動作プログラムＰｍの動作軌跡Ｔｒに関して、直接的に検定を受けた結果を知ることが可能である。なお、これに限らず、動作軌跡Ｔｒの評価結果が表示装置に表示されなくてもよい。

【0058】

また、本実施形態では、ロボット技術者Ｅの姿勢を検出する姿勢検出手段１１０を備え、処理装置１０４は、表示装置１０８に表示される所定のロボットＲＢＴの動作と同期した実際のロボット技術者Ｅの姿勢Ａｔを、所定のロボットＲＢＴの動作とともに記録する。このため、その記録された実際のロボット技術者Ｅの姿勢Ａｔを、検定試験を採点する試験官が後から確認することでも、適切かどうかの評価を行うことが可能である。あるいは、ロボット技術者Ｅ自身が確認して、自分の姿勢が妥当かどうかを評価することも可能である。なお、これに限らず、姿勢検出手段がなく、ロボット技術者Ｅの姿勢Ａｔについては、検定しなくてもよい。その際には、デジタル試験機の構成自体を簡素にでき、より低コストとすることが可能である。

【0059】

また、本実施形態では、ロボット技術者Ｅの姿勢Ａｔは、現実に所定のロボットＲＢＴが実在した際の所定のロボットＲＢＴからロボット技術者Ｅまでの距離、表示装置１０８に対するロボット技術者Ｅの顔の向き、表示装置１０８の正面に対するロボット技術者Ｅの方向のすべてを含むとされている。このため、ロボット技術者Ｅの姿勢Ａｔをこの３つの要素で評価でき、従来の実習装置で検定する際に試験官から検定される３つの要素を、試験官なしで客観的に過不足なく評価することが可能である。なお、これに限らず、ロボット技術者Ｅの姿勢Ａｔは、現実に所定のロボットＲＢＴが実在した際の所定のロボットＲＢＴからロボット技術者Ｅまでの距離、表示装置に対するロボット技術者Ｅの顔の向き、表示装置の正面に対するロボット技術者Ｅの方向のうちの少なくとも１つを含むとされていてもよいし、いずれも含まなくてもよい。

【0060】

また、本実施形態では、処理装置１０４は、ロボット技術者Ｅの姿勢Ａｔを、基準となる姿勢Ａｔｓと比較し評価した評価結果を表示装置１０８に表示可能とする。このため、ロボット技術者Ｅ自身が自らの姿勢に関して、直接的に検定を受けた結果を知ることが可能である。なお、これに限らず、ロボット技術者Ｅの評価結果が表示装置に表示されなくてもよい。

【0061】

また、本実施形態では、表示装置１０８は、所定のロボットＲＢＴを実物大で表示可能な表示部１０８Ａを備える。このため、ロボット技術者Ｅも試験官も従来の実習装置と同様に扱うことが可能でありながら、記録の必要な部分をデジタルデータとして格納でき、更に従来必要であった試験官を不要とすることもできる。また、表示部１０８Ａが相応に大きいので、ロボット技術者Ｅと試験官以外も、所定のロボットＲＢＴの動作を安全に観察することができる。

【0062】

また、本実施形態では、所定のロボットＲＢＴは、複数種類のロボットのうちから、入力ユニット１０６で選択される１つのロボットとされ、処理装置１０４では、１つのロボットの仕様に基づき、動作プログラムＰｍを確定する。即ち、所定のロボットＲＢＴは、単一のロボットに限定されないので、従来の実習装置のように、ロボットの機種毎に用意する必要がない。また、最新の機種のロボットに内容を更新することも、従来よりも簡単で且つ低コストである。なお、これに限らず、所定のロボットＲＢＴが１つのロボットに固定されていてもよい。それでも、結果的には、従来の実習装置よりも簡素で低コスト化が可能である。

【0063】

よって、本実施形態では、従来のロボット検定で必要とされる項目を検定可能としながら、移動・設置が自在なデジタル試験機１００を提供することが可能である。なお、デジタル試験機１００は、検定モードとシミュレーションモードを備えていることから、検定試験だけでなく、社内実習として、ロボットプログラミング作成実習や実際の所定のロボットＲＢＴを動作させための、実機製作システムの事前動作プログラムＰｍの作成も行うことが可能である。

【0064】

なお、第１実施形態では、表示装置１０８は、所定のロボットＲＢＴを実物大で表示可能な表示部１０８Ａを備えたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図８に示す第２実施形態の如くであってもよい。第２実施形態では、第１実施形態とは異なり、表示装置２０８は、ＶＲゴーグルである。このため、表示装置２０８に関係する要素以外については、符号の上１桁を変更し、説明を省略する。

【0065】

本実施形態では、表示装置２０８であるＶＲゴーグルのケーシング２０２の内部に表示部２０８Ａが収納されている。また、ケーシング２０２の内部に姿勢検出手段２１０も収納されている。この場合の姿勢検出手段２１０は、例えば、ロボット技術者Ｅに向けて赤外線を照射する赤外線ＬＥＤと赤外線カメラとを備え、角膜反射法によりロボット技術者Ｅの視線が検出される。ケーシング２０２にはロボット技術者Ｅの目に近接して光学系Ｌｎが設けられて、ロボット技術者Ｅの焦点が丁度表示部２０８Ａに合うようにされている。なお、符号Ｂｎは、ロボット技術者Ｅに表示装置２０８を装着するためのバンドである。本実施形態では、ロボット技術者Ｅは、ケーシング２０２に外部カメラを備え、外部カメラで入力ユニット２０６を認識することで、表示装置２０８を装着したままで入力ユニット２０６を認識可能となっている（これに限らず、他のパススルー機能を実現するものであってよいし、ケーシング２０２の一部が透明部材で構成され、そこから入力ユニット２０６を直接認識してもよい）。なお、本実施形態では、ロボット技術者Ｅの姿勢Ａｔは、光学系Ｌｎの倍率と入力ユニット２０６で選択された所定のロボットＲＢＴの表示方向の変更、拡大、縮小により求めることが可能である。

【0066】

このため、本実施形態では、デジタル試験機２００をさらにコンパクトにでき、且つ低コスト化することが可能である。つまり、本実施形態では、第１実施形態よりも、さらに場所に制限されずに、ロボット検定を受けることが可能である。

【0067】

なお、上記実施形態では、動作プログラムＰｍの作成に関する検定とシミュレーションを可能としていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図９に示す第３実施形態の如くであってもよい。第３実施形態では、更に、所定のロボットと周辺機器との結線の知識を取得可能としたものである。このため、ハードウェア的には、上記実施形態と同様であるので、デジタル試験機の機能と構成についての説明を省略する。

【0068】

本実施形態では、入力ユニットにおいて検定モードを選択し、さらに結線検定を選択した際に実施可能とされている（勿論、新たなモードを設けて、そのモードで結線についての学習を行うようにしてもよい）。まず、図９に示す如く、表示装置は、動作プログラムＰｍで動作させる所定のロボットＲＢＴと周辺機器に必要となる構成部材の未配線状態を表示する。そして、入力ユニットで、所定のロボットＲＢＴと周辺機器に必要となる構成部材を結線可能とする。更に、処理装置は、所定のロボットＲＢＴと周辺機器に必要となる構成部材の結線状態の良否を判定し、結線状態を良好な状態にするのにかかった結線時間を表示装置に表示可能とする。なお、結線が必要となる構成部材は、所定のロボットＲＢＴと、所定のロボットＲＢＴにワークＷを供給するワーク供給機ＷＳと、ワークＷを識別するワーク識別機ＷＤと、所定のロボットＲＢＴと周辺機器とをコントロールするロボットコントローラＲＣと、ロボットコントローラＲＣと所定のロボットＲＢＴと周辺機器との間に配置されるＩＯボックスＩＯと、ロボットコントローラＲＣへ操作指令を送る操作パネルＭＰと、配線の複雑化を省くための端子台ＴＰとされている。

【0069】

これにより、ロボット技術者Ｅは、動作プログラムＰｍだけでなく、所定のロボットＲＢＴの電気的接続についても検定を受けることが可能である。

【0070】

なお、上記実施形態では、入力ユニットが、ティーチングペンダントであったが、本発明はこれに限定されない。例えば、入力ユニットで入力されていた数値などの一部あるいはすべては、処理装置に設けたキーボードやマウスから入力してもよい。また、特に、第２実施形態では、ＶＲゴーグルを使用することから、入力ユニットで入力されていた数値などの一部あるいはすべてを視線入力で行うようにしてもよい。

【0071】

また、上記実施形態では、入力ユニットと処理装置と表示装置とが直接的に接続されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、入力ユニットと処理装置と表示装置とがそれぞれインターネットを介して接続されている状態であってもよい。その場合には、デジタル試験機に判定部がなく、試験官による検定が必要な場合であっても、試験官がロボット技術者Ｅと異なる場所にいて検定を行うことが可能である。つまり、遠隔地からの実習や演習参加も可能である。

【0072】

また、上記実施形態では、特に動作プログラムＰｍの種類については言及していなかったが、例えば、入力ユニットや表示装置に、ラダー画面で表示可能なラダープログラムであって、通常の工場の制御盤に設置されているＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）用のものであってもよい。

【0073】

また、上記実施形態では、特に検定モードやシミュレーションモード、それと結線についての機能を説明したが、これに限らず、デジタル試験機は、デジタル試験機の操作ガイダンスや検定内容の説明・解説などを行う機能を備えてもよい。

【0074】

また、上記実施形態では、所定のロボットＲＢＴは１つとしていたが、これに限定されず、所定のロボットＲＢＴを複数備える、より大規模なＦＡシステムを扱ってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本発明は、ロボット技術者の所定のロボットの操作の習熟レベルを検定するために広く適用することができる。

【符号の説明】

【0076】

１００、２００…デジタル試験機
１０２…架台
１０４、２０４…処理装置
１０４Ａ、１０６Ｅ…処理部
１０４Ｂ、１０６Ｆ…記憶部
１０４Ｃ、１０６Ｇ…Ｉ／Ｆ部
１０６、２０６…入力ユニット
１０６Ａ、２０２…ケーシング
１０６Ｂ…入力部
１０６Ｃ、１０８Ａ、２０８Ａ…表示部
１０６Ｄ…停止ボタン
１０８、２０８…表示装置
１０８ＡＡ…ロボット表示部
１０８ＡＢ…情報表示部
１１０、２１０…姿勢検出手段
１１２…制御部
１１４…時間演算部
１１６…軌跡演算部
１１８…距離演算部
１２０…姿勢特定部
１２２…判定部
１２４…信号変換部
１２６…機種記憶部
１２８…基準記憶部
Ａｔ、Ａｔｓ…姿勢
Ｂｎ…バンド
Ｅ…ロボット技術者
ＥＥ…エンドエフェクタ
ＩＯ…ＩＯボックス
Ｌｎ…光学系
ＭＰ…操作パネル
Ｐｍ、Ｐｍｓ…動作プログラム
ＲＢＴ…所定のロボット
ＲＣ…ロボットコントローラ
Ｓｉ…表示信号
Ｓｍ…操作信号
Ｓｓ…姿勢信号
Ｓｔ…判定信号
Ｔｐｒ、Ｔｐｓ…作成時間
Ｔｒ、Ｔｒｓ…動作軌跡
Ｔｗ、Ｔｗｓ…動作時間
ＴＰ…端子台
Ｗ…ワーク
ＷＤ…ワーク識別機
ＷＳ…ワーク供給機
ＷＴ…ワークトレイ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】