(57)【要約】  実施形態の一態様に係るロボットシミュレータ（１０）は、表示部（１２）と、画像生成部（１１１ａ）と、表示制御部（１１１ｂ）と、シミュレート指示部（１１１ｅ）とを備える。表示部（１２）は、画像を表示する。画像生成部（１１１ａ）は、ロボット（３０）の所定の制御点を原点とする３次元座標軸を操作可能な操作ハンドルを含むロボット（３０）の仮想画像を生成する。表示制御部（１１１ｂ）は、上記仮想画像を上記表示部（１２）へ表示させる。シミュレート指示部（１１１ｅ）は、上記操作ハンドルに対するオペレータの操作を受け付けた場合に、かかる操作に基づく上記制御点の変位量および上記３次元座標軸の回転量を取得し、取得した変位量および回転量に応じて上記ロボット（３０）の姿勢を変更した上記仮想画像を上記画像生成部（１１１ａ）に再生成させる。
2014013605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部と、
ロボットの所定の制御点を原点とする３次元座標軸を操作可能な操作ハンドルを含む前記ロボットの仮想画像を生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記仮想画像を前記表示部へ表示させる表示制御部と、
前記操作ハンドルに対するオペレータの操作を受け付けた場合に、前記操作に基づく前記制御点の変位量および前記３次元座標軸の回転量を取得し、取得した該変位量および該回転量に応じて前記ロボットの姿勢を変更した前記仮想画像を前記生成部に再生成させるシミュレート指示部と
を備えることを特徴とするロボットシミュレータ。
【請求項２】
前記ロボットが用いるハンドリングツールの種別と当該種別に対応してあらかじめ用意された前記制御点とを関連付けた制御点情報を記憶する記憶部
をさらに備え、
前記生成部は、
前記ロボットが用いると仮定される前記ハンドリングツールの種別に応じた前記制御点を前記制御点情報から取得し、取得した前記制御点に基づいて前記仮想画像を生成すること
を特徴とする請求項１に記載のロボットシミュレータ。
【請求項３】
前記操作ハンドルは、
前記３次元座標軸の一軸ごとに該一軸方向に沿って前記制御点を変位させる変位ハンドルと、前記３次元座標軸を一軸ごとに該一軸まわりに回転させる回転ハンドルとを含むこと
を特徴とする請求項１または２に記載のロボットシミュレータ。
【請求項４】
前記変位ハンドルは、
前記３次元座標軸の一軸ごとに該一軸方向に沿った両向き矢印の形状をなしており、該両向き矢印それぞれは、前記制御点から分離して配置されること
を特徴とする請求項３に記載のロボットシミュレータ。
【請求項５】
前記変位ハンドルは、
前記３次元座標軸の一軸ごとに該一軸方向に沿った両向き矢印の形状をなしており、該両向き矢印それぞれは、前記制御点において交差して配置されること
を特徴とする請求項３に記載のロボットシミュレータ。
【請求項６】
前記記憶部は、
前記仮想画像における前記ロボットの姿勢を該ロボットの教示点と関連付けた教示点情報をさらに記憶し、
前記仮想画像は、
さらに入力ボタンを含むものであって、
前記オペレータによって前記入力ボタンが押下された場合に、該入力ボタンが押下された時点における前記ロボットの姿勢を前記教示点として前記教示点情報へ登録する登録部
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のロボットシミュレータ。
【請求項７】
前記操作ハンドルは、
前記オペレータのドラッグ操作によって操作されること
を特徴とする請求項１に記載のロボットシミュレータ。
【請求項８】
表示部と、
ロボットの所定の制御点を原点とする３次元座標軸を操作可能な操作ハンドルを含む前記ロボットの仮想画像を生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記仮想画像を前記表示部へ表示させる表示制御部と、
前記操作ハンドルに対するオペレータの操作を受け付けた場合に、前記操作に基づく前記制御点の変位量および前記３次元座標軸の回転量を取得し、取得した該変位量および該回転量に応じて前記ロボットの姿勢を変更した前記仮想画像を前記生成部に再生成させるシミュレート指示部と、
前記仮想画像の任意の時点における前記ロボットの姿勢を該ロボットの教示点と関連付けた教示点情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部によって記憶された前記教示点情報に基づいて前記ロボットを教示する教示部と
を備えることを特徴とするロボット教示装置。
【請求項９】
ロボットの所定の制御点を原点とする３次元座標軸を操作可能な操作ハンドルを含む前記ロボットの仮想画像を生成する生成工程と、
前記生成工程によって生成された前記仮想画像を表示部へ表示させる表示制御工程と、
前記操作ハンドルに対するオペレータの操作を受け付けた場合に、前記操作に基づく前記制御点の変位量および前記３次元座標軸の回転量を取得し、取得した該変位量および該回転量に応じて前記ロボットの姿勢を変更した前記仮想画像を前記生成工程に再生成させるシミュレート指示工程と、
前記仮想画像の任意の時点における前記ロボットの姿勢を該ロボットの教示点と関連付けた教示点情報を記憶する記憶工程と、
前記記憶工程によって記憶された前記教示点情報に基づいて前記ロボットを教示する教示工程と
を含むことを特徴とするロボット教示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、ロボットシミュレータ、ロボット教示装置およびロボット教示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定の加工作業等をロボットに行わせるにあたって作成される教示データに基づき、あらかじめロボットの動作をシミュレート演算してコンピュータのディスプレイ上などにグラフィック表示するロボットシミュレータが種々提案されている。【０００３】
かかるロボットシミュレータを用いることによって、オペレータは、実際にロボットを動作させることなく、ロボットが周辺機器に干渉しないかといった検証を行いながら教示データを作成することができる。【０００４】
ところで、教示データの作成は、ティーチングペンダントと呼ばれる可搬式の専用デバイスを用いて行われるが、一般にティーチングペンダントの操作にはある程度オペレータの熟練度が求められる。【０００５】
このため、近年では、タッチパネル上に表示したロボットのグラフィック画像の周囲に「上」、「下」、「左」、「右」といった動作方向を示す文言を用いたタッチキーを表示し、かかるタッチキーを押圧させるように操作を平易化した手法も提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９０１７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のロボットシミュレータには、オペレータの熟練度に関わりなく、オペレータに直感的に分かりやすく操作させるという点で更なる改善の余地がある。【０００８】
たとえば、上述のように動作方向を示す文言を用いたタッチキーを表示する場合に、ロボットが多軸を有しており、きわめて多方向への可動が可能であるような場合、多くのタッチキーの表示が必要となり、かえって操作が分かりにくくなるおそれがある。【０００９】
また、上述のような「左」や「右」といった文言であらわされる方向は、絶対的な方向ではなく相対的な方向を示すため、オペレータがロボットの動作方向を直感的に把握しにくいことも考えられる。【００１０】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、オペレータの熟練度に関わりなく、オペレータに直感的に分かりやすく操作させることができるロボットシミュレータ、ロボット教示装置およびロボット教示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
実施形態の一態様に係るロボットシミュレータは、表示部と、生成部と、表示制御部と、シミュレート指示部とを備える。前記表示部は、画像を表示する。前記生成部は、ロボットの所定の制御点を原点とする３次元座標軸を操作可能な操作ハンドルを含む前記ロボットの仮想画像を生成する。前記表示制御部は、前記生成部によって生成された前記仮想画像を前記表示部へ表示させる。前記シミュレート指示部は、前記操作ハンドルに対するオペレータの操作を受け付けた場合に、前記操作に基づく前記制御点の変位量および前記３次元座標軸の回転量を取得し、取得した該変位量および該回転量に応じて前記ロボットの姿勢を変更した前記仮想画像を前記生成部に再生成させる。
【発明の効果】
【００１２】
実施形態の一態様によれば、オペレータの熟練度に関わりなく、オペレータに直感的に分かりやすく操作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態に係るロボットシミュレータを含むロボットシステムの全体構成を示す模式図である。
【図２】図２は、実施形態に係るロボットシミュレータの構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、表示部へ表示される仮想画像の一例を示す模式図である。
【図４】図４は、制御点情報の設定例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、操作ハンドルの一例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、変位ハンドルの説明図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、回転ハンドルの説明図である。
【図６】図６は、変形例に係る操作ハンドルを示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、変位ハンドルを操作した場合のロボットの仮想画像におけるシミュレーション動作の具体例を示す図（その１）である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、変位ハンドルを操作した場合のロボットの仮想画像におけるシミュレーション動作の具体例を示す図（その２）である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、変位ハンドルを操作した場合のロボットの仮想画像におけるシミュレーション動作の具体例を示す図（その３）である。
【図８Ａ】図８Ａは、回転ハンドルを操作した場合のロボットの仮想画像におけるシミュレーション動作の具体例を示す図（その１）である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、回転ハンドルを操作した場合のロボットの仮想画像におけるシミュレーション動作の具体例を示す図（その２）である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、回転ハンドルを操作した場合のロボットの仮想画像におけるシミュレーション動作の具体例を示す図（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットシミュレータ、ロボット教示装置およびロボット教示方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
また、以下では、ディスプレイ等の表示部に対し、ロボットの３次元モデルのグラフィック画像を表示するロボットシミュレータを例に挙げて説明を行う。なお、かかる３次元モデルのグラフィック画像については、以下、「仮想画像」と記載する場合がある。
【００１６】
図１は、実施形態に係るロボットシミュレータ１０を含むロボットシステム１の全体構成を示す模式図である。
【００１７】
図１に示すように、ロボットシステム１は、ロボットシミュレータ１０と、ロボット制御装置２０と、ロボット３０とを備える。また、ロボットシミュレータ１０は、シミュレータ制御装置１１と、表示部１２と、操作部１３と、教示点情報ＤＢ（データベース）１４とを備える。
【００１８】
シミュレータ制御装置１１は、ロボットシミュレータ１０全体を制御するコントローラであり、演算処理処置や記憶装置などを含んで構成される。また、シミュレータ制御装置１１は、表示部１２をはじめとするロボットシミュレータ１０の各種装置と情報伝達可能に接続される。
【００１９】
また、シミュレータ制御装置１１は、操作部１３を介したオペレータの操作に基づいてその動作をシミュレート演算したロボット３０の仮想画像を表示部１２に対して出力する。
【００２０】
また、シミュレータ制御装置１１は、同じく操作部１３を介したオペレータの操作に基づいてロボット３０の仮想画像からロボット３０の教示点を取得し、教示点情報ＤＢ１４へ登録する。
【００２１】
表示部１２は、いわゆるディスプレイ等の表示デバイスである。また、操作部１３は、マウス等のポインティングデバイスである。なお、操作部１３は、必ずしもハードウェア部品として構成される必要はなく、たとえば、タッチパネルディスプレイに表示されたタッチキーなどのソフトウェア部品であってもよい。
【００２２】
教示点情報ＤＢ１４は、ロボット３０に対する教示点に関する情報が登録されるデータベースである。
【００２３】
ここで、教示点とはロボット３０を再生動作させる際にロボット３０が経由するべき目標姿勢となる情報であり、例えば、ロボット３０に含まれる各エンコーダのパルス値として記憶される。ロボット３０は複数の教示点の情報に基づいて動作するため、教示点情報ＤＢ１４にはロボット３０の動き（ジョブ）毎に複数の教示点が関連付けられて記憶されている。
【００２４】
換言すると、ロボット３０の教示プログラムには、複数の教示点及び各教示点間の補間動作命令やエンドエフェクタへの動作命令などの組合せ情報が含まれており、教示点情報ＤＢ１４はロボット３０の教示プログラム毎にそれに含まれる教示点の情報を記憶するようになっており、ロボット３０を再生動作させる際にはかかる教示プログラムに基づいてロボット３０が動作される。
【００２５】
かかる教示点情報ＤＢ１４は、ロボット３０の動作を制御するコントローラであるロボット制御装置２０と情報伝達可能に接続されており、ロボット制御装置２０は、かかる教示点情報ＤＢ１４に登録された教示点に基づいてロボット３０の各種動作を制御する。
【００２６】
なお、図１では、説明を分かりやすくする観点から、教示点情報ＤＢ１４とシミュレータ制御装置１１とを別体で構成した例を示しているが、教示点情報ＤＢ１４をシミュレータ制御装置１１内部の記憶部に記憶させることとしてもよい。
【００２７】
ロボット３０は、第１アーム３１と第２アーム３２とを有しており、第１アーム３１と第２アーム３２とはそれぞれの姿勢を変更させるための複数の関節と各関節を動作させるアクチュエータを内蔵している。ここではアクチュエータはサーボモータを有しており、ロボット制御装置２０からの動作指示に基づいてロボット３０の各関節を駆動する。
【００２８】
なお、後述の説明で用いる図３に示すが、第１アーム３１及び第２アーム３２それぞれの終端部にはエンドエフェクタとしてハンド３１Ａ，３２Ａ（グリッパ）が設けられている。ハンド３１Ａ，３２Ａには、ロボット３０が行う作業の内容に応じて、所定のハンドリングツール（以下、「ツール」と記載する）が把持される場合がある。
【００２９】
なお、図１では、ロボット３０が、第１アーム３１と第２アーム３２との一対の腕を有する双腕ロボットである例を示しているが、ロボットシステム１に適用されるロボットは、単腕ロボットであってもよいし、２つ以上の腕を備える多腕ロボットであってもよい。
【００３０】
次に、実施形態に係るロボットシミュレータ１０のブロック構成について、図２を用いて説明する。図２は、実施形態に係るロボットシミュレータ１０のブロック図である。なお、図２では、ロボットシミュレータ１０の説明に必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００３１】
また、図２を用いた説明では、主としてシミュレータ制御装置１１の内部構成について説明することとし、既に図１で示した表示部１２、操作部１３および教示点情報ＤＢ１４については説明を簡略化する場合がある。
【００３２】
図２に示すように、シミュレータ制御装置１１は、制御部１１１と、記憶部１１２とを備える。制御部１１１は、画像生成部１１１ａと、表示制御部１１１ｂと、操作受付部１１１ｃと、操作量取得部１１１ｄと、シミュレート指示部１１１ｅと、教示点取得部１１１ｆと、登録部１１１ｇとをさらに備える。記憶部１１２は、モデル情報１１２ａと、制御点情報１１２ｂとを記憶する。
【００３３】
画像生成部１１１ａは、モデル情報１１２ａおよび制御点情報１１２ｂに基づいてロボット３０の仮想画像を生成する。モデル情報１１２ａは、ロボット３０の種別ごとにあらかじめ定義された描画情報を含む情報である。
【００３４】
また、制御点情報１１２ｂは、ロボット３０の制御点をあらかじめ定義した情報である。画像生成部１１１ａは、かかる制御点を原点とする３次元座標軸を操作可能な操作ハンドル（後述）を含ませながらロボット３０の仮想画像を生成する。なお、制御点情報１１２ｂの詳細については、図４を用いて後述する。
【００３５】
また、画像生成部１１１ａは、生成したロボット３０の仮想画像を表示制御部１１１ｂに対して出力する。表示制御部１１１ｂは、画像生成部１１１ａから受け取ったロボット３０の仮想画像を表示部１２へ表示させる。
【００３６】
ここで、画像生成部１１１ａが生成し、表示制御部１１１ｂを介して表示部１２へ表示されるロボット３０の仮想画像の一例について、図３を用いて説明する。
【００３７】
図３は、表示部１２へ表示されるロボット３０の仮想画像の一例を示す模式図である。図３に示すように、ロボット３０の仮想画像は、表示部１２の表示領域の一つである表示ウィンドウ１２０上に表示される。
【００３８】
また、図３に示すように、ロボット３０の仮想画像には、所定の制御点とともに、かかる制御点を原点とする３次元座標軸を操作可能な操作ハンドルが含まれる。
【００３９】
たとえば、図３には、制御点ＣＰ１および制御点ＣＰ２と、これらをそれぞれ原点とする３次元座標軸の操作ハンドルＨ１および操作ハンドルＨ２が含まれたロボット３０の仮想画像を例示している。これら操作ハンドルＨ１および操作ハンドルＨ２は、オペレータが操作部１３を介して、たとえば、ドラッグ操作することが可能な操作対象オブジェクトである。
【００４０】
なお、これら制御点ＣＰ１および制御点ＣＰ２のような所定の制御点の位置は、前述の制御点情報１１２ｂによって規定される。ここで、図４を用いて、かかる制御点情報１１２ｂの設定例について説明しておく。
【００４１】
図４は、制御点情報１１２ｂの設定例を示す図である。図４に示すように、制御点情報１１２ｂは、たとえば、「ツール有無」項目と、「ツール種別」項目と、「制御点」項目とを含んだ情報である。なお、図４では、説明を分かりやすくするため、各項目のデータをテキストであらわして示しているが、格納されるデータのデータ形式を限定するものではない。
【００４２】
「ツール有無」項目には、ハンド３１Ａ，３２Ａによってツールが把持されるか否か、すなわち、「ツール有り」であるか「ツール無し」であるかを規定するデータが格納される。
【００４３】
また、「ツール種別」項目には、ツールの種別を示すデータが格納される。また、「制御点」項目には、ツールの種別に応じた制御点を示すデータ（たとえば、ハンド３１Ａ，３２Ａとの相対位置を示す座標値など）が格納される。
【００４４】
そして、たとえば、図３に示す例の場合、ハンド３１Ａ，３２Ａによって「第１ツール」が把持されると仮定される場合には、かかる「第１ツール」の「先端部」が所定の制御点として規定されることとなる。
【００４５】
また、ハンド３１Ａ，３２Ａによって「第２ツール」が把持されると仮定される場合には、かかる「第２ツール」の「中心部」が所定の制御点として規定されることとなる。
【００４６】
また、「ツール無し」である場合には、あらかじめ定められた「ハンド基準点」が所定の制御点として規定されることとなる。
【００４７】
すなわち、制御点情報１１２ｂは、ロボット３０が用いるツールの種別とかかる種別に対応してあらかじめ用意された制御点とを関連付けたデータベースであるといえる。
【００４８】
そして、上述の画像生成部１１１ａは、ロボット３０が用いると仮定されるツールの種別に応じた制御点をかかる制御点情報１１２ｂから取得し、取得した制御点に基づいてロボット３０の仮想画像を生成することとなる。
【００４９】
なお、かかる制御点を原点として生成される操作ハンドルの詳細については、図５Ａ〜図６を用いて後述する。
【００５０】
図３の説明に戻る。図３に示すように、ロボット３０の仮想画像には、さらに肘角の操作ハンドルＨ３および腰旋回軸の操作ハンドルＨ４が含まれる。これら操作ハンドルＨ３および操作ハンドルＨ４もまた、オペレータが操作部１３を介して操作することが可能な操作対象オブジェクトである。
【００５１】
オペレータは、操作部１３を介してこれら操作ハンドルＨ１〜Ｈ４を操作することによって、ロボット３０の仮想画像に対してシミュレーション動作を行わせるシミュレート指示を与える。かかる具体例については、図５Ａ〜図８Ｃを用いて後述する。
【００５２】
なお、図３に示すように、ロボット３０の仮想画像には、ロボット３０の周辺機器を含むことができる。これにより、ロボット３０の仮想画像に対してシミュレーション動作を行わせる際に、かかる周辺機器に対する干渉チェックを行うことができる。
【００５３】
また、図３に示すように、表示ウィンドウ１２０には、入力ボタンＢ１〜Ｂ３が設けられる。入力ボタンＢ１〜Ｂ３もまた、オペレータが操作部１３を介して操作することが可能な操作対象オブジェクトである。
【００５４】
そして、たとえば、入力ボタンＢ１には、操作ハンドルＨ１〜Ｈ４の表示および非表示の切り替え機能を割り当てることができる。また、たとえば、入力ボタンＢ２には、ツール名の表示機能を割り当てることができる。
【００５５】
また、たとえば、入力ボタンＢ３には、かかる入力ボタンＢ３の押下時点におけるロボット３０の姿勢を教示点として教示点情報ＤＢ１４へ登録する登録機能を割り当てることができる。
【００５６】
また、図３に示すように、表示ウィンドウ１２０には、さらにプルダウンメニューＰ１が設けられる。プルダウンメニューＰ１には、ロボット３０の仮想画像における座標系（たとえば、ベース座標／ロボット座標／ツール座標など）の切り替え機能を割り当てることができる。
【００５７】
そして、かかるプルダウンメニューＰ１からオペレータが所望の座標系を選択することによって、画像生成部１１１ａは、選択された座標系に応じたロボット３０の仮想画像を生成することとなる。
【００５８】
なお、選択された座標系に応じて、オペレータが直感的に把握でき、平易に操作できるように、操作ハンドルＨ１〜Ｈ４の形状を切り替えてもよい。また、あわせてロボット３０の周辺機器の表示および非表示を切り替えることとしてもよい。
【００５９】
図２の説明に戻り、シミュレータ制御装置１１の操作受付部１１１ｃについて説明する。操作受付部１１１ｃは、操作部１３を介して入力されるオペレータの入力操作を受け付け、かかる入力操作がシミュレート指示に関するものであれば、受け付けた入力操作を操作量取得部１１１ｄに対して通知する。なお、ここにいうシミュレート指示に関する入力操作は、既に図３に示した例で言えば、操作ハンドルＨ１〜Ｈ４に対する操作に対応する。
【００６０】
また、操作受付部１１１ｃは、入力操作が教示点の登録指示に関するものであれば、受け付けた入力操作を教示点取得部１１１ｆに対して通知する。なお、ここにいう教示点の登録指示に関する入力操作は、既に図３に示した例で言えば、入力ボタンＢ３に対する操作に対応する。
【００６１】
操作量取得部１１１ｄは、操作受付部１１１ｃから通知された入力操作の内容を解析して、制御点の変位量およびかかる制御点を原点とする３次元座標軸の回転量を取得し、取得した変位量および回転量をシミュレート指示部１１１ｅに対して通知する。
【００６２】
シミュレート指示部１１１ｅは、操作量取得部１１１ｄから通知された変位量および回転量に応じて姿勢を変更したロボット３０の仮想画像を再生成させるシミュレート指示を画像生成部１１１ａに対して通知する。
【００６３】
そして、画像生成部１１１ａは、シミュレート指示部１１１ｅから受け取ったシミュレート指示に基づいてロボット３０の仮想画像を再生成し、表示制御部１１１ｂを介して表示部１２へ表示させる。これにより、ロボット３０の仮想画像は連続して変化するシミュレーション動作を行うこととなる。
【００６４】
ここで、図５Ａ〜図８Ｃを用いて、具体的な操作ハンドルの操作とそれにともなうロボット３０の仮想画像のシミュレーション動作について説明する。まず、図５Ａ〜図５Ｃを用いて、操作ハンドルの具体例から説明する。なお、以下では、操作ハンドルに「Ｈ」の符号を、制御点に「ＣＰ」の符号を、それぞれ付すこととする。
【００６５】
図５Ａは、操作ハンドルＨの一例を示す図である。また、図５Ｂは、変位ハンドルＨｘの説明図である。また、図５Ｃは、回転ハンドルＨＲｘの説明図である。
【００６６】
なお、図５Ａには、大文字のＸ，Ｙ，Ｚを付した３次元のＸＹＺ座標軸を示しているが、かかるＸＹＺ座標軸は、いわゆるワールド座標系などの空間全体をあらわす座標系である。以下に説明する操作ハンドルＨの座標系は、これとは異なるローカル座標系のｘｙｚ座標軸であらわすこととするが、説明の便宜上、ｘ軸はＸ軸に、ｙ軸はＹ軸に、ｚ軸はＺ軸にそれぞれ平行であるものとする。
【００６７】
図５Ａに示すように、操作ハンドルＨは、制御点ＣＰを原点とするｘｙｚ座標軸を操作するための操作対象オブジェクトである。かかる操作ハンドルＨには、ｘｙｚ座標軸の一軸ごとにかかる一軸方向に沿って制御点ＣＰを変位させる変位ハンドルＨｘ，Ｈｙ，Ｈｚが含まれる。
【００６８】
なお、変位ハンドルＨｘ，Ｈｙ，Ｈｚは、それぞれ対応するｘｙｚ座標軸の一軸の軸方向に沿った立体的な両向き矢印の形状をなしている。また、変位ハンドルＨｘ，Ｈｙ，Ｈｚそれぞれは、制御点ＣＰから分離して配置される。
【００６９】
また、図５Ａに示すように、操作ハンドルＨには、ｘｙｚ座標軸を一軸ごとにかかる一軸まわりに回転させる回転ハンドルＨＲｘ，ＨＲｙ，ＨＲｚが含まれる。
【００７０】
なお、回転ハンドルＨＲｘ，ＨＲｙ，ＨＲｚは、それぞれ対応するｘｙｚ座標軸の一軸まわりに沿った立体的な両向き矢印の形状をなしている。
【００７１】
ここで、図５Ｂで変位ハンドルＨｘを採り上げ、かかる変位ハンドルＨｘを操作する場合の具体例について説明する。なお、図５Ｂでは、変位ハンドルＨｙ，Ｈｚおよび回転ハンドルＨＲｘ，ＨＲｙ，ＨＲｚの図示を省略している。
【００７２】
図５Ｂに示すように、変位ハンドルＨｘは、操作部１３を介したオペレータのドラッグ操作によって操作される（図中の矢印５０１参照）。なお、このとき、変位ハンドルＨｘは、対応するｘ軸方向に沿ったドラッグ操作が可能である。
【００７３】
そして、図５Ｂに示すように、たとえば、矢印５０１に示すドラッグ操作によるドラッグ量が１変位量に相当すれば、画像生成部１１１ａは、制御点ＣＰおよびこれを原点とするｘｙｚ座標軸を、ｘ軸方向に沿って１変位させる（図中の矢印５０２参照）。
【００７４】
すなわち、かかる場合、ＸＹＺ座標軸（図５Ａ参照）における変位前の制御点ＣＰの座標値が（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（０，０，０）であった場合、変位後の制御点ＣＰの座標値は（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（１，０，０）となり、ｘｙｚ座標軸は、かかる変位後の制御点ＣＰを原点として形成されることとなる。
【００７５】
そして、画像生成部１１１ａは、変位後の制御点ＣＰおよびｘｙｚ座標軸に基づいてロボット３０の仮想画像を再生成し、シミュレーション動作を行わせる。
【００７６】
無論、変位ハンドルＨｘは、その立体的な両向き矢印の形状が示す通り、図中の矢印５０１とは逆向きのドラッグ操作が可能である。
【００７７】
なお、図５Ｂには示していないが、変位ハンドルＨｙについて同様のドラッグ操作を行えばｙ軸方向に沿って、また、変位ハンドルＨｚについて同様のドラッグ操作を行えばｚ軸方向に沿って、それぞれ制御点ＣＰおよびこれを原点とするｘｙｚ座標軸が変位される。
【００７８】
次に、図５Ｃで回転ハンドルＨＲｘを採り上げ、かかる回転ハンドルＨＲｘを操作する場合の具体例について説明する。なお、図５Ｃでは、変位ハンドルＨｘ，Ｈｙ，Ｈｚおよび回転ハンドルＨＲｙ，ＨＲｚの図示を省略している。
【００７９】
図５Ｃに示すように、回転ハンドルＨＲｘもまた、操作部１３を介したオペレータのドラッグ操作によって操作される（図中の矢印５０３参照）。なお、このとき、回転ハンドルＨＲｘは、対応するｘ軸まわりに沿ったドラッグ操作が可能である。
【００８０】
そして、図５Ｃに示すように、たとえば、矢印５０３に示すドラッグ操作によるドラッグ量が３０°の回転量に相当すれば、画像生成部１１１ａは、ｘｙｚ座標軸をｘ軸まわりに３０°回転させる（図中の矢印５０４参照）。
【００８１】
そして、画像生成部１１１ａは、回転後のｘｙｚ座標軸に基づいてロボット３０の仮想画像を再生成し、シミュレーション動作を行わせる。
【００８２】
無論、回転ハンドルＨＲｘもまた、その立体的な両向き矢印の形状が示す通り、図中の矢印５０３とは逆向きのドラッグ操作が可能である。かかる場合、ｘｙｚ座標軸は、図５Ｃに示した例とは逆向きに回転することとなる。
【００８３】
なお、図５Ｃには示していないが、回転ハンドルＨＲｙについて同様のドラッグ操作を行えばｙ軸まわりに、また、回転ハンドルＨＲｚについて同様のドラッグ操作を行えばｚ軸まわりに、それぞれｘｙｚ座標軸が回転される。
【００８４】
このように、操作ハンドルＨは、制御点ＣＰを原点とするｘｙｚ座標軸にそれぞれ対応付けられるとともにそれぞれ両向き矢印の形状をなした変位ハンドルＨｘ，Ｈｙ，Ｈｚおよび回転ハンドルＨＲｘ，ＨＲｙ，ＨＲｚを含む。これにより、オペレータの熟練度に関わりなく、オペレータに直感的に分かりやすく操作させることができる。
【００８５】
なお、操作ハンドルＨの形状は、図５Ａに示した一例に限られるものではない。たとえば、変位ハンドルＨｘ，Ｈｙ，Ｈｚおよび回転ハンドルＨＲｘ，ＨＲｙ，ＨＲｚを片矢印としてもよい。
【００８６】
また、たとえば、変形例に係る操作ハンドルＨ’を示す図である図６に示されるように、変位ハンドルＨｘ，Ｈｙ，Ｈｚを、制御点ＣＰにおいて交差させて配置することとしてもよい。かかる変形例によっても、図５Ａに示した操作ハンドルＨと同様に、オペレータの熟練度に関わりなく、オペレータに直感的に分かりやすく操作させることができる。
【００８７】
次に、図７Ａ〜図７Ｃを用いて、操作ハンドルＨ（図５Ａ参照）の変位ハンドルＨｚを操作した場合のロボット３０の仮想画像におけるシミュレーション動作の具体例について説明する。図７Ａ〜図７Ｃは、変位ハンドルＨｚを操作した場合のロボット３０の仮想画像におけるシミュレーション動作の具体例を示す図である。
【００８８】
なお、図７Ａ〜図７Ｃでは、ロボット３０が備える第１アーム３１の終端可動部の中心部が制御点ＣＰとして規定されているものとする。また、ここでは、説明の便宜上、回転ハンドルＨＲｘ，ＨＲｙ，ＨＲｚの図示を省略している。
【００８９】
図７Ａに示すように、表示部１２の表示ウィンドウ１２０に対し、ロボット３０の仮想画像が表示されているものとする。そして、ここで、オペレータによって、変位ハンドルＨｚが図中の矢印７０１の示す向きにドラッグ操作されたものとする。
【００９０】
かかる場合、図７Ｂに示すように、まず、操作ハンドルＨが、オペレータのドラッグ操作におけるドラッグ量に応じた変位量分、ｚ軸方向に沿って変位する（図中の矢印７０２参照）。すなわち、制御点ＣＰおよび制御点ＣＰを原点とするｘｙｚ座標軸全体が、第１アーム３１の終端可動部から一旦分離してｚ軸方向に沿って変位する。
【００９１】
つづいて、図７Ｃに示すように、第１アーム３１の終端可動部が、その中心部をふたたび制御点ＣＰと一致させる。すなわち、ロボット３０の仮想画像においては、図中の矢印７０３の向きに第１アーム３１を移動させるシミュレーション動作が描かれることとなる。
【００９２】
なお、図７Ａ〜図７Ｃでは、変位ハンドルＨｚを操作した場合のシミュレーション動作を例に挙げたが、変位ハンドルＨｘ，Ｈｙについても、それぞれが対応付けられたｘ軸およびｙ軸について同様の動きを示すことは言うまでもない。
【００９３】
つづいて、図８Ａ〜図８Ｃを用いて、操作ハンドルＨの回転ハンドルＨＲｘを操作した場合のロボット３０の仮想画像におけるシミュレーション動作の具体例について説明する。図８Ａ〜図８Ｃは、回転ハンドルＨＲｘを操作した場合のロボット３０の仮想画像におけるシミュレーション動作の具体例を示す図である。
【００９４】
なお、図８Ａ〜図８Ｃにおいても、第１アーム３１の終端可動部の中心部が制御点ＣＰとして規定されているものとする。また、ここでは、説明の便宜上、変位ハンドルＨｘ，Ｈｙ，Ｈｚの図示を省略している。
【００９５】
図８Ａに示すように、表示部１２の表示ウィンドウ１２０に対し、ロボット３０（主に第１アーム３１）の仮想画像が表示されているものとする。そして、ここで、オペレータによって、回転ハンドルＨＲｘが図中の矢印８０１の示す向きにドラッグ操作されたものとする。
【００９６】
かかる場合、図８Ｂに示すように、まず、ｘｙｚ座標軸が、オペレータのドラッグ操作におけるドラッグ量に応じた回転量分、ｘ軸まわりに回転する（図中の矢印８０２参照）。
【００９７】
つづいて、図８Ｃに示すように、第１アーム３１の終端可動部が、回転後のｘｙｚ座標軸に追従するように描かれる。すなわち、ここでは、終端可動部の向きを図中の矢印８０３の向きに沿って変更させる第１アーム３１のシミュレーション動作が描かれることとなる。
【００９８】
なお、図８Ａ〜図８Ｃでは、回転ハンドルＨＲｘを操作した場合のシミュレーション動作を例に挙げたが、回転ハンドルＨＲｙ，ＨＲｚについても、それぞれが対応付けられたｙ軸およびｚ軸について同様の動きを示すことは言うまでもない。
【００９９】
図２の説明に戻り、シミュレータ制御装置１１の教示点取得部１１１ｆについて説明する。教示点取得部１１１ｆは、操作受付部１１１ｃから入力ボタンＢ３（図３参照）が押下された通知を受け取り、かかる入力ボタンＢ３の押下された時点における仮想画像上のロボット３０の姿勢を教示点として取得する。
【０１００】
また、教示点取得部１１１ｆは、取得した教示点を登録部１１１ｇに対して通知する。登録部１１１ｇは、教示点取得部１１１ｆから受け取った教示点を、教示点情報ＤＢ１４へ登録する。
【０１０１】
なお、上述した通り、ロボット制御装置２０は、かかる教示点情報ＤＢ１４に登録された教示点に基づいてロボット３０の各種動作を制御する。したがって、教示点取得部１１１ｆおよび登録部１１１ｇは、教示点情報ＤＢ１４を介してロボット３０を教示する「教示部」であるともいえる。
【０１０２】
記憶部１１２は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリといった記憶デバイスであり、モデル情報１１２ａおよび制御点情報１１２ｂを記憶する。なお、モデル情報１１２ａおよび制御点情報１１２ｂの内容については既に説明したため、ここでの記載を省略する。
【０１０３】
また、図２を用いた説明では、シミュレータ制御装置１１が、あらかじめ登録されたモデル情報１１２ａおよび制御点情報１１２ｂなどに基づいてロボット３０の仮想画像を生成する例を示したが、シミュレータ制御装置１１と相互通信可能に接続された上位装置から画像生成に必要となる情報を逐次取得することとしてもよい。
【０１０４】
上述してきたように、実施形態に係るロボットシミュレータは、表示部と、画像生成部（生成部）と、表示制御部と、シミュレート指示部とを備える。表示部は、画像を表示する。画像生成部は、ロボットの所定の制御点を原点とする３次元座標軸を操作可能な操作ハンドルを含むロボットの仮想画像を生成する。表示制御部は、上記画像生成部によって生成された上記仮想画像を上記表示部へ表示させる。シミュレート指示部は、上記操作ハンドルに対するオペレータの操作を受け付けた場合に、かかる操作に基づく上記制御点の変位量および上記３次元座標軸の回転量を取得し、取得した変位量および回転量に応じて上記ロボットの姿勢を変更した上記仮想画像を上記画像生成部に再生成させる。
【０１０５】
したがって、実施形態に係るロボットシミュレータによれば、オペレータの熟練度に関わりなく、オペレータに直感的に分かりやすく操作させることができる。
【０１０６】
なお、上述した実施形態では、仮想画像上のロボットの姿勢を教示点として取得し、教示点情報として登録可能なロボットシミュレータを例に挙げて説明したが、かかるロボットシミュレータをロボット教示装置として構成してもよい。
【０１０７】
また、上述した実施形態では、仮想画像上でのみシミュレーション動作を行わせる場合を例に挙げたが、オペレータによる操作ハンドルの操作に応じて実際にロボットを動作させることとしてもよい。
【０１０８】
また、上述した実施形態では、双腕の多軸ロボットを例示したが、ロボットの腕数や軸数を限定するものではなく、さらにロボットの種別や形状を問うものではない。
【０１０９】
また、上述した実施形態では、主に操作部としてマウスを用い、かかるマウスによって操作ハンドルのドラッグ操作を行う場合を例に挙げたが、これに限られるものではない。たとえば、表示部をいわゆるマルチタッチ対応のタッチパネルなどで構成し、かかるタッチパネルに対するオペレータのマルチタッチ操作によって操作ハンドルをドラッグすることとしてもよい。
【０１１０】
また、上述した実施形態では、仮想画像が３次元モデルのグラフィック画像である場合について説明したが、次元数を限定するものではなく、たとえば、２次元モデルであってもよい。
【０１１１】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１    ロボットシステム
１０    ロボットシミュレータ
１１    シミュレータ制御装置
１２    表示部
１３    操作部
１４    教示点情報ＤＢ
２０    ロボット制御装置
３０    ロボット
３１    第１アーム
３１Ａ  ハンド
３２    第２アーム
３２Ａ  ハンド
１１１    制御部
１１１ａ  画像生成部
１１１ｂ  表示制御部
１１１ｃ  操作受付部
１１１ｄ  操作量取得部
１１１ｅ  シミュレート指示部
１１１ｆ  教示点取得部
１１１ｇ  登録部
１１２    記憶部
１１２ａ  モデル情報
１１２ｂ  制御点情報
１２０    表示ウィンドウ
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３    入力ボタン
ＣＰ、ＣＰ１、ＣＰ２    制御点
Ｈ、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４    操作ハンドル
ＨＲｘ、ＨＲｙ、ＨＲｚ    回転ハンドル
Ｈｘ、Ｈｙ、Ｈｚ    変位ハンドル
Ｐ１    プルダウンメニュー
【図１】
2014013605.tif 000003
【図２】
2014013605.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014013605.tif 000006
【図５Ａ】
2014013605.tif 000007
【図５Ｂ】
2014013605.tif 000008
【図５Ｃ】
2014013605.tif 000009
【図６】
2014013605.tif 000010
【図７Ａ】
2014013605.tif 000011
【図７Ｂ】
2014013605.tif 000012
【図７Ｃ】
2014013605.tif 000013
【図８Ａ】
2014013605.tif 000014
【図８Ｂ】
2014013605.tif 000015
【図８Ｃ】
2014013605.tif 000016
【国際調査報告】
2014013605.tif 000017
2014013605.tif 000018
2014013605.tif 000019
2014013605.tif 000020