(57)【要約】【課題】システムの信頼性、稼働状況等の評価に資するために、経過時間に応じて機器に付着する汚れを推定することができる物質付着シミュレーション装置を提供する。【解決手段】この物質付着シミュレーション装置１は、機器のモデルと、機器に付着し得る物質の存在状態に関する情報と、を入力するための入力部と、入力部に入力される前記情報を用いて、機器に対する物質の付着状態を推定する処理部１１と、を備え、物質が、液体状態、ガス状態、ミスト状態、粉状態、埃状態、又は液体状態とミスト状態とを組合せた状態である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器のモデルと、前記機器に付着し得る物質の存在状態に関する情報と、を入力するための入力部と、
前記入力部に入力される前記情報を用いて、前記機器に対する前記物質の付着状態を推定する処理部と、を備え、
前記物質が、液体状態、ガス状態、ミスト状態、粉状態、埃状態、又は、これらを組合せた状態である、物質付着シミュレーション装置。
【請求項２】
前記機器が画像データを取得する撮像装置であり、
前記処理部が、推定された前記付着状態のデータ、又は、推定された前記付着状態のデータを用いて補正された画像データを、表示装置に対して出力するものである、請求項１に記載の物質付着シミュレーション装置。
【請求項３】
前記機器が画像データを取得する撮像装置であり、
前記処理部が、
所定の撮像対象が撮像されている画像データ、又は、前記所定の撮像対象が描かれているコンピュータグラフィックの画像データを、推定された前記付着状態のデータを用いて補正する補正処理と、
前記補正処理によって補正された前記画像データを、前記所定の撮像対象を撮像するための撮像装置を備えるビジョンシステムに対して出力する出力処理と、を行う請求項１に記載の物質付着シミュレーション装置。
【請求項４】
前記機器が画像データを取得する撮像装置であり、
前記処理部が、
所定の撮像対象が撮像されている画像データ、又は、前記所定の撮像対象が描かれているコンピュータグラフィックの画像データを、推定された前記付着状態のデータを用いて補正する補正処理と、
前記補正処理によって補正された前記画像データを用いて、前記所定の撮像対象を検出できるか否かを判断する判断処理と、を行う請求項１に記載の物質付着シミュレーション装置。
【請求項５】
前記機器がロボットであり、
前記処理部が、
前記ロボットが描かれているコンピュータグラフィックの画像データを、推定された前記付着状態のデータを用いて補正する補正処理と、
前記補正処理によって補正された前記画像データを表示装置に対して出力する出力処理と、を行う請求項１に記載の物質付着シミュレーション装置。
【請求項６】
前記機器がロボットであり、
前記処理部が、
前記ロボットが描かれているコンピュータグラフィックの画像データを、推定された前記付着状態のデータを用いて補正する補正処理と、
前記補正処理によって補正された前記画像データを用いて、前記ロボットの保守が必要であるか否かを判断する判断処理と、を行う請求項１に記載の物質付着シミュレーション装置。
【請求項７】
前記物質の存在状態に関する情報が、前記物質の発生源の位置の情報と、前記発生源からの前記物質の発生量の情報と、前記発生源からの前記物質の発生方向の情報と、を少なくとも含んでいる、請求項１〜６に記載の物質付着シミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は物質付着シミュレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シミュレーションモデル内において撮像装置のモデルを作成するシミュレーション装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。実際の撮像装置の設置位置の決定および実際の撮像装置のパラメータの調整は、高度な専門技術、高度な専門知識、および十分な経験を必要とする。このため、このシミュレーション装置は、実際の撮像装置の設置位置の決定および実際の撮像装置のパラメータの調整の手間を低減する目的で使用される。
【０００３】
また、ハンドに汚れが付いているか否かを、撮像された画像に基づいて自動的に判断するロボットが知られている（例えば、特許文献２参照。）。このロボットは、汚れが付いていないハンドの画像と現在のハンドの画像とを比較することによって、ハンドに汚れが付いているか否かを判断する。
【０００４】
また、ハンドに汚れが付いているか否かを、接触状態を計測するセンサを用いて自動的に判断するロボットが知られている（例えば、特許文献３参照。）。このロボットは対象物に接触する複数の把持部を有し、複数の把持部を相対的に移動させることによって、対象物の表面状態が判断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１０９２号公報
【特許文献２】特開２０１２−２４５５７０号公報
【特許文献３】特開２００８−８９５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、汚れていない撮像装置についてシミュレーションを行うためのシミュレーション装置を開示しているだけである。特許文献２および特許文献３は、実際にハンドに付着している汚れの検出を行うロボットを開示しているだけである。
【０００７】
一方、工作機械等の機械の中又は付近において使用される撮像装置のレンズは、機械に用いる液体等の影響によって汚れる。レンズが汚れると、撮像装置を用いた対象物の検出精度が低下する。また、時間の経過に応じてレンズに汚れが蓄積する場合がある。例えば、撮像装置が設置された後の経過時間が短い時には、検出精度が要求レベル以上であるが、経過時間が長くなると、検出精度が要求レベルに到達し難くなる場合がある。
【０００８】
また、対象物の検出精度の要求レベルは、対象物の種類、検出の方法、検出目的等に応じて変化する。例えば、対象物の大まかな位置の検出が検出目的である場合は、検出精度の要求レベルは低くなる。一方、対象物の正確な位置および姿勢の検出が検出目的である場合は、検出精度の要求レベルは高くなる。経過時間に応じて撮像装置に付着する汚れの推定は、撮像装置を有するシステムの将来における信頼性、稼働状況等の評価に対して有用である。同様に、経過時間に応じてロボットに付着する汚れの推定は有用である。
【０００９】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされている。本発明の目的の一つは、システムの信頼性、稼働状況等の評価に資するために、経過時間に応じて機器に付着する汚れを推定することができる物質付着シミュレーション装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の一態様の物質付着シミュレーション装置は、機器のモデルと、前記機器に付着し得る物質の存在状態に関する情報と、を入力するための入力部と、前記入力部に入力される前記情報を用いて、前記機器に対する前記物質の付着状態を推定する処理部と、を備え、前記物質が、液体状態、ガス状態、ミスト状態、粉状態、埃状態、又は、これらを組合せた状態である。
【００１１】
上記態様では、処理部が、機器に付着し得る物質の存在状態に関する情報を用いて、機器に対する物質の付着状態を推定する。つまり、使用されている機器に対する物質の付着状態、使用後の機器に対する物質の付着状態等が、処理部によって推定される。このような推定結果は、機器を使用するシステムの信頼性、稼働状況等の評価に資する。
【００１２】
上記態様において、好ましくは、前記機器が画像データを取得する撮像装置であり、前記処理部が、推定された前記付着状態のデータ、又は、推定された前記付着状態のデータを用いて補正された画像データを、表示装置に対して出力するものである。
この態様を用いる場合、オペレータ等が付着状態を容易に認識することができる。オペレータ等が付着状態を直感的に認識することができる場合もある。このため、この態様は、システムの信頼性、稼働状況等の改善を効率的に検討する時に有利である。
【００１３】
上記態様において、好ましくは、前記機器が画像データを取得する撮像装置であり、前記処理部が、所定の撮像対象が撮像されている画像データ、又は、前記所定の撮像対象が描かれているコンピュータグラフィックの画像データを、推定された前記付着状態のデータを用いて補正する補正処理と、前記補正処理によって補正された前記画像データを、前記所定の撮像対象を撮像するための撮像装置を備えるビジョンシステムに対して出力する出力処理と、を行う。
【００１４】
ビジョンシステムは実際に撮像対象の検出を行うものである。つまり、処理部が補正した画像データを用いて、ビジョンシステムによって撮像対象を検出できるか否かをテストできる。この態様によって、ビジョンシステムの将来における信頼性、稼働状況等の評価が容易となる。また、その評価結果の正確性の向上を図る時に、この態様は有用である。
【００１５】
上記態様において、好ましくは、前記機器が画像データを取得する撮像装置であり、前記処理部が、所定の撮像対象が撮像されている画像データ、又は、前記所定の撮像対象が描かれているコンピュータグラフィックの画像データを、推定された前記付着状態のデータを用いて補正する補正処理と、前記補正処理によって補正された前記画像データを用いて、前記所定の撮像対象を検出できるか否かを判断する判断処理と、を行う。
【００１６】
当該判断結果を処理部が表示装置によって表示してもよい。当該判断結果が、撮像装置の位置、姿勢等を決定するための情報として、処理部によって活用されてもよい。即ち、このような判断が自動的に行われることによって、撮像装置の位置、姿勢等を決定するための工程を短時間で行うことが可能となる。
【００１７】
上記態様において、好ましくは、前記機器がロボットであり、前記処理部が、前記ロボットが描かれているコンピュータグラフィックの画像データを、推定された前記付着状態のデータを用いて補正する補正処理と、前記補正処理によって補正された前記画像データを表示装置に対して出力する出力処理と、を行う。
この態様を用いる場合、オペレータ等が物質の付着状態を容易に認識することができる。オペレータ等が物質の付着状態を直感的に認識することができる場合もある。このため、当該構成は、システムの信頼性、稼働状況等の改善を効率的に検討する時に有利である。
【００１８】
上記態様において、好ましくは、前記機器がロボットであり、前記処理部が、前記ロボットが描かれているコンピュータグラフィックの画像データを、推定された前記付着状態のデータを用いて補正する補正処理と、前記補正処理によって補正された前記画像データを用いて、前記ロボットの保守が必要であるか否かを判断する判断処理と、を行う。
【００１９】
当該判断結果を処理部が表示装置によって表示してもよい。当該判断結果が、ロボットの位置、姿勢、作動等を決定するための情報として、処理部によって活用されてもよい。即ち、このような判断が自動的に行われることによって、ロボットの位置、姿勢、作動等を決定するための工程を短時間で行うことが可能となる。
【００２０】
上記態様において、好ましくは、前記物質の存在状態に関する情報が、前記物質の発生源の位置の情報と、前記発生源からの前記物質の発生量の情報と、前記発生源からの前記物質の発生方向の情報と、を少なくとも含んでいる。
この態様を用いる場合、シミュレーションが実際のシステムに近い状態で行われる。このため、オペレータ等が、システムの信頼性、稼働状況等の改善を効率的に検討することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、システムの信頼性、稼働状況等の評価に資する目的で、経過時間に応じて機器に付着する汚れを推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態の物質付着シミュレーション装置のブロック図である。
【図２】本実施形態の物質付着シミュレーション装置の処理部の作動を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態の物質付着シミュレーション装置において用いられるシミュレーションモデルの概略図である。
【図４】本実施形態の物質付着シミュレーション装置によって推定された付着状態のデータを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施形態に係る物質付着シミュレーション装置１が、図面を用いながら以下説明されている。
本実施形態の物質付着シミュレーション装置１は、図１に示されるように、プロセッサ等を有する処理部１１と、表示装置１２と、不揮発性ストレージ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する記憶装置１３と、キーボード、タッチパネル、操作盤等である入力装置１４と、信号の送受信を行うための送受信部１５とを備えている。入力装置１４および送受信部１５は入力部として機能する。
【００２４】
記憶装置１３にはシステムプログラム１３ａが格納されており、システムプログラム１３ａは物質付着シミュレーション装置１の基本機能を担っている。また、記憶装置１３にはシミュレーションプログラム１３ｂが少なくとも１つ格納されている。また、記憶装置１３には、シミュレーションモデル１３ｃが少なくとも１つ格納されている。
【００２５】
本実施形態のシミュレーションモデル１３ｃは、図３に示されるように、製造用の機械である工作機械２０と、工作機械２０に対して所定の作業を行う多関節ロボット等であるロボット４０と、２Ｄカメラ、３Ｄカメラ等である撮像装置５０と、工作機械２０中のスペースである内側スペース２０ａと、工作機械２０およびロボット４０が存在するスペースである外側スペース２０ｄとを有する。
本実施形態では、ロボット４０の先端にはハンド、加工ツール等が取付けられている。また、撮像装置５０はロボット４０の先端に取付けられている。
【００２６】
ロボット４０は、工作機械２０に保持されたワークＷ又は工作機械２０に対して所定の作業を行う。この場合の当該所定の作業は、バリ取り作業、加工作業、組立作業、治具の交換作業、ワークの交換作業、部品の装着作業等である。本実施形態では機械は工作機械２０であるが、工作機械２０の代わりに他の機械をシミュレーションモデル１３ｃ内に設定することも可能である。ロボット４０は、機械の種類、機械に保持されたワークの種類等に応じた作業を行う。
【００２７】
記憶装置１３には、ロボット４０に前記所定の作業を行わせるための動作プログラム１３ｄが少なくとも１つ格納されている。
本実施形態では、シミュレーションモデル１３ｃ内の工作機械２０、ロボット４０、撮像装置５０、内側スペース２０ａ、および外側スペース２０ｄのモデルは、実際の工作機械、実際のロボット、実際の撮像装置、実際の内側スペース、および実際の外側スペースの仕様にそれぞれ対応している。また、記憶装置１３に格納されている動作プログラム１３ｄは、実際のロボットに前記所定の作業を行わせる動作プログラムに対応している。このように構成すると、現実の状態に近いシミュレーションを行うことができる。
【００２８】
処理部１１はシミュレーションプログラム１３ｂを一時的にＲＡＭに格納する。そして、処理部１１はシミュレーションプログラム１３ｂに基づいて以下の処理を行う。処理部１１による処理が図２を用いて以下説明されている。
先ず、処理部１１は、入力装置１４への入力に基づいて、シミュレーションモデル１３ｃを設定する（ステップＳ１−１）。ステップＳ１−１では、処理部１１が、送受信部１５を経由して物質付着シミュレーション装置１に入力されるデータに基づいて、シミュレーションモデル１３ｃを設定してもよい。この場合、ＣＡＤを有するコンピュータ、他のシミュレーション装置等からのデータが物質付着シミュレーション装置１に入力される。
【００２９】
次に、処理部１１は、入力装置１４を用いて入力される情報に基づいて、物質の発生源の位置と、発生源からの物質の発生量と、発生源からの物質の発生方向とを、少なくとも設定する（ステップＳ１−２）。なお、発生源からの物質の発生タイミングが設定されてもよい。
【００３０】
また、処理部１１は、入力装置１４を用いて入力される情報に基づいて、物質の種類、物質の特性等を設定する（ステップＳ１−３）。ステップＳ１−２およびＳ１−３において、処理部１１が、送受信部１５を経由して物質付着シミュレーション装置１に入力される情報に基づいて、前記設定を行ってもよい。
【００３１】
入力装置１４を用いて入力される情報および送受信部１５を経由して入力される情報は、物質の発生源の位置の情報、発生源からの物質の発生量の情報、発生源からの物質の発生方向の情報、物質の種類の情報等である。これらの情報は、シミュレーションモデル１３ｃ内における物質の存在状態に関する情報である。
【００３２】
例えば、図３に示されるように機械は工作機械２０であり、物質は切削油である。第１の発生源３１は切削油を噴出するノズルの先端であり、第１の発生源３１は工作機械２０の内側スペース２０ａ内に配置される。ステップＳ１−２において、処理部１１は、第１の発生源３１の位置と、第１の発生源３１からの液体状態の物質の発生量と、第１の発生源３１からの液体状態の物質の発生方向とを、少なくとも設定する。
【００３３】
また、第１の発生源３１から噴出される切削油は、ワークＷおよびワークＷの周辺の物体に衝突する。ワークＷの周辺の物体は、工作機械２０のチャック２１、ワークＷを加工するための加工ツール２２等である。この場合、切削油がワークＷおよびワークＷの周辺の物体に衝突することによって、ミスト状態の切削油が発生する。このため、ステップＳ１−２において、処理部１１は、第２の発生源３２の位置と、第２の発生源３２からのミスト状態の物質の発生量と、第２の発生源３２からのミスト状態の物質の発生方向とを、少なくとも設定する。第２の発生源３２は例えばワークＷの表面である。
【００３４】
また、ワークＷおよびワークＷの周辺の物体に切削油が衝突することによって、液体状態の切削油も飛び散る。このため、ステップＳ１−２において、処理部１１は、第２の発生源３２からの液体状態の物質の発生量と、第２の発生源３２からの液体状態の物質の発生方向とを、少なくとも設定する。つまり、第２の発生源３２から発生する物質は、液体状態とミスト状態とを組合せた状態である。
第１の発生源３１から発生する液体状態の物質の影響として、シミュレーション上において、ワークＷおよびワークＷの周辺の物体から生ずる物質の量、発生量、発生方向等が計算されてもよい。この場合、第２の発生源３２の設定は不要となる。
【００３５】
また、ミスト状態の物質が内部スペース２０ａの天井２０ｂに付着するので、天井２０ｂから液体状態の物質が滴下する。つまり、天井２０ｂは第３の発生源３３として設定され得る。この場合、ステップＳ１−２において、処理部１１は、第３の発生源３３の位置と、第３の発生源３３からの液体状態の物質の発生量と、第３の発生源３３からの液体状態の物質の発生方向とを、少なくとも設定する。第２の発生源３２から発生するミスト状態の物質の影響として、シミュレーション上において、天井２０ｂから滴下する液体状態の物質の量、滴下タイミング、滴下間隔等が計算されてもよい。この場合、第３の発生源３３の設定は不要となる。
【００３６】
ここで、工作機械２０のチャック２１、加工ツール２２等が動く場合、当該動きに応じて、第２の発生源３２が処理部１１によってシミュレーションモデル１３ｃ内において移動する。また、第２の発生源３２の移動に応じて、第２の発生源３２からの物質の発生量および発生方向が変化する。
第２の発生源３２が加工ツール２２等の回転部材の表面に設定される場合、処理部１１は、回転部材の回転速度に応じて第２の発生源３２からの物質の発生方向を変化させる。
【００３７】
シミュレーションを行う時、第２の発生源３２から発生したミスト状態の物質は、工作機械２０の開口部２０ｃを経由して工作機械２０の外に出る。工作機械２０の外に出るミスト状態の物質が重要である場合は、第４の発生源３４が設定され得る。第４の発生源３４が外側スペース２０ｄにおいて設定されてもよい。この場合、処理部１１は、第４の発生源３４の位置と、第４の発生源３４からのミスト状態の物質の発生量と、第４の発生源３４からのミスト状態の物質の発生方向とを、少なくとも設定する。
【００３８】
前記物質が、ワークＷの加工によって発生する切り粉等を含む時もある。例えば、プラスチック製のワークＷ、軽い粉を固めることによって成形されるワークＷ等を加工する時に、空気中に浮遊する切り粉、静電気によって工作機械２０内の壁等に付着する切り粉等が発生する。この場合、他の発生源の位置等が設定される。
【００３９】
続いて、処理部１１は、入力装置１４を用いて入力される情報に基づいて、シミュレーションモデル１３ｃ内のロボット４０を作動させるための動作プログラム１３ｄを設定する（ステップＳ１−４）。例えば、動作プログラム１３ｄは、実際のロボットの動作プログラムである。
【００４０】
また、処理部１１は、入力装置１４を用いて入力される情報に基づいて、作動条件を設定する（ステップＳ１−５）。作動条件は、シミュレーションモデル１３ｃ内においてロボット４０、工作機械２０等を作動させる作動時間を含む。作動条件は、シミュレーションモデル１３ｃ内においてロボット４０、工作機械２０等を作動させる回数を含んでいてもよい。作動条件は、ロボット４０の温度、ロボット４０に取付けられた撮像装置５０のレンズ５１の温度等を含んでいてもよい。ステップＳ１−４およびＳ１−５では、送受信部１５を経由して物質付着シミュレーション装置１に入力されるデータに基づいて、処理部１１が前記設定を行ってもよい。
【００４１】
続いて、シミュレーションを開始するための開始指令を処理部１１が受付けた時に（ステップＳ１−６）、処理部１１は設定された作動条件に応じたシミュレーションを行う（ステップＳ１−７）。シミュレーションの中で、処理部１１は、撮像装置５０のレンズ５１に対する物質の付着状態を推定する。
【００４２】
推定された付着状態のデータの一例は、例えば図４に示されるように、撮像装置５０の画角５０ａ内の物質の付着量の分布のデータである。付着量の分布のデータは、画角５０ａ内の可視度の分布のデータであってもよい。可視度の分布のデータは、画角５０ａ内において、撮像対象が明確に見える範囲、撮像対象が薄く見える範囲、撮像対象がぼやけて見える範囲、撮像対象が歪んで見える範囲、撮像対象が変色を伴って見える範囲、撮像対象が見えない範囲等を特定できるデータである。前記様々な範囲が互いに重複することもある。
【００４３】
多くの工作機械２０は、ノズルから切削油が噴出されていない時に、扉を開ける。また、扉が開いた時に、工作機械２０内に存在しているミスト状態の物質が工作機械２０の外に出る。このような状況がシミュレーション上で作られる。この場合、工作機械２０の外に配置されたロボット４０およびレンズ５１に対して、主にミスト状態の物質が付着する。また、ロボット４０の先端部が工作機械２０内に配置された時に、ロボット４０およびレンズ５１に対して、第３の発生源３３から滴下する液体状態の物質が付着する。
【００４４】
ある例示的な作動条件が用いられる場合、工作機械２０の外にレンズ５１およびロボット４０が配置されている時に、レンズ５１およびロボット４０の表面の物質の水分が蒸発する。この場合、レンズ５１およびロボット４０の表面には、個体状態の物質、ペースト状態の物質等が堆積する。個体状態の物質、ペースト状態の物質等が堆積する速度は、作動条件に応じて変化する。例えば、蒸発の程度は、レンズ５１およびロボット４０の温度、ロボット４０の待機時間等に応じて変化する。
【００４５】
続いて、処理部１１は、ステップＳ１−７において推定された付着状態のデータを用いて、画像データを補正し、補正された画像データを表示装置１２によって表示する（ステップＳ１−８）。画像データの一例は、実際の撮像装置によって撮像された撮像対象の画像データである。画像データの他の例は、撮像対象が描かれているコンピュータグラフィックの画像データである。本実施形態では、撮像対象はワークＷ、チャック２１等である。
【００４６】
例えば、推定された付着状態のデータによって補正された画像データ内では、撮像対象の一部がぼやけている。また、撮像対象の他の一部が薄く見える。また、撮像対象の他の一部が歪んで見える。また、撮像対象の他の一部が変色を伴って見える。つまり、処理部１１によって作成される画像データは、レンズ５１に物質が付着している状態の推定結果である。
【００４７】
一方、処理部１１は、ステップＳ１−７において推定された付着状態のデータを用いて、ロボット４０が描かれているコンピュータグラフィックの画像データを補正し、補正された画像データを表示装置１２によって表示する（ステップＳ１−９）。
【００４８】
続いて、処理部１１は、ステップＳ１−８において補正された画像データを用いて、撮像対象の検出が可能であるか否かを判断する（ステップＳ１−１０）。ステップＳ１−１０では、処理部１１が、ステップＳ１−８において補正された画像データをビジョンシステム６０に対して送信してもよい。一例では、ビジョンシステム６０は物質付着シミュレーション装置１に含まれている。他の例では、ビジョンシステム６０は物質付着シミュレーション装置１に含まれていない。ビジョンシステム６０は実際の撮像装置６１を有し、実際の撮像装置６１によって撮像された画像データを用いて、撮像対象の検出が可能であるか否かを判断できる。ビジョンシステム６０は、ステップＳ１−８において補正された画像データを用いて、撮像対象の検出が可能であるか否かを判断する。
【００４９】
一例では、ビジョンシステム６０は、プロセッサ等を有する処理部と、画像処理プログラム、検出プログラム、モデル画像データ等が格納されている記憶装置とを有する。検出プログラムは、モデル画像データを用いて画像データ中の対象を検出するためのプログラムである。
【００５０】
続いて、処理部１１は、ステップＳ１−９において補正された画像データを用いて、ロボットの保守が必要か否かを判断する（ステップＳ１−１１）。ロボットの保守は、ロボットの潤滑油の補充、ロボットの部品の洗浄、ロボットの部品の交換等である。
続いて、処理部１１は、ステップＳ１−７〜Ｓ１−１１を所定回数繰り返す（ステップＳ１−１２）。これによって、連続して変化する複数の付着状態の推定結果が得られる。ステップＳ１−５において設定される作動時間が１時間であれば、オペレータ等は１時間ごとの変化を把握できる。
【００５１】
なお、ステップＳ１−９およびステップＳ１−１１を省くことは可能である。代わりに、ステップＳ１−８およびステップＳ１−１０を省くことも可能である。また、ステップＳ１−１１を省くことも可能である。この場合、オペレータ等が、ロボットの保守が必要か否かを判断する。また、Ｓ１−１０を省くことも可能である。この場合、オペレータ等が、撮像対象の検出が可能であるか否かを判断する。また、ステップＳ１−８およびＳ１−９において、表示装置１２による表示を省くことも可能である。
【００５２】
このように、本実施形態では、処理部１１が、物質の存在状態に関する情報を用いて、撮像装置５０およびロボット４０に対する物質の付着状態を推定する。つまり、使用されている撮像装置５０およびロボット４０に対する物質の付着状態、使用後の撮像装置５０およびロボット４０に対する物質の付着状態等が、処理部１１によって推定される。このような推定結果は、撮像装置５０およびロボット４０を使用するシステムの信頼性、稼働状況等の評価に資する。
【００５３】
また、本実施形態では、処理部１１が、推定された付着状態のデータを用いて補正された撮像対象の画像データを、表示装置１２に対して出力する。このため、オペレータ等が付着状態を容易に認識することができる。オペレータ等が付着状態を直感的に認識することができる場合もある。このため、当該構成は、システムの信頼性、稼働状況等の改善を効率的に検討する時に有利である。
【００５４】
なお、処理部１１が、図４に示されるような推定された付着状態のデータを、表示装置１２に対して出力してもよい。この場合でも、オペレータ等が物質の付着状態を容易に認識することができ、オペレータ等が物質の付着状態を直感的に認識することができる場合もある。なお、表示装置１２以外の表示装置に対して、補正された画像データ又は推定された付着状態のデータを出力することも可能である。
【００５５】
また、処理部１１は、撮像対象が撮像されている画像データ、又は、撮像対象が描かれているコンピュータグラフィックの画像データを、推定された付着状態のデータを用いて補正する。また、処理部１１は、補正された画像データを、撮像対象を撮像するための実際の撮像装置６１を備えるビジョンシステム６０に対して出力することができる。ビジョンシステム６０は実際に撮像対象の検出を行うものである。つまり、処理部１１が補正した画像データを用いて、ビジョンシステム６０によって撮像対象を検出できるか否かをテストできる。上記構成によって、ビジョンシステム６０の将来における信頼性、稼働状況等の評価が容易となる。また、その評価結果の正確性の向上を図る時に、上記構成は有用である。
【００５６】
また、本実施形態では、処理部１１が、撮像対象が撮像されている画像データ、又は、撮像対象が描かれているコンピュータグラフィックの画像データを、推定された付着状態のデータを用いて補正する。また、処理部１１は、補正された画像データを用いて、撮像対象を検出できるか否かを判断する。当該判断結果を処理部１１が表示装置１２によって表示してもよい。当該判断結果が、撮像装置の位置、姿勢等を決定するための情報として、処理部１１によって活用されてもよい。即ち、このような判断が自動的に行われることによって、撮像装置の位置、姿勢等を決定するための工程を短時間で行うことが可能となる。
【００５７】
また、本実施形態では、処理部１１が、ロボット４０が描かれているコンピュータグラフィックの画像データを、推定された付着状態のデータを用いて補正する。また、処理部１１が、補正された画像データを表示装置に対して出力する。このため、オペレータ等が物質の付着状態を容易に認識することができる。オペレータ等が物質の付着状態を直感的に認識することができる場合もある。このため、当該構成は、システムの信頼性、稼働状況等の改善を効率的に検討する時に有利である。
【００５８】
また、本実施形態では、処理部１１が、ロボット４０が描かれているコンピュータグラフィックの画像データを、推定された付着状態のデータを用いて補正する。また、処理部１１が、補正された画像データを用いて、ロボット４０の保守が必要であるか否かを判断する。当該判断結果を処理部１１が表示装置１２によって表示してもよい。当該判断結果が、ロボットの位置、姿勢、作動等を決定するための情報として、処理部１１によって活用されてもよい。即ち、このような判断が自動的に行われることによって、ロボットの位置、姿勢、作動等を決定するための工程を短時間で行うことが可能となる。
【００５９】
また、本実施形態では、物質の存在状態に関する情報として、処理部１１が、各発生源３１，３２，３３，３４の位置の情報と、各発生源３１，３２，３３，３４からの物質の発生量の情報と、各発生源３１，３２，３３，３４からの物質の発生方向の情報と、を少なくとも受付ける。つまり、シミュレーションが実際のシステムに近い状態で行われる。このため、オペレータ等が、システムの信頼性、稼働状況等の改善を効率的に検討することができる。
【００６０】
なお、ステップＳ１−５において、処理部１１が、入力装置１４等を用いて入力される情報に基づいて、レンズ５１およびロボット４０の清掃条件を設定してもよい。清掃条件は、例えば、所定時間ごとに所定の清掃方法を用いてレンズ５１およびロボット４０の清掃を行うという条件である。所定の清掃方法は、レンズ５１およびロボット４０に水をかける方法、レンズ５１およびロボット４０に空気を吹き掛ける方法等がある。この場合、様々な清掃方法、様々な清掃のタイミング等を試すことによって、レンズ５１およびロボット４０が汚れ難い清掃条件を見つけることができる。
【００６１】
本実施形態では、好ましくは、ステップＳ１−７のシミュレーションが行われる時に、処理部１１がシミュレーションモデル１３ｃ内において工作機械２０およびロボット４０を作動させる。この時、撮像対象を撮像するための位置および姿勢に撮像装置５０が配置された時に、処理部１１が、撮像装置５０の位置から見える撮像対象の画像をシミュレーションに基づいて成してもよい。当該画像内には、第１の発生源３１、第２の発生源３２、第３の発生源３３、および第４の発生源３４から発生する物質の影響があらわれる。例えば、当該画像内には、浮遊しているミスト状態の物質、滴下している液体状態の物質等が存在することになる。
【００６２】
また、ステップＳ１−８において、処理部１１が補正された画像データを表示装置１２によって表示する時に、撮像装置５０の位置から見える撮像対象の画像を処理部１１が推定された付着状態のデータによって補正してもよい。この処理によって、実際に撮像装置を使用する状態における画像が得られるので、システムの信頼性、稼働状況等の改善を効率的に検討する時に有利である。
【００６３】
本実施形態では、ステップＳ１−１０において、処理部１１が、補正された画像データをビジョンシステム６０に対して送信している。これに対し、ステップＳ１−１０において、処理部１１が、ステップＳ１−７において推定された付着状態のデータをビジョンシステム６０に対して送信してもよい。この場合でも、ビジョンシステム６０が撮像対象の画像を推定された付着状態のデータによって補正すれば、ステップＳ１−１０で説明した判断は可能である。
【００６４】
なお、内側スペース２０ａを複数のエリアに区切り、外側スペース２０ｄも複数のエリアに区切ることができる。この場合、物質の存在状態に関する情報として、例えば入力装置１４を用いて、複数のエリアの各々に存在するミスト状態の物質の量又は濃度が入力されてもよい。この場合でも、前述と同様の作用および効果が達成される。
また、物質付着シミュレーション装置１は、ロボットの制御装置内又は工作機械等の機械の制御装置内に設けられてもよい。また、物質付着シミュレーション装置１は、複数のロボット又は複数の機械を管理する上位システム内に設けられていてもよい。
【００６５】
本実施形態のシミュレーションモデル１３ｃでは、撮像装置５０がロボット４０の先端部に取付けられている。これに対し、撮像装置５０が工作機械２０の内側又は外側に取付けられていてもよい。この場合でも同様のシミュレーションを行うことが可能である。
【００６６】
また、本実施形態では、シミュレーションモデル１３ｃ内に機械として工作機械２０が設定されているが、シミュレーションモデル１３ｃ内に、工作機械２０の代わりに、他の機械のモデルが設定されてもよい。他の機械は、加硫成形機、プレス機、塗装ブース、洗浄ブース、射出成形機等である。機械が加硫成形機である場合、ロボットは、加硫成形機に対して、ワークの交換、バリ取り、検査等の作業を行う。機械が洗浄ブースの場合、ロボットは洗浄ブースの中に配置され、ロボットは洗浄ノズルを移動させる。その他の機械に対して、ロボットは各々の機械に対応する作業を行う。
【００６７】
機械が加硫成形機である場合、シミュレーションモデル１３ｃ内に、硫黄ガスの発生源の位置、発生源からの硫黄ガスの発生量、発生源からの硫黄ガスの発生方向等が設定される。機械が洗浄ブースの場合、シミュレーションモデル１３ｃ内には、洗浄液の発生源の位置、発生源からの洗浄液の発生量、発生源からの洗浄液の発生方向等が設定される。つまり、これらの場合では、物質は硫黄ガス又は洗浄液である。物質は、液体状態、ガス状態、ミスト状態、粉状態、埃状態、又は、これらを組合せた状態であればよい。
【００６８】
本実施形態では、シミュレーションモデル１３ｃ内に、機械である工作機械２０と、ロボット４０と、撮像装置５０とが設定されているが、このようなモデルは単なる一例である。即ち、シミュレーションモデル１３ｃ内に工作機械２０、ロボット４０、又は撮像装置５０を設定しなくてもよい。
【００６９】
また、シミュレーションモデル１３ｃ内にロボット４０だけが設定される場合でも、物質の存在状態が設定されていれば、ロボット４０に関して前述と同様の効果が達成される。また、また、シミュレーションモデル１３ｃ内に撮像装置５０だけが設定される場合でも、物質の存在状態が設定されていれば、撮像装置５０に関して前述と同様の効果が達成される。シミュレーションモデル１３ｃ内には、その他の機器が設定されてもよい。
【００７０】
また、本実施形態では、シミュレーションモデル１３ｃ内に、ロボット４０および撮像装置５０の全体を示すモデルが設定されている。つまり、機器のモデルが、ロボット４０の全体を示すモデルと、撮像装置５０の全体を示すモデルである。これに対し、シミュレーションモデル１３ｃ内に設定される機器のモデルが、撮像装置５０のレンズ５１の外側の面のみを示すモデルと、ロボット４０の一部品を示すモデルであってもよい。機器のモデルとして、撮像装置５０又はロボット４０の一部を示すモデルが用いられる時でも、同様のシミュレーションを行うことが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  物質付着シミュレーション装置
１１  処理部
１２  表示装置
１３  記憶装置
１３ａ  システムプログラム
１３ｂ  シミュレーションプログラム
１３ｃ  シミュレーションモデル
１３ｄ  動作プログラム
１４  入力装置
１５  送受信部
２０  工作機械
２０ａ  内側スペース
２０ｂ  天井
２０ｃ  開口部
２０ｄ  外側スペース
２１  チャック
２２  加工ツール
３１  第１の発生源
３２  第２の発生源
３３  第３の発生源
３４  第４の発生源
４０  ロボット（機器）
５０  撮像装置（機器）
５０ａ  画角
５１  レンズ
６０  ビジョンシステム
６１  実際の撮像装置
【図１】
2019130608.tif 000003
【図２】
2019130608.tif 000004
【図３】
2019130608.tif 000005
【図４】
2019130608.tif 000006