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1、(10)申请公布号 CN 103970040 A (43)申请公布日 2014.08.06 C N 1 0 3 9 7 0 0 4 0 A (21)申请号 201410042418.9 (22)申请日 2014.01.28 2013-015923 2013.01.30 JP G05B 19/04(2006.01) (71)申请人发那科株式会社 地址日本山梨县 (72)发明人井上幸三 (74)专利代理机构北京银龙知识产权代理有限 公司 11243 代理人许静 郭凤麟 (54) 发明名称 通过机器人程序进行模拟的模拟装置 (57) 摘要 本发明提供一种模拟装置，其不需要虚拟的 外围设备的定义和PL。
2、C，不变更程序就能够执行 适当的模拟。与机器人程序不同的信号状态设定 用文件能够与程序并行地执行，并且包含设定或 变更与程序的行对应记述的通过包含在程序中的 指令的执行而参照的信号的状态的指令。例如，与 第五行对应记述的文件的指令指示输出表示门的 开放结束的信号。由此，在执行模拟时，与机器人 程序的执行行同步地进行与执行行对应记述的信 号的状态的设定或变更。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103970040 A CN 1。
3、03970040 A 1/1页 2 1.一种模拟装置，其根据机器人程序（30、46）执行机器人（16）的模拟，其特征在于， 还使用与机器人程序不同的文件（32、48）， 上述不同的文件包含设定与该机器人程序的行对应记述的通过该机器人程序的行的 执行而参照的信号的状态的指令（34、36、38、40）、或设定数据寄存器的值的指令（50、52、 54）， 在根据上述指令执行上述模拟时，与上述机器人程序的执行行同步地变更为与上述执 行行对应记述的信号的状态的设定或上述数据寄存器的值。 2.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于， 设定上述信号的状态的指令用于至少指定信号名和应该设定的信号状态，设定上。
4、述数 据寄存器的值的指令用于至少指定数据寄存器名和应该设定的值。 3.根据权利要求1或2所述的模拟装置，其特征在于， 从包含参照信号的状态和数据寄存器的值的逻辑指令的机器人程序中自动地确定并 显示与上述逻辑指令对应的行。 4.根据权利要求13的任意一项所述的模拟装置，其特征在于， 上述指令包含延迟时间的指定，信号的状态或数据寄存器的值在经过了由对应的行的 执行所指定的延迟时间后被设定为应该设定的信号状态或应该设定的值。 5.根据权利要求14的任意一项所述的模拟装置，其特征在于， 在模拟开始时指定信号的状态、数据寄存器的值、或机器人的位置，变更信号的状态、 数据寄存器的值、或机器人的位置的初始设。
5、定。 6.根据权利要求15的任意一项所述的模拟装置，其特征在于， 在特定的行中，将信号的状态或数据寄存器的值变更为指定的信号或数据寄存器的 值。 权 利 要 求 书CN 103970040 A 1/5页 3 通过机器人程序进行模拟的模拟装置 技术领域 0001 本发明涉及一种通过机器人程序执行机器人模拟的模拟装置。 背景技术 0002 之前为了在包含机器人的系统、工厂中进行其动作确认、性能评价，推广一种进行 使用了虚拟的机器人等的模拟的技术。例如，在日本特开2000-081906号公报中，记载了一 种虚拟工厂模拟装置，该装置包含：虚拟控制器，其根据动作数据来模拟控制器；多个虚拟 设备模拟器，其。
6、具有通过来自虚拟控制器的驱动指令来模拟机械运动的虚拟设备。 0003 在日本特开2004-148434号公报中记载了一种模拟装置，该装置具备：模拟控制 器，其进行虚拟机器人的动作控制；时序产生器，其能够控制模拟控制器；主通信单元，其 将模拟控制器和时序控制器进行连接；模拟操作盘，其向时序产生器进行操作信号的收发， 其中，时序产生器和模拟控制器经由主通信单元进行虚拟机器人的动作确认。 0004 另外，在日本特开平07-036516号公报中记载了以下的内容，即将机器人控制器 和控制装置模型化为虚拟控制单元，从虚拟控制程序输入单元用时序控制语言输入该虚拟 控制单元的控制程序，控制动作模拟单元根据所输。
7、入的时序控制语言模拟地执行虚拟控制 单元的控制动作。 0005 进而，在日本特开平09-038876号公报中记载了一种模拟装置，该装置具备：状态 转移存储部，其存储记述了与机器人和外围设备的输入输出状态对应的动作的控制步骤的 状态转移图表，其中，根据该状态转移图表执行使用了机器人和外围设备的模型的模拟。 0006 在实际设备中使用的机器人程序中，大多包含用于进行与外围设备的联锁的信号 控制指令、基于信号条件的分支指令/待机指令等。因此，即使通过模拟器直接执行这样的 程序，也会存在由于没有来自外围设备的反馈信号而无法进行希望的动作的故障。 0007 另外，作为确认机器人程序的方法，可以列举在模拟。
8、装置中配置虚拟的外围设备 而输入输出虚拟的信号的方法、使用虚拟开关手动地输入信号的方法、或使用PLC（可编程 逻辑控制器）进行信号的输入输出的方法等，但必须进行以下的工作，即定义对应的虚拟装 置和虚拟操作盘、或将该虚拟装置和虚拟操作盘与实际PLC进行连接，存在模拟的准备要 花费时间的问题。进而，在使用虚拟开关的方法中，需要进行手动的操作。 0008 另一方面，也可以考虑变更实际设备程序而删除或注释掉不需要的部分的方法， 但在该情况下，程序自身有可能变化，从而无法进行正确的模拟。 0009 为了模拟外围设备的动作时间，有以下的方法，即准备虚拟外围设备和PLC而使 用其计时器，或在程序中写入设定待。
9、机时间的指令，但它们也存在花费工时的问题。另外如 果一旦执行模拟则信号状态发生变化，因此存在即使再次执行相同的模拟也无法得到相同 的结果的问题。 发明内容 0010 因此，本发明为了解决上述的问题，其目的在于：提供一种模拟装置，其不需要虚 说 明 书CN 103970040 A 2/5页 4 拟的外围设备的定义和PLC，不变更程序就能够执行适当的模拟。 0011 为了达到上述目的，本发明提供一种模拟装置，其根据机器人程序执行机器人的 模拟，还使用与机器人程序不同的文件，上述不同的文件包含设定与该机器人程序的行对 应记述的通过该机器人程序的行的执行而参照的信号的状态的指令、或设定数据寄存器的 值。
10、的指令，在根据上述指令执行上述模拟时，与上述机器人程序的执行行同步，变更为与上 述执行行对应记述的信号的状态的设定或上述数据寄存器的值。 0012 在适合的实施方式中，设定上述信号的状态的指令用于至少指定信号名和应该设 定的信号状态，设定上述数据寄存器的值的指令用于至少指定数据寄存器名和应该设定的 值。 0013 在适合的实施方式中，从包含参照信号的状态和数据寄存器的值的逻辑指令的机 器人程序中自动地确定并显示与上述逻辑指令对应的行。 0014 在适合的实施方式中，上述指令包含延迟时间的指定，信号的状态或数据寄存器 的值在经过了由对应的行的执行所指定的延迟时间后被设定为应该设定的信号状态或应 。
11、该设定的值。 0015 在适合的实施方式中，在模拟开始时指定信号的状态、数据寄存器的值、或机器人 的位置，变更信号的状态、数据寄存器的值、或机器人的位置的初始设定。 0016 在适合的实施方式中，在特定的行中，将信号的状态或数据寄存器的值变更为指 定的信号或数据寄存器的值。 附图说明 0017 通过参照附图说明以下的适合的实施方式，能够进一步了解本发明的上述或其他 的目的、特征和优点。 0018 图1是表示通过本发明的实施方式的模拟装置能够模拟的机器人系统的一个结 构例子的图。 0019 图2是表示模拟装置执行的机器人程序的一个例子的图。 0020 图3是表示模拟装置的处理的一个例子的流程图。。
12、 0021 图4是表示模拟装置的处理的另一个例子的流程图。 0022 图5是表示程序开始时的信号状态的初始设定的图。 0023 图6是表示能够根据来自外部的信号变更处理的机器人程序的例子的图。 具体实施方式 0024 图1是表示通过本发明的实施方式的模拟装置能够模拟的机器人系统的一个结 构例子的图。系统10包括：机器人16，其具有将可动的手12安装在前端的机器人臂14；机 械（例如机床）24，其具有可开闭的门18、工作台20、以及可开闭的夹钳22，其中，根据机器 人16的I/O信号控制手12、门18、以及夹钳22。手12构成为能够把持工件26，并且能够 将工件26载置在机床24的工作台20上。。
13、另外，夹钳22构成为能够保持工作台上的工件 26，机械24能够对所保持的工件26进行预定的加工。本实施方式的模拟装置对以下的一 连串动作进行模拟，即在机器人16通过手12把持工件26的状态下接近机械24，如果手12 到达预定位置，则门18打开，手12进入到机械24内，将工件26载置在工作台20上，夹钳 说 明 书CN 103970040 A 3/5页 5 22关闭，保持工件26。 0025 图2是表示为了模拟上述的动作而由模拟装置执行的机器人程序30的一个例子 的图。首先，在第一行和第二行中，分别指定用户框架和工具框架，在接着的第三行中，使把 持了工件26的手12以预定的速度移动，定位于预定的。
14、位置（例如机械24的门18的前面）。 0026 在接下来的第四行中，输出请求开放机械24的门18的信号（信号名：开门请求）， 在第五行中，进行待机直到输入表示门18的开放结束的信号（信号名：开门结束）为止。在 此，在本申请发明中，使用与机器人程序30不同的信号状态设定用文件32。文件32能够与 程序30并行地执行，并且包含设定或变更与机器人程序30的行对应记述的通过包含在机 器人程序中的指令的执行而参照的信号的状态的指令。在图2的例子中，与第五行对应记 述的文件32的指令34指示输入表示门18的开放结束的信号（1：开门结束）。由此，在执行 模拟时，与机器人程序30的执行行（在此为第五行）同步地。
15、进行与执行行对应记述的信号的 状态的设定（变更）。 0027 在接下来的第六行中，使把持了工件26的手12以预定的速度移动（前进）从而使 得通过开放了的门18，将工件26定位于预定的位置（例如工作台20上）上。 0028 在接下来的第七行中，输出请求开放手12的信号（信号名：请求开放手），在第八 行中，进行待机直到输入表示手12的开放结束的信号（信号名：开放手结束）为止。在此， 与第五行同样，与机器人程序30不同的文件32包含与机器人程序30的第八行对应记述的 指令36，指令36指示表示输入手12的开放结束的信号（1：开放手结束）。由此，与机器人 程序30的第八行同步地进行与执行行对应记述的信。
16、号的状态的设定（变更）。 0029 在接下来的第九行中，输出请求关闭机械24的夹钳22的信号（信号名：夹钳关闭 请求），在第十行中，进行待机直到输入表示夹钳22的关闭结束的信号（信号名：夹钳关闭 结束）为止。在此，与第五行和第八行同样，与机器人程序30不同的文件32包含与机器人 程序30的第十行对应记述的指令38，指令38指示表示输入夹钳22的关闭结束的信号（2： 夹钳关闭结束）。由此，与机器人程序30的第十行同步地进行与执行行对应记述的信号的 状态的设定（变更）。 0030 然后，在第十一行中，使手12以预定的速度移动（后退）使得通过开放的门18，定 位于预定的位置（例如机械24的门18的前。
17、面）上。 0031 在接下来的第十二行中，输出请求机械24的门18关闭的信号（信号名：门关闭请 求），在第十三行中，进行待机直到输入表示门18的关闭结束的信号（信号名：门关闭结束） 为止。在此，与第五行、第八行和第十行同样，与机器人程序30不同的文件32包含与机器 人程序30的第十三行对应记述的指令40，指令40指示输入表示门18的关闭结束的信号 （2：门关闭结束）。由此，与机器人程序30的第十三行同步地进行与执行行对应记述的信号 的状态的设定（变更）。此外，指令34、36、38和40至少能够指示信号名和应该设定的信号 状态。 0032 图3是表示模拟装置进行模拟时的处理的流程的流程图。如果开。
18、始模拟，则依次 执行机器人程序的行，但在此如步骤S1所示，判定正在执行的行是否伴随着信号状态设 定。在伴随着信号状态设定的情况下（在图2的例子中，相当于第五、八、十、以及十三行），前 进到步骤S2，根据包含在与机器人程序不同的文件中的信号状态设定（变更）指令，设定（变 更）相应的信号状态。通过重复进行这样的处理直到机器人程序的最终行为止（步骤S3）， 说 明 书CN 103970040 A 4/5页 6 来完成预定的模拟。 0033 此外，虽然是任意的，但在图2中如表42所示那样，在进行文件32的信号状态设 定时，也可以在从程序30对应的执行行的开始后到经过预定的设定时间不进行信号状态 设定（。
19、即设定信号延迟时间）。在图示例子中，使与程序30的第五行同步进行的信号状态设 定（指令34）延迟到从第五行的执行开始经过1000毫秒。对于程序30的第八、十、以及十三 行，也能够同样地设定适当的信号延迟时间。通过这样的延迟时间的设定，能够设定实际设 备的反馈信号的延迟时间，能够进行与实际设备更接近的模拟。此外，对于后述的数据寄存 器的值的设定或变更，也同样能够应用延迟时间的设定。 0034 图4是表示在设定了上述信号延迟时间的情况下，由模拟装置进行模拟时的处理 的流程的流程图。如果开始模拟，则依次执行机器人程序的行，但在此，如步骤S11所示那 样，判定正在执行的行是否伴随着信号状态设定。在伴随。
20、着信号状态设定的情况下（在图2 的例子中，相当于第五、八、十、以及十三行），首先如步骤S12所示那样，待机直到经过预定 的设定时间（延迟时间）为止，然后，前进到步骤S13，根据包含在与机器人程序不同的文件 中的信号状态设定（变更）指令，设定（变更）对应的信号状态。通过重复进行这样的处理直 到机器人程序的最终行为止（步骤S14），来完成预定的模拟。 0035 图5所示的表44表示模拟开始时的各信号的状态和机器人位置的初始设定的例 子。在该例子中，在模拟开始时，将与门18的关闭请求相关的信号的输出、与门18的关闭 结束相关的信号的输入设定为开通，将其他信号设定为切断。也能够通过与机器人程序30 不。
21、同的文件等来进行这样的初始设定。通常，在程序（模拟）结束时，信号状态从初始状态发 生变化，有时即使直接再次执行相同的模拟也无法得到相同的结果，但通过进行这样的初 始设定，则能够将模拟开始时的信号状态等始终设定为固定，进而在模拟开始时使机器人 移动到指定的位置，从而能够提高程序的再现性。此外，虽然在图5中没有表示，但可以对 后述的数据寄存器的值也预先确定初始设定值，在模拟开始时将数据寄存器的值设定为其 初始设定值。 0036 图6是作为本申请发明的其他实施方式说明与机器人程序的执行同步地设定/变 更数据寄存器的值的模拟装置的图。图6所示例的机器人程序46与寄存器的值对应地自 动选择执行子程序A和。
22、B的任意一个，具体地说，重复进行以下的处理，即如果在第二行中 寄存器的值是1则执行程序A，如果不是1则不执行程序A而执行程序B。 0037 在此，在本申请发明中，使用与机器人程序46不同的数据寄存器设定用文件48。 文件48能够与程序46并行地执行，并且包含设定或变更与机器人程序46的行对应记述的 通过包含在机器人程序中的指令的执行而参照的数据寄存器的值的指令。在图6的例子 中，与调用程序A的第三行对应记述的文件48的指令50与第三行同步，在数据寄存器（寄 存器名：寄存1）设定数值1。另一方面，与调用程序B的第六行对应记述的文件48的指 令52与第六行同步，在数据寄存器（寄存器名：寄存1）设定。
23、1以外的数值（在此为2）。进 而，与第一行对应记述的文件48的指令54是与“寄存1”的值对应地进行不同的信号状 态的设定的指令，根据寄存器的条件变更信号状态。因此，如果根据机器人程序46执行模 拟，则交替地反复执行程序A和B。此外，指令50和52能够至少指定数据寄存器名和应该 设定的值。 0038 在图6的实施方式中，在程序46的特定的行（在此为第三和第五行）中，变更寄存 说 明 书CN 103970040 A 5/5页 7 器的值，根据它来执行不同的程序，因此适合于根据外部控制装置的信号等外部信号使机 器人动作的时序控制模拟。此外，虽然没有图示，但在对逐次加工多个同种类的工件的工作 进行模拟。
24、的情况下，数据寄存器设定用文件也可以包含将表示进行几次工件的加工的计数 器的数值设定或变更为数据寄存器的指令。 0039 另外，如上述实施方式那样，在机器人程序包含参照信号的状态和数据寄存器的 值的逻辑指令的情况下，也可以从该机器人程序中自动地确定并显示与该逻辑指令对应的 行。由此，不使用虚拟的外围设备和PLC就能够容易地确认程序。另外，逻辑指令和行自动 地对应，因此还能够容易地进行信号的状态设定。 0040 根据本发明，与机器人程序的行对应地设定信号的状态或数据寄存器的值，在执 行模拟时，与机器人程序的执行行同步地变更信号的状态和数据寄存器的值，因此不需要 虚拟的外围设备和PLC就能够容易地。
25、确认程序，另外还不需要变更程序。 0041 通过自动地确定并显示与参照信号的状态和数据寄存器的值的逻辑指令对应的 行，能够从机器人程序中自动地检测出信号指令或数据寄存器指令，自动地进行行与信号 或数据寄存器的对应。 0042 通过延迟时间的设定，在根据机器人的输出信号使外围设备动作的情况下，将从 输出该输出信号到从外围设备接受动作结束信号为止的时间设定为延迟时间，能够进行与 实际设备更接近的模拟。 0043 通过信号等的初始状态的设定，能够将模拟开始时的信号状态设定为希望的状 态。 0044 通过在特定的行中将信号的状态或数据寄存器的值变更为指定的信号或数据寄 存器的值，从而能够进行可以与根据外部控制装置的信号（外部信号）而分支处理的程序等 对应的模拟。 说 明 书CN 103970040 A 1/5页 8 图1 说 明 书 附 图CN 103970040 A 2/5页 9 图2 说 明 书 附 图CN 103970040 A 3/5页 10 图3 图4 说 明 书 附 图CN 103970040 A 10 4/5页 11 图5 说 明 书 附 图CN 103970040 A 11 5/5页 12 图6 说 明 书 附 图CN 103970040 A 12 。