以下、本発明のシミュレーション方法に� ��る一実施形態について図面を参照しつつ、� ��明する。なお、本実施形態では所謂タンデ� ��プレスラインにおいて、プレス機械間に設� ��られる搬送装置(搬送系)における設置位置� �び搬送ラインに対し最適化シミュレーショ� �を行うことで搬送サイクルタイムを短縮す� �方法について説明する。

 図1は本実施形態に係るシミュレーション方 法を用いるロボットシミュレータ(搬送系シ� �ュレータ)の概略構成を示す図である。
 図1に示すように、ロボットシミュレータ1� �、プレス機械や搬送装置等の各機器におけ� �図面寸法データからシミュレーション時に� �要となる形状モデル(3次元モデル)や動作パ� �ーン(動作データ)等のシミュレーションモデ ルを生成するデータ作成部11と、このデータ� ��成部11によって生成したシミュレーション� �デルに基づき、各機器(プレス機械及び搬送� ��置)の動作シミュレーションを行う動作シミ ュレーション部12と、この動作シミュレーシ� ��ンの結果を判定する判定部13と、を備えて� �成されている。

 具体的に前記データ作成部11は、図2、3に示 すようなプレス機械P及びロボットR(搬送系)� �形状モデルを生成する。なお、図2は形状モ� ��ルにおける立面図を示すものであり、図3は 形状モデルにおける平面図を示すものである 。なお、図2、3中、XYZ方向は互いが直交するX YZ座標系に対応している。
 本実施形態のシミュレーション対象となる� ��ンデムプレスラインには、図2、3に示すよ� �に、隣接するプレス機械PのアップライトP1� �に搬送用のロボットRが配置されている。こ� ��ロボットRとしては汎用ロボットが用いられ る。このロボットRは、図4に示すように多関� ��のアームAを有し、アームAの関節部に設け� �れたモータ(不図示)により例えば6軸方向に� �動可能となっている。そして、先端に設け� �れたワーク把持部A1により、プレス機械P間� �プレス加工を施すワークWを搬送する。

 次にロボットシミュレータ1における作業工 程について図面を参照して説明する。
 はじめに図5に示すように、第一工程として 第一処理作業(ステップS1~S3)を行う。具体的� �は、シミュレータをスタート(起動)させ、プ レスラインを構成する機器の寸法データを入 力する。より具体的には、ロボット(搬送系)� ��プレス機械の図面データ(3D-CADデータ)を入� �する(ステップS1)。すると、前記データ作成� ��11が上記図面寸法データから図2、3に示した ような形状モデルを自動的に生成する(ステ� �プS2)。
 続いて、上記のステップS2で生成した形状� �デルに基づき、ロボットRの基準設置位置及� ��基準搬送ラインL1を設定する(ステップS3)。

 ロボットRの高さ方向(又はZ軸方向)における 設置位置は、図8中Z軸方向の距離(H1,H2,H3…)に よって規定することができる。また、ロボッ トRのX軸方向における設置位置は、図9に示さ れるようにプレス機械P間の中心を結ぶライ� �中心線X´からの距離(X1,X2,X3…)で規定するこ� ��ができる。また、ロボットRのY軸方向にお� �る設置位置としては、図8、9に示されるよう に、ロボットRをプレス機械P間(プレス間ピッ チ)の中心線上に固定するのが望ましい。こ� �ようにすれば、プレス機械P間でワーク搬送� ��行うロボットRの動作を単純化することがで きるからである。
 したがって、ロボットRの基準設置位置は、 Y軸方向以外は任意の値に設定することが可� �であり、後述する第二工程としての第二処� �作業(ステップS4~10)時に任意の値に設定すれ� ��よい。

 ロボットRの搬送ラインは、図4に示した� �ボットRのワーク把持部A1を基準として設定� �れ、本実施形態では図8、9中の基準搬送ライ ン(第一搬送ライン)L1に設定する。この基準� �送ラインL1は、図9に示すようにプレス機械P� ��の中心を結ぶライン中心に一致している。

 ところで、ロボットRは図4に示したよう� �関節を多数(本実施形態では6つ)有している� �め、ロボットRがプレス機械P間でワークを搬 送する搬送時間はロボットRの設置位置及び� �送ラインによって大きく変化する。したが� �て、搬送時間を短縮するためには、モータ� �移動時間を最小とするようにロボットRの設� ��位置及び搬送ラインを最適化することが重� ��である。

 そこで、本発明に係るシミュレーション� ��法では、プレス機械Pに対するロボットRの� �置位置がそれぞれ異なると共に同一の上記� �準搬送ラインL1に従ってワーク搬送を行う形 状モデル(図8,9参照)の動作パターンを複数形� ��し、各動作パターンに基づいて動作シミュ� ��ーションを行って、ワークWを最も早く搬送 可能なロボットRの最適設置位置を選定する� �二処理作業(ステップS4~10)を行う。ここで、� ��ークWを最も早く搬送するとは、ワークWの� �送速度が第二処理作業内で最速となること� �意味している。

 以下、第二処理作業について図6に示す工程 図を参照しつつ説明する。
 第二処理作業では、はじめに上記ステップS 3に基づいてシミュレーション計画を作成す� �(ステップS4)。このステップS4では、以下の� �うに繰り返し行うシミュレーション回数を� �定する。

 具体的には、図8,9に示したロボットRの設 置位置を規定するX座標(X1,X2,X3…,Xn,…X10)及び Z座標(H1,H2,H3…,Hn,…H10)をそれぞれ10通りに変� ��させ、合計100パターンの位置に設置される� ��ボットRの形状モデルに関するシミュレーシ ョン計画を作成する。

 続いて、上記シミュレーション計画に基� ��いて、100パターン全てについて動作シミュ� ��ーションを行う。ここで、上記動作シミュ� ��ーションを行う際に、シミュレーション回� ��を確認する(ステップS5)。そして、全ての動 作シミュレーション(100パターン分)が終了し� ��場合にはステップS6に進む。一方、全ての� �ミュレーションが終了していない場合には� �テップS7~S10に進む。

 以下、ステップS7~S10について説明する。
 まず、上記シミュレーション計画(ステップ S4)に基づいて、各設置位置に設置されたロボ ットRの動作パターンを作成(ステップS7)し、� ��動作パターンに基づき、一方のプレス機械P 内から、他方のプレス機械PへとワークWを搬� ��させる動作をシミュレーションする。この� ��き、プレス機械P間でワークを搬送する際の 時間、及びロボットRとプレス機械Pとの間で� ��渉が生じるか否かについて判定部13がチェ� �クする(ステップS8)。

 ここでロボットRがプレス機械Pに干渉する(Y ES)と判定された場合、判定部13はシミュレー� ��ョン結果を記憶することなく、上記ステッ� ��S4に戻る(ステップS9)。一方、干渉が生じな� ��(NO)と判定された場合には、判定部13はシミ� ��レーション結果を記憶し、上記ステップS4� �戻る(ステップS9)。ここで、記憶される内容� ��しては、ロボットRの形状モデルにおける設 置位置、及び搬送時間である。
 上記ステップS4に戻った後、同様にシミュ� �ーション回数を確認し(ステップS5)、100パタ� ��ン全てについて同様のシミュレーションを� ��り返す(ステップS7~S10)。

 このようにして、100回のシミュレーショ� ��を自動的に行う。全てのシミュレーション� ��終了すると、ステップS6に進む。このステ� �プS6では、判定部13に記憶されたロボットの� ��置位置、搬送時間(プレス内進入時間、ロボ ット単体サイクル時間)等のシミュレーショ� �データを整理し、最適な設置位置を抽出す� �。このとき、判定部13には干渉が生じないシ ミュレーション結果のみが記憶されているた め、判定時間を短縮することができる。

 これにより、干渉を生じることなく、プ� ��ス内進入時間が短く、かつロボットの水平( 図8,9中、X-Y平面内)動作時にリフト方向(図8,9� ��、Z軸方向)における動きが少ないロボット� �置位置を決定することができる。すなわち� �本実施形態ではプレス機械Pでワークを最も� ��く搬送することのできるロボットRの設置位 置(座標)として、例えばT(Xn,Hm)を選定するこ� �ができる。

 続いて、上記第二処理作業で選定した設� ��位置T(Xn,Hm)にロボットRの形状モデルを固定� ��置する。また、上記基準搬送ラインL1とは� �なる複数の搬送ライン(第二搬送ライン)に従 ってワーク搬送を行うロボットRの形状モデ� �の動作パターンを複数形成し、各動作パタ� �ンに基づいて動作シミュレーションを行う� �そして、プレス機械P間でワークを最も早く� ��送する前記搬送系の搬送ラインを選定する� ��三工程として第三処理作業(ステップS11~18)� �行う。

 以下、第三処理作業について図7に示す工程 図を参照しつつ説明する。
 上記第二作業処理(ステップS4~S10)では、ロ� �ットRの搬送ラインを直線状の基準搬送ライ� ��L1に固定した状態でロボット設置位置T(Xn,Hm) を選定したが、第三作業処理では、第二作業 処理で選定された設置位置T(Xn,Hm)にロボットR を固定配置すると共に搬送時間をより短縮す るロボットRの第二搬送ラインについて検討� �る。

 ロボットRの搬送ライン(第二搬送ライン)� ��一例として、例えば図10に示されるように� �レス機械P内へ進入する位置(ロボット教示点 T1,T2)とプレス機械P外へ退避した位置(ロボッ� ��教示点T3,T4)を通る搬送ラインL2を規定でき� �。第三作業処理では、ロボットRの旋回軸以� ��の軸の動きを最小限にし、プレス機械P内に おける搬送時間をより短縮できる、曲線状の 搬送ラインを選定する。

 ここで、ワークWを把持した状態の搬送ラ イン(ロボット教示点T2,T3)は、ワークWを把持� ��ていない状態の搬送ライン(ロボット教示点 T1,T4)に比べて内側(ロボットRの設置側)となる 。このように第三作業処理における搬送ライ ンL2は、ロボット教示点(T1,T2,T3,T4)によって表 現することができる。また、上記ロボット教 示点をX軸方向に移動する距離をパラメータ� �し、例えば搬送ラインL3(ロボット教示点T5,T6 ,T7,T8)も規定できる。このようにロボット教� �点をパラメータ化することで搬送ラインを� �意(L2,L3,…,Ls)に設定できる。なお、第三作業 処理では、実際はZ軸方向においてもロボッ� �教示点を変化させた搬送ラインを設定する� �、図示を省略している。

 第三作業処理では、はじめに上記第二作� ��処理(ステップS4~10)と同様のシミュレーショ ン計画を作成する(ステップS11)。このステッ� ��S11では、以下のステップで繰り返し行われ� ��シミュレーション回数を規定する。本実施� ��態では、上述したようにプレス機械P内への 進退時におけるロボット教示点をパラメータ 化し、上記第二処理作業と同様に例えば100パ ターンの搬送ライン(L2~L101)に基づいて、搬送 を行う際のシミュレーション計画を作成する 。

 続いて、上記シミュレーション計画に基� ��いて、100パターン全てについて動作シミュ� ��ーションを行う。ここで、上記動作シミュ� ��ーションを行う際に、シミュレーション回� ��を確認する(S12)。そして、全てのシミュレ� �ション(100パターン分)が終了した場合にはス テップS17に進む。一方、全てのシミュレーシ ョンが終了していない場合にはステップS13~S1 6に進む。

 以下、ステップS13~S16について説明する。
 まず、上記シミュレーション計画(ステップ S11)に基づいて、各搬送ラインに基づいて搬� �を行うロボットRの動作パターンを作成(ステ ップS11)する。そして、各動作パターンに基� �き、一方のプレス機械P内から、他方のプレ� ��機械PへとワークWを搬送させる動作をシュ� �レーションする。このとき、プレス機械P間� ��ワークWを搬送する際の時間、及びロボット Rとプレス機械Pとの間で干渉が生じるか否か� ��ついて判定部13がチェックする(ステップS14) 。

 ここでロボットRがプレス機械Pに干渉する(Y ES)と判定された場合、判定部13はシミュレー� ��ョン結果を記憶することなく、上記ステッ� ��S11に戻る(S15)。一方、干渉が生じない(NO)と� ��定された場合には、判定部13はシミュレー� �ョン結果を記憶し、上記ステップS11に戻る(� ��テップS16)。ここで、記憶される内容として は、ロボットRの形状モデルにおける設置位� �、及び搬送時間である。
 上記ステップS11に戻った後、同様にシミュ� ��ーション回数を確認し(ステップS12)、100パ� �ーン全てについて同様のシミュレーション� �繰り返す(ステップS13~S16)。

 このようにして、100回のシミュレーショ� ��を自動的に行う。全てのシミュレーション� ��終了すると、ステップS17に進む。このステ� ��プS17では、判定部13に保持された搬送時間(� ��レス内進入時間、ロボット単体サイクル時� ��)、ロボットの動作軌跡等のシミュレーショ ンデータを整理する。このとき、判定部13に� ��干渉が生じないシミュレーション結果のみ� ��記憶されているため、判定時間を短縮する� ��とができる。

 これにより、干渉を生じることなく、プ� ��ス内進入時間が短く、かつロボット水平動� ��時にリフト方向(図8中Z軸方向)の動きが少な い安定した搬送ラインを決定(選定)すること� ��できる。したがって、ロボットRの上流プレ スから下流プレスにワークWを搬送する際に� �干渉を生じることなく、しかも搬送時間を� �縮することのできる搬送ラインLkを提供する ことができる。

 本実施形態では、上記第三作業処理(ステッ プS11~S17)と第二作業処理(ステップS4~S10)とを� �数回繰り返す(ステップS18)。
 上記第二作業処理では、基準搬送ラインL1(� ��線)をロボットの搬送ラインと仮定し、プレ ス機械Pに対して干渉を生じることなくワー� �を最も早く搬送可能なロボット設置位置T(Xn, Hm)を決定している。そのため、上記第三作業 処理で選定した搬送ラインLkを基準として上� ��第二作業処理を繰り返すことで、より最適� ��ロボット設置位置T´(Xn´,Hm´)を得ることが� �きる。さらに、2回目の第二作業処理で選定� ��れたロボット設置位置T´(Xn´,Hm´)に基づい� �、再度第三作業処理を繰り返すことで、よ� �最適な搬送ラインLk´を選定することができ� ��。
 このように、第二作業処理と第三作業処理� ��を複数回(2~3回)繰り返すことにより、最も� �くワーク搬送を行うことのできるロボット� �置位置、及び搬送ラインを選定することが� �きる。
 したがって、本実施形態に係るロボットシ� ��ュレータ1によれば、搬送時のサイクルタイ ムを短縮するロボットを設置することができ る。

 なお、本発明は上記実施形態に限定される� ��とはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲� ��において種々の変更が可能である。
 例えば、上記実施形態では第一搬送ライン� ��ライン中心線X´に沿う直線状のものに設定� ��たが、第三作業処理時に設定される曲線状� ��搬送ラインを予め第一搬送ラインに設定し� ��もよい。これによれば、プレスロボットの� ��状によっては、より短時間でロボットRの最 適設置位置及び最適搬送ラインを選定するこ とができる。
 また、本発明は、プレス機械P間を単純に行 き来する上記実施形態以外の搬送経路につい ても採用可能である。例えば、プレス機械P� �にワークWに所定処理を施す中継点を設定し� ��この中継点を経由した後、隣のプレス機械P にワーク搬送を行うような搬送経路を設定し てもよい。
 また、上記実施形態ではシミュレーション� ��数を100回として説明したが、本発明におけ� ��シミュレーション回数はこれに限定される� ��とはなく、適宜変更可能であることはもち� ��んである。
 また、プレス機械P間でワーク搬送を行う搬 送装置としては、上述した汎用ロボットに限 定されることはなく、ワークを把持しつつ搬 送可能な従来公知の搬送用の装置についても 本発明は適用可能である。