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WO2025158580A1 - シミュレーション装置 - Google Patents

シミュレーション装置

Info

Publication number
WO2025158580A1
WO2025158580A1 PCT/JP2024/002067 JP2024002067W WO2025158580A1 WO 2025158580 A1 WO2025158580 A1 WO 2025158580A1 JP 2024002067 W JP2024002067 W JP 2024002067W WO 2025158580 A1 WO2025158580 A1 WO 2025158580A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
internal data
control device
image
state
simulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/002067
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕樹 藤田
裕之 米倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to PCT/JP2024/002067 priority Critical patent/WO2025158580A1/ja
Publication of WO2025158580A1 publication Critical patent/WO2025158580A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4069—Simulating machining process on screen

Definitions

  • This disclosure relates to a simulation device that reproduces the state of industrial machinery that is drive-controlled by a control device.
  • a known technology is a machined surface quality simulation device that simulates the characteristics of the appearance of the machined surface of a workpiece machined by a machine tool that drives axes according to a machining program, and determines whether or not a preset machining error that characterizes the appearance occurs based on axis data that is data about the axis operations, calculates the machining error shape caused by the machining error based on the machining conditions and axis positions when the machine tool machines the workpiece, and draws the calculated machining error shape (see, for example, Patent Document 1).
  • One aspect of the simulation device disclosed herein is a simulation device for industrial machinery that is driven and controlled by a control device, and includes a simulation unit that reproduces the operation of the control device and generates internal data for the control device, and an image output unit that retrieves and outputs an image representing the state of the industrial machinery corresponding to the generated internal data from a database that stores multiple pieces of internal data representing actual operations of the control device and images representing the state of the industrial machinery for each of the multiple pieces of internal data.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a functional block configuration of a simulation system according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of internal data.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of internal data.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an image stored in industrial machine image data.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an image stored in industrial machine image data.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an image stored in industrial machine image data.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of generated internal data of the numerical control device.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a functional block configuration of a simulation system according to an embodiment.
  • a case is illustrated in which internal data of a numerical control device (not shown) that controls a machine tool (not shown) as an industrial machine is used.
  • the present invention can also be applied to a case in which internal data of a robot control device that controls a robot as an industrial machine is used.
  • the simulation system 1 includes a simulation device 10 and a database 20 .
  • the simulation device 10 and the database 20 are connected to each other and communicate via a network (not shown) such as a local area network (LAN) or the Internet.
  • LAN local area network
  • the simulation device 10 and the database 20 are provided with a communication unit (not shown) for communicating with each other via such a connection.
  • the simulation device 10 and the database 20 may also be directly connected to each other via a connection interface (not shown).
  • the simulation device 10 is a device separate from the database 20, but as will be described later, the simulation device 10 may include the database 20.
  • the database 20 is, for example, a data server or the like, and includes internal data 210 and industrial machine image data 220 .
  • the internal data 210 stores internal data of a numerical control device (not shown) that drives and controls a machine tool (not shown) by actually operating the machine tool in advance by a machine tool manufacturer, a third party, or the like.
  • the internal data 210 includes at least one or more of the following: coordinate values of the control axes of the machine tool, parameter values of the numerical control device, diagnostic data values of the numerical control device, modal data values of the numerical control device, interface values between the numerical control device and external devices (e.g., peripheral devices such as robots), interface values between functions within the numerical control device, work memory values within the numerical control device, and code of a machining program currently being executed by the numerical control device.
  • the internal data 210 may also include sensor values, such as distance sensors and temperature sensors, arranged on the machine tool (not shown).
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams showing an example of internal data 210.
  • Fig. 2A shows internal data of a numerical control device (not shown) that drives and controls a machine tool together with a robot as a peripheral device, as shown in Fig. 3C described later.
  • Fig. 2B shows internal data of the numerical control device (not shown) when the robot in Fig. 3C removes a workpiece from the machine tool, as shown in Fig. 3D described later.
  • the internal data 210 shown in Figures 2A and 2B includes information such as machine coordinate values such as control axes and tool positions in a machine tool, and sensor values of sensors placed on the machine tool and robot, and has storage areas such as "internal data,”"value,” and “description.”
  • the storage area for "internal data” in the internal data 210 stores internal data names such as "machine coordinate value,””modal,””distancesensor,””pressuresensor,” and "temperature sensor.”
  • the value of the internal data stored in the storage area "internal data” is stored in the storage area "value" in the internal data 210. Note that in Fig. 2B, as will be described later, the pressure sensor value becomes higher than that in Fig. 2A because the robot in Fig. 3D picks up the workpiece.
  • the storage area "explanation” in the internal data stores an explanation of the meaning indicated by the value of the internal data stored in the storage area "internal data.”
  • the predetermined time interval at which the internal data 210 is acquired may be set to a time interval (e.g., several seconds to several minutes) depending on the operating status of the machine tool (not shown) (e.g., whether machining is in progress or not).
  • the predetermined time interval may be set to the time interval (e.g., several milliseconds) of a sensor value measured by a distance sensor or the like.
  • the internal data 210 may store the internal data of the numerical control device at short time intervals when the machine tool is operating and machining is in progress, and may store the internal data of the numerical control device at longer time intervals when the machine tool is not operating and machining is in progress.
  • the internal data 210 stores internal data for each model of machine tool and each model of numerical control device.
  • the industrial machine image data 220 stores images representing the state of the machine tool (not shown) captured using a digital camera by the machine tool manufacturer, a third party, etc. at the time the internal data 210 is acquired, in correspondence with the internal data 210.
  • 3A to 3D are diagrams showing examples of images stored in the industrial machine image data 220.
  • FIG. 3A shows an image representing the state of a three-axis machining center as a machine tool.
  • FIG. 3B shows an image representing the state of the three-axis machining center of FIG. 3A when it is cutting a workpiece.
  • FIG. 3C shows an image representing the state of the machine tool and a robot (peripheral device) that removes a workpiece machined by the machine tool.
  • the industrial machinery image data 220 stores images including one or more of the following: the state of the machine tool, the state of a robot (peripheral device) that operates in conjunction with the machine tool, the state of the internal structure of the machine tool, and the state of the workpiece being machined by the machine tool. Furthermore, it is preferable that the industrial machine image data 220 stores images for each model of machine tool and each model of numerical control device.
  • the simulation device 10 is, for example, a known information processing device (computer) or the like, and is configured to include a simulation unit 110 and an image output unit 120.
  • the image output unit 120 is configured to include an approximate image extraction unit 1201.
  • the simulation device 10 includes a processing unit (not shown) such as a CPU to realize the operations of the functional blocks in Fig. 1.
  • the simulation device 10 also includes auxiliary storage devices (not shown) such as a ROM (Read Only Memory) or HDD (Hard Disk Drive) that store various control programs, and a main storage device (not shown) such as a RAM (Random Access Memory) for storing data temporarily required for the processing unit to execute a program.
  • ROM Read Only Memory
  • HDD Hard Disk Drive
  • the arithmetic processing unit reads the OS and application software from the auxiliary storage device, and executes calculations based on the OS and application software while expanding the loaded OS and application software into the main storage device. Based on the results of these calculations, the simulation device 10 controls each piece of hardware. In this way, the processing by the functional blocks in Figure 1 is realized. In other words, the simulation device 10 can be realized by the cooperation of hardware and software.
  • the simulation unit 110 reproduces (simulates) the operation of a numerical control device (not shown) and generates internal data of the numerical control device (not shown). Specifically, the simulation unit 110 uses a known simulation method, such as that described in Patent Document 1, to simulate the operation of the machine tool together with the operation of a numerical control device (not shown) based on an actual machining program, etc., and generates internal data of the numerical control device as shown in Figure 4.
  • the simulation unit 110 may simulate the operation of the numerical control device (not shown) as well as the operation of peripheral devices such as machine tools and robots based on a robot program as well as a machining program.
  • the image output unit 120 has an approximate image extraction unit 1201, and acquires and outputs an image representing the state of the machine tool corresponding to the generated internal data from a database 20 that stores multiple pieces of internal data 210 during actual operation of the numerical control device and industrial machine image data 220 representing the state of the machine tool for each piece of internal data 210.
  • the similar image extraction unit 1201 extracts, from the database 20, internal data 210 that is similar to the generated internal data within a predetermined range, and an image that represents the state of the machine tool that corresponds to the similar internal data 210.
  • a numerical control device (not shown) drives and controls a machine tool and a robot (peripheral device) as shown in Figures 3C and 3D
  • the similar image extraction unit 1201 extracts, from the database 20, the internal data 210 of Figures 2A and 2B as internal data that is similar to the internal data of Figure 4 within a predetermined range, and the corresponding images of Figures 3C and 3D.
  • the predetermined range is a range that is set in advance based on values in the internal data generated by the simulation unit 110, based on machine coordinate values, sensor values, etc.
  • the predetermined range may be determined based on whether or not it matches the modality of the internal data generated by the simulation unit 110.
  • the image output unit 120 selects the image of Fig. 3C as the image representing the state of the machine tool corresponding to the internal data of Fig. 4.
  • the image output unit 120 generates an image (display screen) by combining the selected image with the internal data of Fig. 4, and displays the combined image on a display device (not shown) such as a liquid crystal display included in the simulation device 10.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a composite image. As shown in Fig.
  • the composite image has on the left side an image of the display that displays the internal data of Fig. 4.
  • the composite image also has on the upper right side the image of Fig. 3C, and on the lower right side an image of the inside of the machine tool.
  • the simulation device 10 can easily obtain an image representing the state of the machine tool based only on the internal data of the numerical control device, without defining the mechanical configuration of the machine tool.
  • step S11 the simulation unit 110 simulates the operation of the numerical control device (not shown) as well as the operation of the machine tool (and peripheral devices such as robots) and generates internal data for the numerical control device.
  • step S13 the image output unit 120 selects, from the internal data 210 extracted in step S12, an image of the internal data 210 that is closest to the value of the internal data generated in step S11 as an image representing the state of the machine tool.
  • step S14 the image output unit 120 combines the internal data generated in step S11 with the image selected in step S13, and outputs the combined image to the display device (not shown) of the simulation device 10.
  • step S15 the simulation unit 110 determines whether the simulation has ended. If the simulation has not ended, processing returns to step S11. If the simulation has ended, the simulation processing of the simulation device 10 ends.
  • the simulation system 1 can easily obtain images representing the state of industrial machinery based solely on the internal data of the control device, without defining the mechanical configuration of the industrial machinery.
  • the simulation device 10 and the database 20 are different devices, but this is not limiting.
  • the simulation device 10 may include the database 20.
  • the database 20 is one, the present invention is not limited to this, and a database 20 may be prepared for each machine tool manufacturer, third party, etc.
  • the image output unit 120 selected an image of the internal data 210 that is closest to the internal data generated by the simulation unit 110 from among the images representing the state of the machine tool extracted by the similar image extraction unit 1201, but this is not limited to this.
  • the simulation device 10 may generate a prompt based on the internal data generated by the simulation unit 110 and images of the internal data 210 and industrial machine image data 220 that are similar to the internal data within a predetermined range, and input the generated prompt to an external image generation AI device to acquire an image representing the state of the machine tool.
  • each function included in the simulation system 1 can be realized by hardware, software, or a combination of these. "Realized by software” here means that the function is realized by a computer reading and executing a program.
  • Non-transitory computer-readable media include various types of tangible storage media.
  • Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media (e.g., flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (e.g., magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, CD-R/Ws, and semiconductor memories (e.g., mask ROMs, PROMs (Programmable ROMs), EPROMs (Erasable PROMs), flash ROMs, and RAMs).
  • the program may also be supplied to the computer via various types of transient computer-readable media. Examples of transient computer-readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves.
  • the transient computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electrical wire or optical fiber, or via a wireless communication path.
  • the step of executing the program recorded on the recording medium not only includes processes that are performed chronologically in the order of the program, but also includes processes that are not necessarily performed chronologically but are performed in parallel or individually. Furthermore, the step of writing the program may be performed using cloud computing.
  • the simulation device (10) is a simulation device for an industrial machine that is driven and controlled by a control device, and includes a simulation unit (110) that reproduces the operation of the control device and generates internal data of the control device, and an image output unit (120) that acquires and outputs an image that represents the state of the industrial machine corresponding to the generated internal data from a database (20) that stores in advance a plurality of internal data (210) in actual operation of the control device and an image (220) that represents the state of the industrial machine for each of the plurality of internal data (210).
  • the image output unit (120) includes an approximate image extraction unit (1201) that extracts, from the database (20), internal data (210) that is similar to the generated internal data within a predetermined range and an image (220) that represents the state of the industrial machine corresponding to the similar internal data (210).
  • the image output unit (120) outputs an image obtained by combining the generated internal data with the image extracted by the approximate image extraction unit (1201).
  • the internal data of the control device includes one or more of coordinate values of a control axis, parameter values of the control device, values of diagnostic data of the control device, values of modal data of the control device, values of an interface between the control device and an external device, values of an interface between functions in the control device, values of a work memory in the control device, or program code running in the control device.
  • the image representing the state of the industrial machine stored in advance in the database (20) includes one or more of the state of the industrial machine, the state of peripheral devices that operate in conjunction with the industrial machine, the state of the internal structure of the industrial machine, and the state of the workpiece that is machined by the industrial machine.

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Abstract

産業機械の機械構成に関する定義をすることなく、制御装置の内部データのみに基づいて産業機械の状態を表す画像を容易に取得すること。　シミュレーション装置は、制御装置により駆動制御される産業機械のシミュレーション装置であって、前記制御装置の動作を再現し、当該制御装置の内部データを生成するシミュレーション部と、予め前記制御装置での実際の動作における複数の内部データと前記複数の内部データ毎に前記産業機械の状態を表す画像を記憶するデータベースから、生成された前記内部データに対応する前記産業機械の状態を表す画像を取得して出力する画像出力部と、を備える。

Description

シミュレーション装置
　本開示は、制御装置により駆動制御される産業機械の状態を再現するシミュレーション装置に関する。
　デジタルツインにより産業機械の状態をパソコン上に再現する機能が求められている。
　例えば、加工プログラムに従って軸を駆動する工作機械について、工作機械によって加工される工作物における加工面の外観の特徴を模擬する加工面品位シミュレーション装置であって、軸の動作についてのデータである軸データに基づいて、外観を特徴付ける加工誤差であって予め設定された加工誤差が発生するか否かを判定し、加工誤差によって生じる加工誤差形状を、工作機械が工作物を加工する際における加工条件と軸の位置とに基づいて計算し、計算された加工誤差形状を描画する技術が知られている。例えば、特許文献１参照。
国際公開第２０２３／１８８４３３号
　産業機械の状態をパソコン上に再現するには、機械を構成する部品の形状や稼動範囲等の情報や、制御装置の内部データ（座標値、外部とのＩ／Ｏ信号等）との対応等を定義する必要があり、特に複雑な機械構成の場合は非常に大変である。
　そこで、産業機械の機械構成に関する定義をすることなく、制御装置の内部データのみに基づいて産業機械の状態を表す画像を容易に取得することが望まれている。
　本開示のシミュレーション装置の一態様は、制御装置により駆動制御される産業機械のシミュレーション装置であって、前記制御装置の動作を再現し、当該制御装置の内部データを生成するシミュレーション部と、予め前記制御装置での実際の動作における複数の内部データと前記複数の内部データ毎に前記産業機械の状態を表す画像を記憶するデータベースから、生成された前記内部データに対応する前記産業機械の状態を表す画像を取得して出力する画像出力部と、を備える。
一実施形態に係るシミュレーションシステムの機能ブロック構成の一例を示す図である。 内部データの一例を示す図である。 内部データの一例を示す図である。 産業機械画像データに格納される画像の一例を示す図である。 産業機械画像データに格納される画像の一例を示す図である。 産業機械画像データに格納される画像の一例を示す図である。 産業機械画像データに格納される画像の一例を示す図である。 生成された数値制御装置の内部データの一例を示す図である。 合成した画像の一例を示す図である。 シミュレーション装置のシミュレーション処理について説明するフローチャートである。
　以下、一実施形態に係るシミュレーションシステムについて、図を参照しながら詳細に説明する。
　図１は、一実施形態に係るシミュレーションシステムの機能ブロック構成の一例を示す図である。ここでは、産業機械として工作機械（図示しない）を制御する数値制御装置（図示しない）の内部データを用いる場合を例示する。なお、本発明は、産業機械としてロボットを制御するロボット制御装置の内部データを用いる場合でも適用することができる。
　図１に示すように、シミュレーションシステム１は、シミュレーション装置１０、及びデータベース２０を有する。
　シミュレーション装置１０、及びデータベース２０は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）やインターネット等の図示しないネットワークを介して相互に接続されて通信を行う。この場合、シミュレーション装置１０、及びデータベース２０は、かかる接続によって相互に通信を行うための図示しない通信部を備えている。なお、シミュレーション装置１０、及びデータベース２０は、図示しない接続インタフェースを介して互いに直接接続されてもよい。
　また、シミュレーション装置１０は、データベース２０と異なる装置としたが、後述するように、シミュレーション装置１０は、データベース２０を含んでもよい。
＜データベース２０＞
　データベース２０は、例えば、データサーバ等であり、内部データ２１０、及び産業機械画像データ２２０を有する。
　内部データ２１０には、工作機械メーカやサードパーティ等により予め工作機械（図示しない）を実際に動作させることで、当該工作機械を駆動制御する数値制御装置（図示しない）から所定の時間間隔毎に取得された数値制御装置の内部データが格納される。なお、内部データ２１０には、例えば、工作機械の制御軸の座標値、数値制御装置のパラメータ値、数値制御装置の診断データの値、数値制御装置のモーダルデータの値、数値制御装置と外部機器（例えば、ロボット等の周辺機器）とのインタフェースの値、数値制御装置内の機能間のインタフェースの値、数値制御装置内のワークメモリの値、又は数値制御装置で実行中の加工プログラムのコードの少なくとも１つもしくは複数を含む。また、内部データ２１０は、例えば、工作機械（図示しない）に配置された距離センサや温度センサ等のセンサ値を含んでもよい。
　図２Ａ及び図２Ｂは、内部データ２１０の一例を示す図である。図２Ａでは、後述する図３Ｃに示すように、周辺機器としてロボットとともに工作機械を駆動制御する数値制御装置（図示しない）の内部データを示す。図２Ｂでは、後述する図３Ｄに示すように、図３Ｃのロボットがワークを工作機械から取り出すときの数値制御装置（図示しない）の内部データを示す。
　図２Ａ及び図２Ｂに示す内部データ２１０は、例えば、工作機械における制御軸や工具位置等の機械座標値や、工作機械及びロボットに配置されたセンサのセンサ値等の情報を含み、「内部データ」、「値」、及び「説明」等の格納領域を有する。
　内部データ２１０内の「内部データ」の格納領域には、例えば、「機械座標値」、「モーダル」、「距離センサ」、「圧力センサ」、「温度センサ」等の内部データ名が格納される。
　内部データ２１０内の「値」の格納領域には、格納領域「内部データ」に格納された内部データの値が格納される。なお、図２Ｂでは、後述するように、図３Ｄのロボットがワークを取り出すことにより、圧力センサ値が図２Ａと比べて高い値になっている。
　内部データ内の「説明」の格納領域には、格納領域「内部データ」に格納された内部データの値が示す意味の説明が格納される。
　なお、内部データ２１０が取得される所定の時間間隔は、工作機械（図示しない）の動作状況（例えば、加工中又は非加工中）に応じた時間間隔（例えば、数秒から数分等）の範囲の時間間隔で設定されてもよい。あるいは、所定の時間間隔は、距離センサ等により測定されるセンサ値の時間間隔（例えば、数ミリ秒等）で設定されてもよい。すなわち、内部データ２１０には、工作機械が動作している加工中のとき、短い時間間隔で数値制御装置の内部データが格納され、工作機械が動作していない非加工中とき、加工中よりも長い時間間隔で数値制御装置の内部データが格納されてもよい。
　また、内部データ２１０には、工作機械の機種毎、及び数値制御装置の機種毎に内部データが格納されることが好ましい。
　産業機械画像データ２２０には、工作機械メーカやサードパーティ等によりデジタルカメラを用いて、内部データ２１０が取得されるタイミングで撮像された工作機械（図示しない）の状態を表す画像が内部データ２１０と対応付けして格納される。
　図３Ａから図３Ｄは、産業機械画像データ２２０に格納される画像の一例を示す図である。図３Ａは、工作機械として３軸加工機の状態を表す画像を示す。図３Ｂは、ワークを切削しているときの図３Ａの３軸加工機の状態を表す画像を示す。図３Ｃは、工作機械と当該工作機械により加工されたワークを取り出すロボット（周辺機器）との状態を表す画像を示す。図３Ｄは、図３Ｃのロボット（周辺機器）が工作機械からワークを取り出すときの状態を表す画像を示す。
　なお、産業機械画像データ２２０には、工作機械の状態、工作機械と連携して動作するロボット（周辺機器）の状態、工作機械の内部構造の状態、工作機械によって加工されるワークの状態のいずれかもしくは複数を含む画像が格納される。
　また、産業機械画像データ２２０には、工作機械の機種毎、及び数値制御装置の機種毎に画像が格納されることが好ましい。
＜シミュレーション装置１０＞
　シミュレーション装置１０は、例えば、公知の情報処理装置（コンピュータ）等であり、図１に示すように、シミュレーション部１１０、及び画像出力部１２０を含んで構成される。また、画像出力部１２０は、近似画像抽出部１２０１を含んで構成される。
　シミュレーション装置１０は、図１の機能ブロックの動作を実現するために、ＣＰＵ等の図示しない演算処理装置を備える。また、シミュレーション装置１０は、各種の制御用プログラムを格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）等の図示しない補助記憶装置や、演算処理装置がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するためのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）といった図示しない主記憶装置を備える。
　そして、シミュレーション装置１０において、演算処理装置が補助記憶装置からＯＳやアプリケーションソフトウェアを読み込み、読み込んだＯＳやアプリケーションソフトウェアを主記憶装置に展開させながら、これらのＯＳやアプリケーションソフトウェアに基づいた演算処理を行なう。この演算結果に基づいて、シミュレーション装置１０が各ハードウェアを制御する。これにより、図１の機能ブロックによる処理は実現される。すなわち、シミュレーション装置１０は、ハードウェアとソフトウェアが協働することにより実現することができる。
　シミュレーション部１１０は、数値制御装置（図示しない）の動作を再現（シミュレーション）し、数値制御装置（図示しない）の内部データを生成する。
　具体的には、シミュレーション部１１０は、例えば、特許文献１等の公知のシミュレーションの手法を用いて、実際の加工プログラム等に基づき数値制御装置（図示しない）の動作とともに、工作機械の動作のシミュレーションを実行し、図４に示すような数値制御装置の内部データを生成する。
　なお、数値制御装置（図示しない）が図３Ｃ及び図３Ｄに示すように、工作機械とともにロボット等の周辺機器も制御する場合、シミュレーション部１１０は、加工プログラムとともにロボットプログラム等に基づいて数値制御装置（図示しない）の動作とともに、工作機械及びロボット等の周辺機器の動作もシミュレーションするようにしてもよい。
　画像出力部１２０は、近似画像抽出部１２０１を有し、予め数値制御装置での実際の動作における複数の内部データ２１０と複数の内部データ２１０毎に工作機械の状態を表す産業機械画像データ２２０を記憶するデータベース２０から、生成された内部データに対応する工作機械の状態を表す画像を取得して出力する。
　近似画像抽出部１２０１は、生成された内部データに所定の範囲内で類似する内部データ２１０と、類似する内部データ２１０に対応する工作機械の状態を表す画像と、をデータベース２０から抽出する。具体的には、近似画像抽出部１２０１は、例えば、図３Ｃ及び図３Ｄに示すように、工作機械とロボット（周辺機器）を数値制御装置（図示しない）が駆動制御する場合、図４の内部データに所定の範囲内で類似する内部データとして図２Ａ及び図２Ｂの内部データ２１０と、対応する図３Ｃ及び図３Ｄの画像と、をデータベース２０から抽出する。
　ここで、所定の範囲は、機械座標値やセンサ値等に基づいて、シミュレーション部１１０により生成された内部データ内の値を基準にして予め設定された範囲である。あるいは、所定の範囲は、シミュレーション部１１０により生成された内部データのモーダルと一致するか否かでもよい。
　画像出力部１２０は、近似画像抽出部１２０１により抽出された図２Ａの内部データ２１０の圧力センサの値が図２Ｂの内部データ２１０の圧力センサの値より図４の内部データの値に近いことから、図４の内部データに対応する工作機械の状態を表す画像として図３Ｃの画像を選択する。画像出力部１２０は、選択した画像と、図４の内部データとを合成した画像（表示画面）を生成し、シミュレーション装置１０に含まれる液晶ディスプレイ等の表示装置（図示しない）に合成した画像を表示する。
　図５は、合成した画像の一例を示す図である。
　図５に示すように、合成した画像は、左側に図４の内部データを表示する表示器の画像を有する。また、合成した画像は、右上に図３Ｃの画像を有し、右下に工作機械内部の画像を有する。
　そうすることで、シミュレーション装置１０は、工作機械の機械構成に関する定義をすることなく、数値制御装置の内部データのみに基づいて工作機械の状態を表す画像を容易に取得することができる。
＜シミュレーション装置１０のシミュレーション処理＞
　次に、図６を参照しながら、シミュレーション装置１０のシミュレーション処理の流れを説明する。
　図６は、シミュレーション装置１０のシミュレーション処理について説明するフローチャートである。
　ステップＳ１１において、シミュレーション部１１０は、数値制御装置（図示しない）の動作とともに工作機械（及びロボット等の周辺機器）の動作をシミュレーションし、数値制御装置の内部データを生成する。
　ステップＳ１２において、近似画像抽出部１２０１は、ステップＳ１１で生成された内部データに所定の範囲内で類似する内部データ２１０と、類似する内部データ２１０に対応する工作機械の状態を表す画像とを、データベース２０から抽出する。
　ステップＳ１３において、画像出力部１２０は、ステップＳ１２で抽出された内部データ２１０のうちステップＳ１１で生成された内部データの値に近い内部データ２１０の画像を工作機械の状態を表す画像として選択する。
　ステップＳ１４において、画像出力部１２０は、ステップＳ１１で生成された内部データと、ステップＳ１３で選択した画像とを合成し、合成した画像をシミュレーション装置１０の表示装置（図示しない）に出力する。
　ステップＳ１５において、シミュレーション部１１０は、シミュレーションが終了したか否かを判定する。シミュレーションが終了していない場合、処理はステップＳ１１に戻る。シミュレーションが終了した場合、シミュレーション装置１０のシミュレーション処理は終了する。
　以上により、一実施形態に係るシミュレーションシステム１は、産業機械の機械構成に関する定義をすることなく、制御装置の内部データのみに基づいて産業機械の状態を表す画像を容易に取得することができる。
＜変形例１＞
　上述の一実施形態では、シミュレーション装置１０と、データベース２０とは、互いに異なる装置としたが、これに限定されない。例えば、シミュレーション装置１０は、データベース２０を含んでもよい。
　また、データベース２０は、１つとしたが、これに限定されず、工作機械メーカやサードパーティ等毎にデータベース２０が用意されてもよい。
＜変形例２＞
　また例えば、上述の実施形態では、画像出力部１２０は、近似画像抽出部１２０１により抽出された工作機械の状態を表す画像のうち、シミュレーション部１１０により生成された内部データに最も近い内部データ２１０の画像を選択したが、これに限定されない。例えば、シミュレーション装置１０は、シミュレーション部１１０により生成された内部データと、当該内部データに所定の範囲内で類似する内部データ２１０及び産業機械画像データ２２０の画像とに基づいてプロンプトを生成し、生成したプロンプトを外部の画像生成ＡＩ装置に入力することで、工作機械の状態を表す画像を取得するようにしてもよい。
　なお、一実施形態における、シミュレーションシステム１に含まれる各機能は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせによりそれぞれ実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
　プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（Ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｅａｄａｂｌｅ　ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（Ｔａｎｇｉｂｌｅ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（Ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｒｅａｄａｂｌｅ　ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は、無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
　なお、記録媒体に記録されるプログラムを実行するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。また、前記プログラムを記述するステップはクラウドコンピューティングで実施してもよい。
　本開示について詳述したが、本開示は上述した個々の実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、又は、特許請求の範囲に記載された内容とその均等物から導き出される本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、置き換え、変更、部分的削除等が可能である。また、これらの実施形態は、組み合わせて実施することもできる。例えば、上述した実施形態において、各動作の順序や各処理の順序は、一例として示したものであり、これらに限定されるものではない。また、上述した実施形態の説明に数値又は数式が用いられている場合も同様である。
　上記実施形態及び変形例に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
　シミュレーション装置（１０）は、制御装置により駆動制御される産業機械のシミュレーション装置であって、制御装置の動作を再現し、当該制御装置の内部データを生成するシミュレーション部（１１０）と、予め制御装置での実際の動作における複数の内部データ（２１０）と複数の内部データ（２１０）毎に産業機械の状態を表す画像（２２０）を記憶するデータベース（２０）から、生成された内部データに対応する産業機械の状態を表す画像を取得して出力する画像出力部（１２０）と、を備える。
（付記２）
　付記１のシミュレーション装置（１０）において、画像出力部（１２０）は、生成された内部データに所定の範囲内で類似する内部データ（２１０）と、類似する内部データ（２１０）に対応する産業機械の状態を表す画像（２２０）と、をデータベース（２０）から抽出する近似画像抽出部（１２０１）を備える。
（付記３）
　付記２のシミュレーション装置（１０）において、画像出力部（１２０）は、生成された内部データと近似画像抽出部（１２０１）により抽出された画像とを合成した画像を出力する。
（付記４）
　付記１から付記３のいずれかのシミュレーション装置（１０）において、制御装置の内部データは、制御軸の座標値、制御装置のパラメータ値、制御装置の診断データの値、制御装置のモーダルデータの値、制御装置と外部機器とのインタフェースの値、制御装置内の機能間のインタフェースの値、制御装置内のワークメモリの値、又は制御装置で実行中のプログラムコードのいずれかもしくは複数を含む。
（付記５）
　付記１から付記３のいずれかのシミュレーション装置（１０）において、データベース（２０）に予め記憶される産業機械の状態を表す画像は、産業機械の状態、産業機械と連携して動作する周辺機器の状態、産業機械の内部構造の状態、産業機械によって加工されるワークの状態のいずれかもしくは複数を含む。
　１　シミュレーションシステム
　１０　シミュレーション装置
　１１０　シミュレーション部
　１２０　画像出力部
　１２０１　近似画像抽出部
　２０　データベース
　２１０　内部データ
　２２０　産業機械画像データ

Claims (5)

  1. 　制御装置により駆動制御される産業機械のシミュレーション装置であって、
    　前記制御装置の動作を再現し、当該制御装置の内部データを生成するシミュレーション部と、
    　予め前記制御装置での実際の動作における複数の内部データと前記複数の内部データ毎に前記産業機械の状態を表す画像を記憶するデータベースから、生成された前記内部データに対応する前記産業機械の状態を表す画像を取得して出力する画像出力部と、
    　を備えるシミュレーション装置。
  2. 　前記画像出力部は、生成された前記内部データに所定の範囲内で類似する内部データと、類似する前記内部データに対応する前記産業機械の状態を表す画像と、を前記データベースから抽出する近似画像抽出部を備える、請求項１に記載のシミュレーション装置。
  3. 　前記画像出力部は、生成された前記内部データと前記近似画像抽出部により抽出された前記画像とを合成した画像を出力する、請求項２に記載のシミュレーション装置。
  4. 　前記制御装置の内部データは、制御軸の座標値、前記制御装置のパラメータ値、前記制御装置の診断データの値、前記制御装置のモーダルデータの値、前記制御装置と外部機器とのインタフェースの値、前記制御装置内の機能間のインタフェースの値、前記制御装置内のワークメモリの値、又は前記制御装置で実行中のプログラムコードのいずれかもしくは複数を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のシミュレーション装置。
  5. 　前記データベースに予め記憶される前記産業機械の状態を表す画像は、前記産業機械の状態、前記産業機械と連携して動作する周辺機器の状態、前記産業機械の内部構造の状態、前記産業機械によって加工されるワークの状態のいずれかもしくは複数を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のシミュレーション装置。
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