JP7844882B2 - 制御システム及びプログラム - Google Patents
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Description
図1は制御システムの全体構成例を模式的に示す図である。図1に示すように、制御システム1において、統合コントローラ100は、ツール端末200とはUSB等で接続され、ネットワークNを介して各種装置及び各種コントローラとの通信を行う。ネットワークNは、上流側の情報ネットワークN1と、下流側のフィールドネットワークN2とがある。情報ネットワークN1を介しては、管理端末202、及びサーバ装置210等と接続される。フィールドネットワークN2を介しては、ロボットアプリケーションRAの各種コントローラと接続される。また、その他のI/Oデバイス及び各種センサと接続されてもよい。ロボットアプリケーションRAには、ロボットコントローラ300、画像センサコントローラ302、及びグリッパコントローラ304を含み、これらの各種コントローラによりロボット400の動作の制御を行う。なお、統合コントローラ100が、本開示の技術の「コントローラ」の一例である。
次に、本実施形態に係る統合コントローラ100のハードウェア構成例について説明する。図2は、本実施形態に係る統合コントローラ100のハードウェア構成例を示すブロック図である。
図3は、統合コントローラ100の機能的な構成を示す図である。統合コントローラ100は、機能的には、プログラム機能部160と、上位ネットワークインターフェイス170と、フィールドネットワークインターフェイス172とを含む。プログラム機能部160は、ユーザプログラム30及びシステムプログラム32に関する実行制御全般の機能を担う手段をまとめた機能部である。プログラム機能部160は、ユーザプログラム取得手段162と、ユーザプログラム実行手段164と、システムプログラム記憶手段166と、システムプログラム実行手段168と、を有する。また、プログラム機能部160は、メモリ(図示省略)に格納されるデータ、及びユーザプログラム実行手段164又はシステムプログラム実行手段168による処理結果などをユーザなどへ出力するためのデータに加工する機能も担う。
ここで、本実施形態における「保護停止」について説明する。「保護停止」は、ロボット400が周囲の物体と接触したとき、計画外の接触をするおそれがあるとき、又はロボット400の動作に高負荷が生じたときにロボット自身又は周囲の物体を損傷させないことを目的として、ロボット400の動作を停止することをいう。周囲の物体には人体を含む。
制御システム1のロボット制御は、例えば、(A)統合コントローラ100からロボットコントローラ300に指令を送信してスクリプトを実行する場合と、(B)統合コントローラ100からロボット400に直接指令を送信して制御する場合とが想定されるため、図4及び図5を参照してそれぞれ説明する。また、統合コントローラ100で実行される各タスクには、特許文献3に記載されているように、優先度が規定され、制御周期T1毎にトリガされる。第1タスク10ではフィールドとの間で入力値および制御指令を更新する入出力リフレッシュ処理(図4及び図5では「O/I」、以降ではO/I処理と記載する)が実行される。入出力リフレッシュ処理を行うためのプログラムはシステムプログラム32に属する。第1タスク10の次の優先度のタスクが第2タスク18である。第2タスク18では、ユーザの制御目的に応じたプログラムが実行される。具体的には、第2タスク18は、シーケンスプログラムを実行するシーケンス処理12と、第1ロボット制御プログラムを実行する第1ロボット制御プログラム処理14(RP14)と、モーションコントロールプログラムを実行するモーションコントロールプログラム処理16(MC16)とを含む。シーケンスプログラム、第1ロボット制御プログラム、及びモーションコントロールプログラムは、ユーザプログラム30に属する。シーケンス処理12では、1回の制御周期T1においてシーケンスプログラムが先頭から最終まで実行される。シーケンスプログラムは、例えば、搬送装置をはじめとするロボット周辺に存在する装置の制御を担っている。第1ロボット制御プログラムは、ロボットの制御を担っている。第1ロボット制御プログラム処理14を設けずに、シーケンス処理12において実行されるシーケンスプログラムにロボットの制御を担わせるようにしてもよい。モーションコントロールプログラムは、例えば、サーボモータなどのアクチュエータに対して、位置、速度、加速度、加加速度、角度、角速度、角加速度、及び角加加速度などの数値を制御指令として演算するためのプログラムである。
次に、作業板に部品を挿入する作業例を実行する制御内容とする場合について、制御フローを説明する。制御の方式は、上記(A)のスクリプトの実行指令を生成する方式、(B)のロボットに対する指令を直接生成する方式のいずれでもよい。図6は、作業板に部品を挿入する作業を実行する制御内容を模式的に示す図である。図6に示すように、トレイRaに配置された部品Aを作業板Rbの挿入位置Piの穴に挿入する作業が想定される。挿入は仮挿し及び本挿しの工程に分けられる。
次に、保護停止判断の例を説明する。以下に説明する保護停止判断の処理は、システムプログラム32によるユーザプログラム30の実行を停止させる処理の一態様である。図8は、保護停止の判断に用いられるロボット400の取得データの一例である。ロボットコントローラ300は、ロボット400の力覚センサから力覚情報を取得し、ロボット400の各軸モータの電流検出器から電流値を取得する。統合コントローラ100は、図4のO/I処理の一環として、力覚情報及び電流値をロボットコントローラ300から取得する。
次に、保護停止後の再開判断の例について説明する。図10に、保護停止後の再開判断に使用されうる情報源の例を示す。システムプログラム32の「再開判断」には各情報源からの入力として、「画像処理」から検出結果、「把持制御」からグリッパ情報、「ロボット制御」からロボット400の位置、及び力覚情報・トルク情報(電流値)、「ロボット診断」からユーザプログラム30の停止区域、自己診断の結果、デバッグ情報、等が与えられる。以下に説明する再開判断の処理は、システムプログラム32によるあらかじめ決められたユーザプログラム30の復帰位置からユーザプログラム30の実行を再開させるための処理の一態様である。システムプログラム32では、ユーザプログラムの実行を再開させる処理は、再開要件が充足されていることを再開の条件とする。
図12は、復帰後のユーザプログラム30による制御フローである。図13は、部品を挿入する作業を実行する場合の制御フローに対する復帰位置、及び復帰位置テーブルの例である。
保護停止事象に関するケースを説明する。例えば、ケーブルの引っ張りによって一時的に過負荷が発生した時、操作において接触がなくても、保護停止事象が発生する場合がある。また、部品のばらつきにより、同じパラメータ動作でも対象物体が異なるだけで成功したり、失敗したりするケースで保護停止事象が生じることがある。この場合、基本的に部品の組み合わせを変えれば成功することが想定される。
30 ユーザプログラム
32 システムプログラム
100 統合コントローラ
160 プログラム機能部
162 ユーザプログラム取得手段
164 ユーザプログラム実行手段
166 システムプログラム記憶手段
168 システムプログラム実行手段
Claims (6)
- ユーザが要求する作業であって一連の動作によって遂行される特定の作業をロボットに実行させるためのユーザプログラムを取得するユーザプログラム取得手段と、
前記ユーザプログラムを実行するユーザプログラム実行手段と、
前記ロボットにおける保護停止事象の発生を検知する処理、前記保護停止事象が発生した場合に前記ユーザプログラムの実行を停止させる処理、及びあらかじめ決められたユーザプログラムの復帰位置から前記ユーザプログラムの実行を再開させるための処理を規定するシステムプログラムを記憶するシステムプログラム記憶手段と、
前記システムプログラムを実行するシステムプログラム実行手段と、
復帰位置データを取得する復帰位置データ取得手段を備え、
前記復帰位置データは、前記ユーザプログラムの複数の停止区域の候補に対応付けられた前記ユーザプログラムにおける複数の復帰位置を含み、
前記ユーザプログラムの実行を再開させる処理は、前記復帰位置データにしたがって前記ユーザプログラムの実行を再開させる処理である、制御システム。 - 前記ユーザプログラムの実行を再開させる処理は、再開要件が充足されていることを再開の条件とする、請求項1に記載の制御システム。
- 前記再開要件は、自己診断の結果として不具合の発生が検出されなかったこと及び保護停止後のロボットの位置姿勢と当該位置姿勢に対応する計画された位置姿勢との間の乖離が基準値以内であることの少なくともいずれかを含む、請求項2に記載の制御システム。
- 前記システムプログラムは、さらに、前記ユーザプログラムの再開後の実行において利用される再開用データを前記ユーザプログラムから利用可能とする処理を規定する、請求項1~請求項3の何れか1項に記載の制御システム。
- 前記再開用データは、前記ユーザプログラムにおける実行の停止が発生した区域である停止区域を含む、請求項4に記載の制御システム。
- ユーザが要求する作業であって一連の動作によって遂行される特定の作業をロボットに実行させるためのユーザプログラムを取得するユーザプログラム取得手段、
前記ユーザプログラムを実行するユーザプログラム実行手段、
前記ロボットにおける保護停止事象の発生を検知する処理、前記保護停止事象が発生した場合に前記ユーザプログラムの実行を停止させる処理、及びあらかじめ決められたユーザプログラムの復帰位置から前記ユーザプログラムの実行を再開させるための処理を規定するシステムプログラムを記憶するシステムプログラム記憶手段、
前記システムプログラムを実行するシステムプログラム実行手段、並びに
復帰位置データを取得する復帰位置データ取得手段、として1又は連携する複数のコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
前記復帰位置データは、前記ユーザプログラムの複数の停止区域の候補に対応付けられた前記ユーザプログラムにおける複数の復帰位置を含み、
前記ユーザプログラムの実行を再開させる処理は、前記復帰位置データにしたがって前記ユーザプログラムの実行を再開させる処理である、プログラム。
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