JPH09101813A - ロボット制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のロボット間のインタロック制御システ
ムにおいて、インタロック待ちによる無駄時間のないロ
ボット制御システムを提供する。 【解決手段】 インタロックポイントまでの到達時間を
推定し、この結果にロボットＩＤと動作状態のデータを
加えたプリインタロック信号を他のロボットに送信す
る。プリインタロック信号を受信した周辺ロボットは、
自己の推定到達時間を基準ロボットの推定到達時間と比
較演算し、前者が後者より小さく自己にインタロック待
ち時間が発生する場合には、推定到達時間の差分を各動
作ステップの移動時間に割り当てて、インタロック待ち
時間がなくなるように最高速度と加減速定数を抑制す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボット制御シス
テムに係り、特に、複数の産業用ロボット（以下、単に
ロボットという。）間のインタロックシステムにおい
て、インタロック解除の条件を具備するまで自動的に優
先度の低いほうのロボットの位置決め動作の時間を延長
したりそのロボットの動作のスケジュールを変更するこ
とによってインタロックの待ち時間をなくすようにした
ものに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばティーチング・プレイバック方
式の複数のロボット間でインタロック制御を行うシステ
ムにおいては、一般に、プレイバック時のロボットの処
理のうち位置決め動作はプログラム上パラメタや移動距
離によって決められる。

【０００３】その際、前記ロボットが複数の動作軸を有
する多軸ロボットであって各軸の同時位置決め処理を行
うものである場合には、移動時間の最も長い軸に合わせ
て他の軸の加減速時間や最高速度を抑制し、もって同時
起動・同時位置決めを実現している。

【０００４】しかし、ロボット対ロボットの関係で見た
場合、従来は、インタロック処理以外のスケジューリン
グは一切なされておらず、それぞれのロボットは非同時
に起動し、インタロック位置においてある条件が満たさ
れるまでその状態を保持している（インタロック待
ち）。すなわち、従来のロボット間のインタロック制御
においては、主にロボットどうしの干渉を回避するた
め、ある設定されたロボット（優先度の高いほうのロボ
ットであり、以下、基準ロボットという。）が所定の動
作・状態に入るまで、それと干渉するおそれのある他の
ロボット（優先度の低いほうのロボットであり、以下、
周辺ロボットという。）は次の処理に入れないようにな
っている。たとえば、３台のロボットＭ1 、Ｍ2 、Ｍ3
からなる図２のシステムにおいて、ロボットＭ1 とＭ2
が干渉しうるエリアではロボットＭ1 を基準ロボットと
して優先させ、また、ロボットＭ1 とＭ3 が干渉しうる
エリアでもロボットＭ1 を基準ロボットとして優先さ
せ、それぞれロボットＭ1 が干渉エリアの外に出る動作
ステップが完了したときにインタロック完了信号ａ、ｂ
を出力し、このインタロック完了信号ａ、ｂを入力する
までロボットＭ2 、Ｍ3 はそれぞれ次の処理に移れない
ようになっている（図５参照）。

【０００５】なお、インタロックにおける基準ロボット
および周辺ロボットという概念は相対的なものであり、
同じロボットが一方であるロボットとの関係では基準ロ
ボットになり、もう一方でさらに他のロボットとの関係
では周辺ロボットになるということもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のインタロックシステムにあっては、基準ロボ
ットからインタロック完了信号が出力されるまでその状
態を保持している周辺ロボットが存在する場合、その周
辺ロボットはインタロック完了信号を入力するまでの時
間何らの作業をも行っておらず、ただインタロック完了
信号の入力を待つだけの状態であるため、無駄な時間を
費やしているといえる。

【０００７】インタロック待ちによる無駄時間をなくす
ためには、周辺ロボットについて、インタロック待ち時
間をなくすように位置決め動作の速度パターンを補正し
たり、インタロック待ち時間の間に実行できる他の作業
を追加的に実行することが有効であるので、こうした処
理を自動的に行えるシステムを構築することが望まれ
る。

【０００８】本発明は、ロボットのインタロック制御シ
ステムにおける上記課題に着目してなされたものであ
り、インタロック待ちによる無駄時間のないロボット制
御システムを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、複数のロボット間でインタ
ロックをとりながらそれぞれの作業を行うロボット制御
システムにおいて、プログラムに記述された所定の情報
に基づいてインタロックポイントまでの到達時間を推定
する推定手段と、前記推定手段によって推定された前記
到達時間、自己の識別番号、および動作状態に関する情
報からなるプリインタロック信号を他のロボットに送信
し、また、他のロボットからの前記プリインタロック信
号を受信する通信手段と、前記通信手段によって他のす
べてのロボットからのプリインタロック信号を受信した
ときに、それらを自己のプリインタロック信号と比較し
て、プログラムに記述された当初の予定の動作をそのま
ま実行するか、または、プログラムに記述された当初の
予定の動作を変更するかを選択する選択手段と、前記選
択手段によって動作の変更が選択されたときに、インタ
ロックの待ち時間がなくなるように自己の動作の内容を
変更する変更手段とを前記複数のロボットのそれぞれの
コントローラに設けるとともに、前記複数のロボットを
前記通信手段を介して共通の伝送路によって相互に接続
してなることを特徴とする。

【００１０】このように構成された本発明にあっては、
各ロボットは、推定手段により、プログラムに記述され
た所定の情報に基づいてインタロックポイントまでの到
達時間を推定する。そして、求めたインタロックポイン
トごとの到達時間に自己の識別番号と動作状態に関する
情報とを加えてなるプリインタロック信号を、通信手段
により、共通の伝送路を通じて、他のロボットに送信す
る。その後、選択手段は、通信手段によって他のすべて
のロボットからのプリインタロック信号を受信したとき
に、それらを自己のプリインタロック情報と比較して、
プログラムに記述された当初の予定の動作をそのまま実
行するか、または、プログラムに記述された当初の予定
の動作を変更するかを選択する。その結果、前者が選択
されたときにはプログラムに記述された当初の予定の動
作をそのまま実行し、また、後者が選択されたときに
は、変更手段によりインタロックの待ち時間がなくなる
ように自己の動作の内容を変更した後、その変更後の動
作を実行する。

【００１１】以下、前記変更手段の処理の内容に関し
て、請求項２記載の発明は、前記変更手段は、自己と他
の関係ロボットとの前記到達時間の差分を次のインタロ
ックポイントまでの各移動時間に割り当て、インタロッ
クの待ち時間がなくなるように次のインタロックポイン
トまでの各動作ステップの速度パターンを補正すること
を特徴とする。

【００１２】また、請求項３記載の発明は、前記変更手
段は、あらかじめ作成しておいた作業リストの中からイ
ンタロックの待ち時間の間に実行可能な作業を選択し、
求めた作業をプログラムに記述された当初の予定の動作
に追加することを特徴とする。

【００１３】さらにまた、請求項４記載の発明は、前記
変更手段は、自己と他の関係ロボットとの前記到達時間
の差分により、あらかじめ作成しておいた作業リストの
中にインタロック待ち時間の間に実行可能な作業がある
かどうかを判断し、実行可能な他の作業がある場合はそ
の作業をプログラムに記述された当初の予定の動作に追
加し、また、実行可能な他の作業がない場合は、前記差
分を次のインタロックポイントまでの各移動時間に割り
当て、インタロックの待ち時間がなくなるように次のイ
ンタロックポイントまでの各動作ステップの速度パター
ンを補正することを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係るロボット制御
システムの制御系のブロック図である。なお、ここで
は、簡単化のため、複数のロボットのうち１台のロボッ
トの制御系のみを示しているが、他のすべてのロボット
についても基本的にはこれと同様に構成されている。

【００１５】このロボット制御系は、ティーチング・プ
レイバック方式のものであって、その一般的なものと同
様、ロボット本体１０とこれを制御するロボットコント
ローラ１２とで構成されている。ロボットコントローラ
１２には、制御の根幹をなすＣＰＵ１４、ロボット制御
プログラムやロボット言語、教示データ、パラメタなど
の各種データを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置
１６、ロボットを教示し再生するためのリモートコント
ロール装置である教示ペンダント１８と接続されるペン
ダント制御インターフェース２０、ロボット本体１０と
接続されるロボット制御インターフェース２２、編集の
ためのデータ入力装置２４、およびデータの表示部２６
が設けられている。以上の構成によりロボット単体とし
ては機能する。そして、周辺機器２８を起動させたりま
たは周辺機器２８と連動してロボット本体１０を動作さ
せるため、ロボットコントローラ１２は周辺機器２８を
制御するための周辺機器制御インターフェース３０を備
えている。本案では、さらに、ロボット間のインタロッ
ク制御に関する情報（インタロック情報）を通信するた
めのロボットインタロック専用のネットワーク３２を備
え、このネットワーク３２は通信インターフェース３４
によって各ロボットコントローラ１２と接続されてい
る。また、このシステムは簡易にインタロック情報を伝
達させることができる制御命令を備えている。なお、推
定手段と選択手段と変更手段はＣＰＵ１４、通信手段は
通信インターフェース３４、共通の伝送路はネットワー
ク３２によってそれぞれ構成されている。

【００１６】通信ネットワーク３２とそのインターフェ
ース３４は他のロボットの作業状態を把握することが可
能なインタロックのためのものであって、インタロック
情報として後述するプリインタロック信号を送受信する
機能を有している。各ロボットの通信インターフェース
３４は、自局がネットワーク３２の中の何局目に相当す
るかを設定する機能を持っている。好ましくは、局番の
設定は、ネットワーク３２上において、連続した０局〜
ｎ局（ｎはシステムを構成するロボットの台数）に設定
される。各ロボットに設定された局番は、たとえば、ロ
ボットに固有の識別番号（ＩＤ）としての意味をも持っ
ている。

【００１７】ネットワーク３２による前記プリインタロ
ック信号の通信の仕方としては、たとえば、あらかじめ
設定された順番によりある局（ロボット）から次の局
（ロボット）へと循環的に送受信する。より具体的に
は、０局に設定されたロボットをマスタ局とし、それ以
外の局のロボットをスレーブ局として、局番に従って０
局から順に循環的に送受信を行う。すなわち、まずマス
タ局（ロボット）が通信インターフェース３４にて自局
のロボットの状態をインタロック情報に書き込み、ネッ
トワーク３２を介して次局（ロボット）に送信する。こ
れを受信したスレーブ局はインタロック情報の中の他局
のロボットの状態を読み込み、記憶装置１６のインタロ
ック情報記憶エリアに書き込むとともに、自局のロボッ
トの状態をインタロック情報に書き込んで他局のロボッ
トの状態と一緒に次局へ送信する。以降、各局は上記の
スレーブ局と同一の処理を実行し、インタロック情報は
再びマスタ局へと戻ってくる。マスタ局は戻ってきたイ
ンタロック情報の中の他局のロボットの状態を読み込
み、記憶装置１６のインタロック情報記憶エリアに書き
込むととともに、自局の現在のロボットの状態をインタ
ロック情報に書き込んでその内容を更新し、他局のロボ
ットの状態と一緒に次局へ送信する。以降、マスタ局と
スレーブ局のそれぞれが上記の送受信を繰り返し行うこ
とにより、各局のロボットは各自の記憶装置１６のイン
タロック情報記憶エリアからいつでも他局のロボットの
状態を参照することが可能になる。

【００１８】前記プリインタロック信号はロボット間で
上記の通信の仕方により常時通信されている。つまり、
通信可能な場合はロボットが動作中であってもプリイン
タロック信号の送受信を順次行うようになっている。こ
の場合、動作の変更タイミングはプログラミングにより
あらかじめ任意に設定できるようになっている。

【００１９】また、前記プリインタロック信号は、ロボ
ットＩＤと動作状態と後述する到達時間とで構成されて
いる。インタロックにおける周辺ロボットは、ロボット
ＩＤと動作状態のデータから、基準ロボットが現在どの
状態にあるかを把握し、また、到達時間のデータから、
基準ロボットがインタロック解除ポイント（インタロッ
クを必要とする動作ステップが完了するポイント）に到
達するまでの時間を知ることができる。本発明では、イ
ンタロックにおける周辺ロボットは、それらのデータに
より、基準ロボットとの関係で、インタロック待ち時間
がなくなるように自己の動作の内容を変更するようにな
っている。

【００２０】ロボット間のインタロック制御それ自体
は、一般的なそれと同様、あらかじめ各ロボットごとに
作成されたプログラム上のインタロック命令によって行
われる。すなわち、互いに干渉するエリア内にあるロボ
ット間であらかじめ優先度の高いロボット（基準ロボッ
ト）と優先度の低いロボット（周辺ロボット）を決めて
おき、インタロック命令は、基準ロボットのＩＤと動作
状態を設定することにより、基準ロボットが設定された
状態に遷移するまで（たとえば、インタロック解除の条
件となるポイントに到達するまで）周辺ロボットが次の
処理に入れないように構成されている。これにより、周
辺ロボットは、インタロック被解除ポイント（インタロ
ックが解除されるまで保持されるポイント）に到達する
と、ＩＤと動作状態のデータから基準ロボットがインタ
ロック解除ポイントに到達したことを確認した後、次の
処理に移行できることになる。

【００２１】ＣＰＵ１４は上記したように推定手段、選
択手段、および変更手段としての各機能を有している。
それぞれの機能については後で詳述するが、ここでは、
それらの概略を説明しておく。まず、推定手段としての
ＣＰＵ１４は、記憶装置１６に記憶されているプログラ
ムから所定の情報を読み出し、この情報に基づいて次の
インタロックポイント（基準ロボットにおけるインタロ
ック解除ポイントと周辺ロボットにおけるインタロック
被解除ポイントの両者を含む概念）までの到達時間を計
算により推定する。また、選択手段としてのＣＰＵ１４
は、他のすべてのロボットからのプリインタロック信号
を受信したときに、それらを自己のプリインタロック情
報と比較して（特に関連ロボットからの到達時間データ
を自己の到達時間データと比較して）、所定の判断基準
により、プログラムに記述された当初の予定の動作をそ
のまま実行するか（主に基準ロボットを最速モードでプ
ログラム実行する場合）、または、プログラムに記述さ
れた当初の予定の動作を変更するか（主に周辺ロボット
の場合）を選択する。さらに、変更手段としてのＣＰＵ
１４は、動作の変更が選択されたときに、インタロック
の待ち時間がなくなるように自己の動作の内容を変更す
る処理を具体的に行う。その変更処理の内容は基本的に
は２種類ある。一つは、インタロックの待ち時間がなく
なるように次のインタロック被解除ポイントまでの各動
作ステップの速度パターンを補正する、より具体的に
は、加減速時間の延長、最高速度の抑制を行うというも
のであり、もう一つは、あらかじめ作成しておいた作業
リストの中からインタロックの待ち時間の間に実行可能
な作業を選択し、求めた作業をプログラムに記述された
当初の予定の動作に追加して実行するというものであ
る。さらには、派生として、両者を組み合わせた方法、
たとえば、他の作業を追加実行できない場合に速度パタ
ーンの補正を行うというものも可能である。

【００２２】以下、ロボット系の具体例を交えながら本
発明のいくつかの実施形態をより詳細に説明する。ま
ず、図２〜図５を参照して、あるロボットにインタロッ
ク待ち時間が発生するときにそのロボットの動作の速度
パターンを補正する場合について説明する。ここで、図
２はロボット系の一例を示す模式図、図３はＣＰＵを中
心とした各ロボット制御系の動作を示すフローチャー
ト、図４は図３中の到達時間推定処理のフローチャー
ト、図５は各ロボットの動作内容を示すモータ波形図で
ある。

【００２３】図２に示すように、このロボット系は３台
のロボットＭ1 、Ｍ2 、Ｍ3 を有しており、ロボットＭ
1 とＭ3 はそれぞれ４つの動作ステップで構成され、ロ
ボットＭ2 は３つの動作ステップで構成されている。図
中の付番された点は教示ポイントであり、各ロボットＭ
1 〜Ｍ3 はそれぞれ番号の順に各教示ポイントに位置決
めされる。そして、この教示データでは、ロボットＭ1
の教示ポイント２と３の間の動作ステップとロボットＭ
2 の教示ポイント２と３の間の動作ステップとが干渉エ
リアにあり、ロボットＭ1 の教示ポイント３と４の間の
動作ステップとロボットＭ3 の教示ポイント３と４の間
の動作ステップとが干渉エリアにある。ここでは、ロボ
ットＭ1 とＭ2 の関係では、ロボットＭ1 を基準ロボッ
トとし（よってロボットＭ2 は周辺ロボットとな
る。）、また、ロボットＭ1 とＭ3 の関係でも、ロボッ
トＭ1 を基準ロボットとしている（よってロボットＭ3
は周辺ロボットとなる。）。このときのインタロックポ
イントは、ロボットＭ1 とＭ2 の関係では、ロボットＭ
1 のインタロック解除ポイントは教示ポイント３、ロボ
ットＭ2 のインタロック被解除ポイントは教示ポイント
２であり、また、ロボットＭ1 とＭ3 の関係では、ロボ
ットＭ1 のインタロック解除ポイントは教示ポイント
４、ロボットＭ3 のインタロック被解除ポイントは教示
ポイント３となる。したがって、ロボットＭ2 はインタ
ロック被解除ポイント２に到達するとロボットＭ1 がイ
ンタロック解除ポイント３に到達するまで次の動作ステ
ップに移ることができず、また、ロボットＭ3 はインタ
ロック被解除ポイント３に到達するとロボットＭ1 がイ
ンタロック解除ポイント４に到達するまで次の動作ステ
ップに移ることができないようになっている（それぞれ
図５参照）。また、ロボットＭ2とＭ3 は干渉のおそれ
がなく、インタロックについては無関係である。なお、
図５中のロボットＭ2 とＭ3 のモータ波形において、実
線のものは従来のモータ波形であり、一部点線のものは
本案によるモータ波形を示している。

【００２４】次に、図３および図４のフローチャートを
用いて動作を説明する。電源が投入されロボットシステ
ム全体が起動すると、各ロボットは、ＣＰＵ１４にて、
自身のプログラム（教示結果に基づくものを含む。以
下、同様）を参照して、インタロックポイント（インタ
ロック解除ポイントまたはインタロック被解除ポイン
ト）を検索し（ステップＳ１０）、インタロックポイン
トが有るかどうかを判断する（ステップＳ１１）。通
常、インタロックポイントはあらかじめ教示されている
ので、ステップＳ１０とステップＳ１１の処理はプログ
ラムの中を確認するだけで足りる。

【００２５】ステップＳ１１の判断の結果としてインタ
ロックポイントが有れば次のステップＳ１２に進むが、
インタロックポイントが無ければただちにステップＳ１
４に進む。図２の例では、すべてのロボットＭ1 〜Ｍ3
はインタロックポイントを有するので、ステップＳ１２
に進むことになる。なお、インタロックポイントが無い
ということは、当該ロボットが他のすべてのロボットに
対してインタロック関係にないということを意味する。

【００２６】ステップＳ１２では、プログラムに記述さ
れている所定の情報に基づいて、インタロックポイント
（複数ある場合は各インタロックポイントごとに）まで
の到達時間を計算により推定する。この推定到達時間
は、ロボットが仮に最速で動いたとしたときに当該イン
タロックポイントに到達する時間を推定したものであっ
て、他のロボットとの関連性を持ったインタロックポイ
ント到達時間を推定するものではない。インタロックポ
イントまでの到達時間の推定方法は、たとえば、現在の
動作ステップからインタロックステップ（インタロック
ポイントに到達する動作ステップ）までのステップ数、
それぞれの移動距離、インタロック入力の有無、付帯処
理、最高速度パラメタ、および加減速パラメタから、所
定の計算により推定する。

【００２７】ステップＳ１２の到達時間推定処理の具体
的な手順は図４のフローチャートに示すとおりである。
なお、この処理はＣＰＵ１４で行われる。まず、自己の
プログラムから、現在の動作ステップからインタロック
ステップまでのステップ数を割り出し、それぞれの移動
距離、インタロック入力の有無、付帯処理の有無を抽出
する（ステップＳ２０）。

【００２８】次に、抽出した情報にインタロック入力、
付帯処理が有るかどうかをチェックする（ステップＳ２
１）。ここで、インタロック入力とは周辺機器２８との
関係におけるものであり、たとえば、トランスファーマ
シンとの関係で入力待ちの状態になるような場合であ
る。また、付帯処理とは自身で行う処理、たとえば、バ
ルブのＯＮ／ＯＦＦなどである。

【００２９】ステップＳ２１の判断の結果としてＹＥＳ
であれば、存在するインタロック入力または付帯処理が
自己完結的かまたは自己完結に類似するかどうかを判断
する（ステップＳ２２）。ここで、自己完結の場合とは
たとえばバルブのＯＮ／ＯＦＦなど他の影響をまったく
受けずに自身で完結してしまう動作であり、自己完結に
類似する場合とはたとえばトランスファーマシンやシリ
ンダーの戻り限待ちなど他のロボットの影響を受けない
周辺機器２８の動作である。

【００３０】ステップＳ２２の判断の結果としてＮＯで
あれば、つまり存在するインタロック入力または付帯処
理が自己完結でない場合または自己完結に類似しない場
合には、到達時間はそれらの入力タイミングに左右さ
れ、しかもその入力タイミングはあらかじめ設定してお
くことができないため、本推定処理をただちに中止し
（ステップＳ２３）、リターンする。

【００３１】これに対し、ステップＳ２２の判断の結果
としてＹＥＳであれば、つまり存在するインタロック入
力または付帯処理が自己完結または自己完結に類似する
場合には、それらの動作は入力タイミングなどを考慮す
る必要がないのでいつでも処理することができ、その処
理時間を任意に設定することができるので、ステップＳ
２４で、インタロック入力・付帯処理の合計時間を設定
する。この処理は、たとえば、あらかじめインタロック
入力・付帯処理の各処理時間を設定しておき、それらを
加算することによって行われる。なお、実際にはインタ
ロック入力・付帯処理の各時間は最も速くなるような値
に設定しておく。

【００３２】ステップＳ２１の判断の結果としてインタ
ロック入力や付帯処理が無い場合またはステップＳ２４
の処理を終了した場合には、パラメタテーブルから最高
速度パラメタと加減速パラメタを抽出する（ステップＳ
２５）。

【００３３】次のステップＳ２６では、インタロックポ
イントまでの位置決めにかかる動作時間を、まず各動作
ステップごとにステップＳ２０で抽出したそれぞれの移
動距離とステップＳ２５で抽出した最高速度パラメタお
よび加減速パラメタとから算出し、求めたそれぞれの値
を加算することによって求める。

【００３４】そして最後に、ステップＳ２４で求めたイ
ンタロック入力・付帯処理の合計時間にステップＳ２６
で求めたインタロックポイントまでの位置決めにかかる
動作時間を加算し、この加算した時間を当該インタロッ
クポイントまでの到達推定時間とし（ステップＳ２
７）、リターンする。

【００３５】以上の手順によりインタロックポイントま
での到達時間が推定されると、この推定到達時間は通信
インターフェース３４とネットワーク３２を通じて他の
ロボットに送信される（ステップＳ１３）。この推定到
達時間の送信は、上記したように、推定到達時間のデー
タにロボットＩＤと動作状態のデータを加えてなるプリ
インタロック信号をインタロック情報に書き込む形で送
信される。

【００３６】上記したようにして各ロボットのプリイン
タロック信号が循環的に送受信され、他のすべてのロボ
ットからのプリインタロック信号を受信すると（ステッ
プＳ１４）、入力した他のロボットのプリインタロック
信号と自己のプリインタロック信号とを比較演算して、
ステップＳ１６に進むか（基準Ａの場合）またはステッ
プＳ１７に進むか（基準Ｂの場合）を選択する（ステッ
プＳ１５）。なお、この処理もまたＣＰＵ１４で行われ
る。

【００３７】具体的には、たとえば、他のロボットのプ
リインタロック信号からロボットＩＤを抽出した後、自
己のプログラムを見てインタロックに関して自己に関係
するロボットを選別する（ロボットの関連性の判断）。
どのロボットとも干渉エリアがなく関連性がない場合に
は、関連するロボットが存在しないものとして、ステッ
プＳ１６に進む（基準Ａ1 ）。また、関連するロボット
が存在する場合には、その関連ロボットとの関係で自己
が基準ロボットか周辺ロボットかを判断し、それぞれの
推定到達時間を比較する。その結果、自己が周辺ロボッ
トである場合に（たとえば、図５のロボットＭ2 、Ｍ3
参照）、基準ロボットとの関係で（たとえば、図５のロ
ボットＭ1 参照）、自己の次のインタロック被解除ポイ
ントまでの推定到達時間ｔ2 、ｔ4 が基準ロボットの対
応するインタロック解除ポイントまでの推定到達時間ｔ
1 、ｔ3 よりも早い場合には（ｔ2 ＜ｔ1 、ｔ4 ＜ｔ3
）、自己にインタロック待ち時間が発生するので、そ
れを解消すべく、ステップＳ１７に進むが（基準Ｂ）、
遅い場合には自己にインタロック待ち時間は発生しない
ので、ステップＳ１６に進む（基準Ａ2 ）。また、自己
が基準ロボットである場合には、周辺ロボットによる影
響を受けないので、ステップＳ１６に進む（基準Ａ3
）。

【００３８】ステップＳ１６が選択された場合には、プ
ログラムに記述されている当初の予定の動作をそのまま
実行する。つまり、自ロボットを予定どおり最速モード
でプログラムを実行する。

【００３９】他方、ステップＳ１７が選択された場合に
は、周辺ロボットは、到達時間、ステップ数、移動距離
の各データから、インタロックの待ち時間がなくなるよ
うに各動作ステップの速度パターン（最高速度、加減速
定数）を変更し（位置決め動作の補正）、変更後の内容
でプログラムを実行する。速度パターンの変更は、基準
ロボットの推定到達時間と自己の推定到達時間との差分
を自己の次のインタロック被解除ポイントまでの各動作
ステップの移動時間に割り当てて、加減速時間の延長と
最高速度の抑制を実現することによってなされる。具体
的な方法としては、たとえば、各動作ステップの移動時
間の比率（動作比）が変化しないように最高速度・加減
速定数を決定するなど、いろいろな方法があるが、どの
方法をとるにせよ、あらかじめプログラミングにより自
動的に調整できるようになっている。なお、この処理も
またＣＰＵ１４で行われる。

【００４０】動作比が変化しないように決定する方法の
一例としては、たとえば、次のようなものがある。ま
ず、あらかじめ各最高速度、各加減速定数における移動
量テーブルを作成しておく。そして、実際の処理に際し
て、下記の比例式により、各動作ステップの変更後の動
作時間（移動時間）Ｔk′を求める。 ここで、 ｋ ：インタロック被解除ポイントまでの各動作ステ
ップの番号 Ｔk′：動作ステップｋの変更後の動作時間 Ｔk ：動作ステップｋの変更前の（通常の）動作時間 Ｔ0′：変更後のインタロック被解除ポイント到達時間
（＝基準ロボットのインタロック解除ポイントまでの推
定到達時間） Ｔ0 ：変更前のインタロック被解除ポイント到達時間
（＝自己のインタロック被解除ポイントまでの推定到達
時間） なお、到達時間の差分Δ（＝Ｔ0′−Ｔ0）はインタロッ
ク待ち時間に相当する。また、上記したように、動作の
変更タイミング（どの動作ステップから変更するか）は
プログラミングにより任意に設定できるようになってい
る。そして最後に、移動量テーブルと先に求めた各動作
ステップの変更後の動作時間Ｔk′とから、各動作ステ
ップごとに、移動量が変化しないように最高速と加減速
定数を決定する。

【００４１】その後、ステップＳ１８で、当該インタロ
ックポイントに到達したかどうかを判断し、未到達の場
合にはステップＳ１２に戻るが、到達している場合には
リターンしてステップＳ１０以下の処理を繰り返す。

【００４２】以上のようにプリインタロック信号を用い
てインタロック制御を行った場合の各ロボットＭ1 〜Ｍ
3 のモータ波形は図５に示されており、周辺ロボットで
あるロボットＭ2 、Ｍ3 については、一部点線で示すよ
うに、インタロック被解除ポイントまでの各動作ステッ
プについて最高速、加減速定数を抑えてインタロック待
ち時間をなくすように位置決め動作が補正されている。
なお、モータ波形図の横軸は時間、縦軸は電流または速
度指令であり、ここでは、簡単化のため、各教示ポイン
トでの停止時間は省略してある。また、上記のようにプ
リインタロック信号は常時通信しているが、ここでは、
簡単化のため、各ロボットＭ1 〜Ｍ3 がそれぞれ教示ポ
イント１から起動する場合（プリインタロック信号ｃ）
を示している。

【００４３】したがって、本案によれば、インタロック
の待ち時間がなくなるので、インタロック待ちによる無
駄時間がなくなる。また、加減速時間の延長や最高速度
の抑制によりロボットの機械的損失が減少するので、ラ
イフサイクルの延長が図られる。さらに、加減速時間の
延長によりイナーシャが減少し、必要トルク（電流）が
減少するので、使用電力の低減によるラニングコストの
低減が図られる。すなわち、最高速度と加減速定数が抑
えられるため、メカへの負荷および使用電力が低減さ
れ、機械的かつ電気的損失の少ない位置決め動作が可能
になる。

【００４４】次に、他の例として、図６〜図８を参照し
て、あるロボットにインタロック待ち時間が発生すると
きに他の作業を追加実行する場合について説明する。こ
こで、図６はロボット系の他の一例を示す模式図、図７
はＣＰＵを中心とした各ロボット制御系の動作を示すフ
ローチャート、図８は各ロボットの動作内容を示すモー
タ波形図である。

【００４５】ここでは、図６に示すように、２台のロボ
ットＭ1 、Ｍ2 からなるロボット系を考える。各ロボッ
トＭ1 、Ｍ2 はそれぞれ４つの動作ステップ（教示ポイ
ント１〜４）で構成され、ロボットＭ2 には可能な場合
に所定の他作業を行う位置Ｐが設定されている。この教
示データでは、ロボットＭ1 の教示ポイント３と４の間
の動作ステップとロボットＭ2 の教示ポイント２と３の
間の動作ステップとが干渉エリアにある。ここでは、ロ
ボットＭ1 を基準ロボット、ロボットＭ2 を周辺ロボッ
トとしている。このとき、ロボットＭ1 のインタロック
解除ポイントは教示ポイント４、ロボットＭ2 のインタ
ロック被解除ポイントは教示ポイント２となる。したが
って、ロボットＭ2 はインタロック被解除ポイント２に
到達するとロボットＭ1 がインタロック解除ポイント４
に到達するまで次の動作ステップに移ることができない
ようになっている（図８参照）。なお、図８中のロボッ
トＭ2 のモータ波形において、実線のものは従来のモー
タ波形であり、一部点線のものは本案によるモータ波形
を示している。

【００４６】本案では、周辺ロボットにインタロックの
待ち時間が発生する場合に、そのインタロック待ちの間
に実行できる予定以外の他の作業があれば、それを実行
するようになっており、そのための作業リストがあらか
じめ作成されている。本来目的とする動作以外の作業
（付帯処理、動作）としては、たとえば、スポット溶接
ロボットにおけるオートチップドレス処理、チップ交
換、部品の払い出し、他ロボット領域の溶接などがあ
る。これらの作業は他のロボットと干渉しないものを選
択しておく。作業リストには作業内容とその所要時間と
が書かれている。ここでは、一例として、チップドレス
を対象の作業とする。チップドレス作業は教示ポイント
Ｐで行われる（図６参照）。

【００４７】次に、図７のフローチャートを用いて動作
を説明するが、ここでは、説明の重複を避けるため、図
３と異なる処理を中心に説明する。本案では、図３のス
テップＳ１７に代えてステップＳ３７〜ステップＳ３９
を実行する。すなわち、図３の場合と同様にして、ステ
ップＳ３０〜ステップＳ３５で、インタロックポイント
までの到達時間を推定してプリインタロック信号を送信
した後、受信した他のすべてのロボットのプリインタロ
ック信号を自己のそれと比較演算して、ステップＳ３６
に進むか（基準Ａの場合）またはステップＳ３７に進む
か（基準Ｂの場合）を選択する。なお、比較演算（引き
算）では、ソース（比較元）とディステネーション（比
較対象）の設定が可能であり、ソースおよびディステネ
ーション共に、周辺ロボットの推定到達時間、基準ロボ
ットの推定到達時間、設定可能な基準時間（たとえばモ
ノを投入するなど前記推定時間に考慮されない別の要因
に基づくものであって、任意の固定値（たとえば、１０
秒））を選択することができる。

【００４８】ステップＳ３６でプリインタロック信号を
比較演算した結果ステップＳ３７に向かうルートが選択
された場合には、処理プロセスの変更を行う。処理プロ
セスの変更方法は、条件分岐や子プロセス（サブルーチ
ン）のコールである。

【００４９】具体的には、まず、周辺ロボットは、プリ
インタロック信号を解析して他の作業が可能かどうかを
判断する（ステップＳ３７）。具体的には、たとえば、
基準ロボット（たとえば、図８のロボットＭ1 参照）の
推定到達時間と自己（たとえば、図８のロボットＭ2 参
照）の推定到達時間との差分Δｔ（＝ｔ5 −ｔ6 ）を所
定値（たとえば、５秒）と比較して、前記差分Δｔが所
定値（５秒）以上であれば他の作業が可能であると判断
する。

【００５０】ステップＳ３７で他作業が可能であると判
断された場合には、あらかじめ作成しておいた作業リス
トの中から、作業内容と所要時間のデータを参照しなが
ら、インタロック待ち時間Δｔの間に実行できる作業を
選択し、その作業のプログラムを実行する（ステップＳ
３８）。上記の例では、インタロック待ち時間の間にチ
ップドレス作業をすることができる場合には、当初予定
の通常プログラムに加えてチップドレス作業を行う。こ
れにより、インタロック待ちによる無駄時間がなくなる
（図８参照）。なお、図８中の実線矢印ｄは従来のイン
タロック完了信号であり、破線矢印ｅは本案のプリイン
タロック信号である。

【００５１】ステップＳ３７で他作業が可能であると判
断されない場合には、インタロックの待ち時間をなくす
ため、図３のステップＳ１７と同様にして、位置決め動
作の補正処理を行う（ステップＳ３９）。

【００５２】したがって、本案によれば、インタロック
の待ち時間の間に他の作業（付帯処理、動作）を行うの
で、インタロック待ちによる無駄時間がなくなる。ま
た、そのような他作業を当初予定の通常動作内でランダ
ムに行うことができるので、当該作業の時間を削減する
ことができる。さらに、ある一連のプロセスを子プロセ
スの集合で構成することにより、作業の進捗状況に合わ
せて任意にプロセスを変更することが可能となり、シス
テム全体に柔軟性を持たせることができる。

【００５３】なお、この例では、ステップＳ３７での他
作業可能性の判断を推定到達時間の差分Δｔを所定値と
比較することにより行うようにしているが、これ以外
に、たとえば、推定到達時間の差分Δｔを作業リスト中
の各作業の所要時間と比較することにより、ただちに実
行可能な他作業を求め、実行可能な他作業が存在しない
場合に限り位置決め動作の補正を行うようにしてもよ
い。

【００５４】また、ステップＳ３９の補正処理を省略し
て、インタロック待ち時間が発生する場合にはその間に
実行可能な他作業を行うだけでもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１記載の発明
によれば、インタロックの待ち時間が発生する場合には
動作の内容を変更してインタロックの待ち時間がなくな
るようにしたので、インタロック待ちによる無駄時間が
なくなる。

【００５６】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の前記効果に加えて、動作内容の変更方法とし
て、速度パターンを補正して加減速時間の延長、最高速
度の抑制を行うようにしたので、機械的かつ電気的損失
の少ない位置決め動作が行われ、ライフサイクルの延長
と使用電力の低減によるラニングコストの低減が図られ
る。

【００５７】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の前記効果に加えて、動作内容の変更方法とし
て、インタロック待ち時間の間に他の作業を行うように
したので、当該他作業の時間を削減できるほか、ある一
連のプロセスを子プロセスの集合で構成することにより
作業の進捗状況に応じた任意のプロセス変更が可能とな
り、システム全体に柔軟性を持たせることができる。

【００５８】請求項４記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の前記効果に加えて、動作内容の変更方法とし
て、インタロック待ち時間の間に他作業を実行できれば
それを行い、そうした他作業が存在しなければインタロ
ックの待ち時間がなくなるように速度パターンを補正す
るので、請求項３記載の発明に比べてより一層インタロ
ック待ちによる無駄時間がなくなるとともに、請求項２
記載の発明と請求項３記載の発明のそれぞれのメリット
を享有することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るロボット制御システムの制御系
のブロック図

【図２】 ロボット系の一例を示す模式図

【図３】 ＣＰＵを中心とした制御系の動作を示すフロ
ーチャート

【図４】 図３中の到達時間推定処理のフローチャート

【図５】 各ロボットの動作内容を示すモータ波形図

【図６】 ロボット系の他の一例を示す模式図

【図７】 ＣＰＵを中心とした制御系の動作を示すフロ
ーチャート

【図８】 各ロボットの動作内容を示すモータ波形図

【符号の説明】

１０…ロボット本体 １２…ロボットコントローラ １４…ＣＰＵ（推定手段、選択手段、変更手段） ３２…通信ネットワーク（共通の伝送路） ３４…通信インターフェース（通信手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 19/407 Ｅ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のロボット間でインタロックをとり
   ながらそれぞれの作業を行うロボット制御システムにお
   いて、 プログラムに記述された所定の情報に基づいてインタロ
   ックポイントまでの到達時間を推定する推定手段と、 前記推定手段によって推定された前記到達時間、自己の
   識別番号、および動作状態に関する情報からなるプリイ
   ンタロック信号を他のロボットに送信し、また、他のロ
   ボットからの前記プリインタロック信号を受信する通信
   手段と、 前記通信手段によって他のすべてのロボットからのプリ
   インタロック信号を受信したときに、それらを自己のプ
   リインタロック信号と比較して、プログラムに記述され
   た当初の予定の動作をそのまま実行するか、または、プ
   ログラムに記述された当初の予定の動作を変更するかを
   選択する選択手段と、 前記選択手段によって動作の変更が選択されたときに、
   インタロックの待ち時間がなくなるように自己の動作の
   内容を変更する変更手段と、 を前記複数のロボットのそれぞれのコントローラに設け
   るとともに、 前記複数のロボットを前記通信手段を介して共通の伝送
   路によって相互に接続してなることを特徴とするロボッ
   ト制御システム。
2. 【請求項２】 前記変更手段は、自己と他の関係ロボッ
   トとの前記到達時間の差分を次のインタロックポイント
   までの各移動時間に割り当て、インタロックの待ち時間
   がなくなるように次のインタロックポイントまでの各動
   作ステップの速度パターンを補正することを特徴とする
   請求項１記載のロボット制御システム。
3. 【請求項３】 前記変更手段は、あらかじめ作成してお
   いた作業リストの中からインタロックの待ち時間の間に
   実行可能な作業を選択し、求めた作業をプログラムに記
   述された当初の予定の動作に追加することを特徴とする
   請求項１記載のロボット制御システム。
4. 【請求項４】 前記変更手段は、自己と他の関係ロボッ
   トとの前記到達時間の差分により、あらかじめ作成して
   おいた作業リストの中にインタロック待ち時間の間に実
   行可能な作業があるかどうかを判断し、実行可能な他の
   作業がある場合はその作業をプログラムに記述された当
   初の予定の動作に追加し、また、実行可能な他の作業が
   ない場合は、前記差分を次のインタロックポイントまで
   の各移動時間に割り当て、インタロックの待ち時間がな
   くなるように次のインタロックポイントまでの各動作ス
   テップの速度パターンを補正することを特徴とする請求
   項１記載のロボット制御システム。