CN115194757A - 机器人控制系统、下位控制装置以及机器人控制方法 - Google Patents

机器人控制系统、下位控制装置以及机器人控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115194757A
CN115194757A CN202210387542.3A CN202210387542A CN115194757A CN 115194757 A CN115194757 A CN 115194757A CN 202210387542 A CN202210387542 A CN 202210387542A CN 115194757 A CN115194757 A CN 115194757A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control
robot
control device
command
information
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
CN202210387542.3A
Other languages
English (en)
Inventor
狩户信宏
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson 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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN115194757A publication Critical patent/CN115194757A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B25J9/161—Hardware, e.g. neural networks, fuzzy logic, interfaces, processor
    • 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
    • G05B19/414—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller
    • G05B19/4148—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller characterised by using several processors for different functions, distributed (real-time) systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • 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
    • G05B19/4155—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 programme execution, i.e. part programme or machine function execution, e.g. selection of a programme
    • 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
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25456—Piggy back controller, old controller functions as before, new functions by new
    • 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
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39529—Force, torque sensor in wrist, end effector
    • 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
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50391—Robot

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明提供机器人控制系统、下位控制装置以及机器人控制方法，能够顺利地执行对响应性有要求的机器人动作。机器人控制系统具备：机器人，具有伺服控制部；下位控制装置，在每个预先设定的控制周期内，向伺服控制部发送控制指令，并从伺服控制部接收表示机器人的状态的机器人状态信息；以及上位控制装置，向下位控制装置发送用于创建控制指令的指令信息。下位控制装置与控制周期同步地向上位控制装置发送机器人状态信息。上位控制装置自从下位控制装置接收到机器人状态信息的时刻起，在比控制周期更短的预先规定的发送时间内向下位控制装置发送指令信息。

Description

机器人控制系统、下位控制装置以及机器人控制方法
技术领域
本发明涉及机器人控制系统、下位控制装置以及机器人控制方法。
背景技术
专利文献1中记载了具备服务器和机器人终端机的机器人控制系统。在该机器人控制系统中，服务器将相互同步的动作控制数据和语音数据等汇总而创建一个数据包，并发送至机器人终端机。
专利文献1：日本特开2006-224294号公报
发明内容
但是，在上述现有技术中，由于是服务器在任意定时向机器人终端机发送数据包的构成，在数据包的收发中未考虑与机器人的控制周期的同步，因此，从发送数据包到反映于实际动作为止的时间不定，存在无法应用于对响应性有要求的用途这一问题。
根据本发明的第一方式，提供一种机器人控制系统。该机器人控制系统具备：机器人，具有伺服控制部；下位控制装置，在每个预先设定的控制周期内，向所述伺服控制部发送控制指令，并从所述伺服控制部接收表示所述机器人的状态的机器人状态信息；以及上位控制装置，向所述下位控制装置发送用于创建所述控制指令的指令信息，所述下位控制装置与所述控制周期同步地向所述上位控制装置发送所述机器人状态信息，所述上位控制装置自从所述下位控制装置接收到所述机器人状态信息的时刻起，在比所述控制周期更短的预先规定的发送时间内向所述下位控制装置发送所述指令信息。
根据本发明的第二方式，提供一种与机器人及上位控制装置一起构成机器人控制系统的下位控制装置。所述下位控制装置被构成为执行如下处理：处理(a)，在每个预先设定的控制周期内，向所述机器人的伺服控制部发送控制指令，并从所述伺服控制部接收表示所述机器人的状态的机器人状态信息；处理(b)，与所述控制周期同步地向所述上位控制装置发送所述机器人状态信息；以及处理(c)，从所述上位控制装置接收指令信息，并根据所述指令信息创建下一次的控制指令，在所述处理(c)中，在超时时刻之前无法从所述上位控制装置接收到所述指令信息的情况下，不使用所述指令信息，而使用过去的控制指令创建所述下一次的控制指令并发送至所述伺服控制部，所述超时时刻比应向所述伺服控制部发送所述下一次的控制指令的时刻更早。
根据本发明的第三方式，提供一种机器人控制方法，所述机器人控制方法是机器人控制系统中的机器人的控制方法，所述机器人控制系统具备具有伺服控制部的所述机器人、下位控制装置以及上位控制装置，所述机器人控制方法包括如下工序：工序(a)，所述下位控制装置在每个预先设定的控制周期向所述伺服控制部发送控制指令，并从所述伺服控制部接收表示所述机器人的状态的机器人状态信息；以及工序(b)，所述上位控制装置向所述下位控制装置发送用于创建所述控制指令的指令信息；在所述工序(a)中，所述下位控制装置与所述控制周期同步地向所述上位控制装置发送所述机器人状态信息，在所述工序(b)中，所述上位控制装置自从所述下位控制装置接收到所述机器人状态信息的时刻起，在比所述控制周期更短的预先规定的发送时间内向所述下位控制装置发送所述指令信息。
附图说明
图1是表示实施方式中的机器人控制系统的构成的说明图。
图2是机器人控制系统的功能框图。
图3是控制装置间的通信正常时的时序图。
图4是控制装置间的通信发生超时时的时序图。
图5是表示下位控制装置进行的控制指令的发送处理的过程的流程图。
图6是表示上位控制装置与下位控制装置之间的机器人状态的收发过程和指令信息的发送过程的流程图。
附图标记说明
100…机器人、110…基台、120…机械臂、122…致动器、124…传感器、130…伺服控制部、132…致动器控制部、134…实时通信部、140…力觉传感器、150…末端执行器、200…下位控制装置、210…非实时通信部、220…控制指令生成部、230…实时通信部、240…机器人状态传输部、300…上位控制装置、310…指令信息生成部、320…非实时通信部。
具体实施方式
图1是表示一个实施方式中的机器人控制系统的一例的说明图。该机器人控制系统具备：机器人100；下位控制装置200，向机器人100发送控制指令CC；以及上位控制装置300，向下位控制装置200发送用于生成控制指令CC的指令信息CI。下位控制装置200例如是机器人控制器，上位控制装置300例如是个人计算机。此外，也可以将下位控制装置200称为“第一控制装置”，将上位控制装置300称为“第二控制装置”。
机器人100具备基台110、机械臂120以及伺服控制部130。伺服控制部130执行与使机械臂120的关节活动的致动器相关的伺服控制。伺服控制部130与下位控制装置200连接。
机械臂120通过四个关节J1～J4依次连接。机械臂120的前端部安装有力觉传感器140和末端执行器150。也可以省略力觉传感器140。另外，也可以在机械臂120上设置陀螺仪传感器、振动传感器等其他的传感器。机械臂120的前端附近设定有作为机器人100的控制点的TCP(Tool Center Point：工具中心点)。在本实施方式中，例示了具有四个关节J1～J4的四轴机器人，但能够使用具有任意的臂机构的机器人，该任意的臂机构具有多个关节。另外，本实施方式的机器人100是水平多关节机器人，但也可以使用垂直多关节机器人。
图2是机器人控制系统的功能框图。下位控制装置200与预先规定的机器人的控制周期同步地向伺服控制部130发送控制指令CC来控制机器人100，并且从伺服控制部130接收机器人状态信息RI并发送至上位控制装置300。上位控制装置300能够根据需要使用该机器人状态信息RI创建下次的指令信息CI。上位控制装置300从接收到机器人状态信息RI的时刻起，在比机器人的控制周期短的预先规定的发送时间内向下位控制装置200发送指令信息CI。
机械臂120包括致动器122和传感器124。致动器122设置于各个关节，用于使各个关节进行动作。致动器122还包括作为表示各关节的位置的位置传感器的编码器。在本发明中，关节的位置是指关节的位移或角度。传感器124包括图1所示的力觉传感器140等各种传感器。机器人状态信息RI是表示机器人100的状态的信息，包括作为多个关节中的编码器的检测值的位置数据和作为传感器124的检测值的传感器值。
伺服控制部130具有执行致动器122的控制的致动器控制部132和实时通信部134。实时通信部134具有以机器人的控制周期与下位控制装置200进行同步通信的功能。在本实施方式中，机器人的控制周期为1024μs，但以下进行简化，假设控制周期为1ms进行说明。伺服控制部130与下位控制装置200通过能够以固定的周期进行实时通信的协议连接，例如通过EtherCAT(Ethernet Control Automation Technology：以太网控制自动化技术)连接。在EtherCAT中，可以将使数字数据或模拟数据、编码器值等输入输出信息连结而成的过程数据载于Ethernet帧进行交换。在EtherCAT连接中，下位控制装置200作为主机发挥功能，伺服控制部130作为从机发挥功能。下位控制装置200与上位控制装置300通过进行非实时通信的协议连接，例如通过Ethernet连接。
上位控制装置300具有指令信息生成部310和非实时通信部320。指令信息生成部310按照预先创建的机器人控制程序RP生成机械臂120的轨道，并创建用于使机械臂120按照该轨道进行动作的指令信息CI。指令信息CI包括用于使机械臂120进行动作的位置指令。位置指令是表示机械臂120所具有的多个致动器各自的位置或位移的指令，表示作为机器人的控制周期的1ms周期的位置。非实时通信部320在与下位控制装置200的非实时通信部210之间执行非实时通信。如上所述，在本实施方式中，上位控制装置300与下位控制装置200通过Ethernet连接。在非实时通信中，指令信息CI从上位控制装置300发送至下位控制装置200，另外，机器人状态信息RI从下位控制装置200发送至上位控制装置300。如上所述，机器人状态信息RI包括机械臂120的各关节的位置数据和传感器124的传感器值。
指令信息生成部310执行按照机器人控制程序RP生成指令信息CI的处理。作为指令信息CI的处理，能够选择执行以下任一个处理。
(i)第一处理，不使用从下位控制装置200接收到的机器人状态信息RI，而按照机器人控制程序RP创建指令信息CI。
(ii)第二处理，按照机器人控制程序RP，使用机器人状态信息RI创建指令信息CI。
选择执行这两个处理中的哪一个预先描述在机器人控制程序RP中。这样的话，指令信息生成部310根据需要使用机器人状态信息RI创建指令信息CI，因此，下位控制装置200可以将反映了该机器人状态信息RI的控制指令CC发送至伺服控制部130而使机器人100进行动作。此外，也可以取代选择性地执行上述两个处理，而始终执行上述第二处理。
作为在上述第二处理中使用机器人状态信息RI创建指令信息CI的例子，例如存在以下的例子。
(1)使用力觉传感器140的传感器值，变更指令信息CI中包含的力控制的参数。
(2)使用力觉传感器140的传感器值，创建除了基于位置控制的位移之外还加上基于力控制的位移量的指令信息CI。
(3)以在特定关节的编码器值达到表示特定角度的值时，开始控制点的加速或者减速的方式创建指令信息CI。
下位控制装置200具有非实时通信部210、控制指令生成部220、实时通信部230以及机器人状态传输部240。从上位控制装置300发送来的指令信息CI由非实时通信部210接收并传输至控制指令生成部220。控制指令生成部220按照该指令信息CI生成控制指令CC。控制指令CC包含与指令信息CI中包含的1ms周期的位置指令实质上相同的位置指令。控制指令CC也可以与指令信息CI相同。实时通信部230在机器人的每个控制周期，向伺服控制部130发送控制指令CC，并从伺服控制部130接收机器人状态信息RI。该机器人状态信息RI从机器人状态传输部240介由非实时通信部210被发送至上位控制装置300。
此外，在上位控制装置300与下位控制装置200之间的通信正常的情况下，由控制指令生成部220创建的控制指令CC包含与从上位控制装置300接收到的指令信息CI相同的位置指令。另一方面，在控制装置间的通信产生了延迟的情况下，控制指令生成部220不等从上位控制装置300接收指令信息CI，而创建下次的控制指令CC。关于该处理，之后进一步进行叙述。
图3是控制装置间的通信正常时的时序图。此外，在以下的说明中，按图3所示的处理P1～P10的顺序说明各种处理。在图3中，为了便于图示，省略了机器人状态传输部240的图示，另外，将“机器人状态信息”简称为“机器人状态”。
下位控制装置200利用下位控制装置200的定时器中断，以一定的控制周期进行动作。如上所述，该控制周期为1ms。具体而言，下位控制装置200的实时通信部230根据定时器中断，按1ms的控制周期执行基于EtherCAT协议的读取/写入、即收发。该实时通信部230进行收发的时刻成为控制其他各部的动作时刻的基准时刻。
在处理P1中，实时通信部230在定时器中断的时刻将控制指令CC发送至伺服控制部130。该控制指令CC包含与机械臂120的各关节相关的1ms周期的位置指令。在处理P2中，伺服控制部130将接收到的1ms周期的位置指令内插于相对于更细的分割控制周期的多个位置指令，控制机械臂120的致动器122。在图3的例子中，分割控制周期为128μs周期。另外，在处理P3中，伺服控制部130将机器人状态信息RT发送至下位控制装置200。如上所述，该机器人状态信息RI包含各关节的位置数据和传感器124的传感器值。下位控制装置200的实时通信部230在将控制指令CC发送至伺服控制部130之后，在处理P4中，分别指示控制指令生成部220和机器人状态传输部240开始进行动作。如上所述，图3中省略了机器人状态传输部240的图示。此外，控制指令生成部220和机器人状态传输部240均实时地执行任务，当收到开始指示时，以小于数十μs的小抖动(ジツタ一)开始动作。此外，抖动是指上次的开始时刻与本次的开始时刻的间隔从作为期待值的1024μs偏移了多少。在处理P5中，机器人状态传输部240将从伺服控制部130接收到的机器人状态信息RI介由非实时通信部210传输至上位控制装置300。
在处理P6中，上位控制装置300的指令信息生成部310确认机器人状态信息RI的接收，执行用于下次的位置指令的轨道的计算，生成包含位置指令的指令信息CI。在指令信息CI的生成结束后，上位控制装置300在处理P7中立即向下位控制装置200发送包含位置指令的指令信息CI。该指令信息CI被赋予唯一的连续的序列号。在上位控制装置300内的处理、控制装置间的通信正常执行的情况下，指令信息CI的发送从接收到机器人状态信息RI的时刻起在比机器人的控制周期1ms短的预先规定的发送时间TT内执行。由于上位控制装置300不通过实时OS进行动作，因此，在从下位控制装置200接收到机器人状态信息RI之后，无法在小于数十μs的时间内发送下一个指令信息CI，但如果能够从接收到机器人状态信息RI的时刻起在发送时间TT内发送指令信息CI，则能够赶上下位控制装置200向伺服控制部130发送下一个控制指令CC的时刻。
下位控制装置200的控制指令生成部220在从实时通信部230被指示开始动作之后，等待从上位控制装置300发送来指令信息CI。在处理P8中，控制指令生成部220在从上位控制装置300接收到指令信息CI后，检查附加于指令信息CI的序列编号，并检查位置指令所示的位置、速度、加速度是否未超出极限。若指令信息CI无异常，则在处理P9中，控制指令生成部220创建包含位置指令的控制指令CC，并经由实时通信部230发送至伺服控制部130。
如上所述，下位控制装置200与预先规定的控制周期同步地将机器人状态信息RI发送至上位控制装置300，上位控制装置300自从下位控制装置200接收到机器人状态信息RI的时刻起，在比控制周期更短的预先规定的发送时间TT内将指令信息CI发送至下位控制装置200。在该机器人控制系统中，由于上位控制装置300与下位控制装置200之间的通信在比机器人的控制周期更短的发送时间TT内进行，因此，下位控制装置200可以在每个控制周期向伺服控制部130发送控制指令CC，能够顺利地执行对响应性有要求的机器人动作。但是，在从上位控制装置300向下位控制装置200的通信发生了大的延迟的情况下，如以下那样执行处理。
图4是控制装置间的通信发生超时时的时序图。处理P1～P7与图3相同。在图4中，假定为在处理P7中从上位控制装置300发送至下位控制装置200的指令信息CI赶不上机器人100的控制周期的情况，即赶不上从下位控制装置200向下位控制部130发送下一个控制指令CC的时刻的情况。具体而言，图4的处理P7中的指令信息CI的发送在经过了正常的发送时间TT之后发生。该情况下，在处理P10中，等待从上位控制装置300接收指令信息CI的处理超时。超时的判定是根据在比应向伺服控制部130发送下一次的控制指令CC的时刻更早的超时时刻T0之前是否从上位控制装置300接收到指令信息CI来进行的。从超时时刻TO到下一次的控制指令CC的发送时刻为止的时间是比零长的时间，例如能够设定为0.1～0.2ms。上位控制装置300的发送时间TT被设定为下位控制装置200不会超时。即，发送时间TT被设定为：若上位控制装置300从接收到机器人状态信息RI的时刻起在发送时间TT内将指令信息CI发送至下位控制装置200，则下位控制装置200在超时时刻TO之前接收到该指令信息CI。
在发生了超时的情况下，控制指令生成部220使用过去的控制指令CC进行位置指令的外插插值，生成下一次的控制指令CC。作为过去的控制指令CC，优选使用两次以上的预定次数的最近的控制指令CC。另外，控制指令生成部220针对下一次的控制指令CC中包含的位置指令而检查位置、速度、加速度是否未超出极限。若控制指令CC无异常，则控制指令生成部220在处理P11中将该控制指令CC经由实时通信部220发送至伺服控制部130。这样，在发生了超时的情况下，由于是外插过去的控制指令CC而生成下一次的控制指令CC，因此，即使在从上位控制装置300向下位控制装置200发送的指令信息CI发生了延迟的情况下，也能够将适当的控制指令CC发送至伺服控制部130。
发生超时之后从上位控制装置300到达的指令信息CI在处理P12中被废弃。如上所述，对指令信息CI赋予唯一的连续的序列号。控制指令生成部220废弃指令信息CI，但执行序列编号的更新。因此，当控制指令生成部220接收到下一个指令信息CI时，能够根据该指令信息CI中包含的序列编号来判定是否为期待的指令信息CI。
此外，在图4的例子中，在通信发生了超时的情况下，从过去的控制指令CC外插下一次的控制指令CC，但也可以通过外插以外的方法创建下一次的控制指令CC。例如，也可以采用与上一次的控制指令CC相同的控制指令CC作为下一次的控制指令CC。这样，在无法在预先规定的超时时刻T0之前接收到指令信息CI的情况下，下位控制装置200可以不使用从上位控制装置300发送来的指令信息CI，而使用过去的控制指令CC创建下一次的控制指令CC并发送至下位控制装置200。这样的话，即使从上位控制装置300向下位控制装置200发送的指令信息CI发生了延迟的情况下，也能够使机器人100进行动作。
图5是表示下位控制装置200进行的控制指令CC的发送处理的过程的流程图。在步骤S110，S120中，控制指令生成部220待机，直到从实时通信部230接收到处理开始指示为止。在接收到处理开始指示后，控制指令生成部220在步骤S130中待机，直到从上位控制装置300接收到指令信息CI为止。在步骤S140中指令信息CI的接收未超时，另外，在步骤S150中确认了指令信息CI正常的情况下，进入步骤S160，控制指令生成部220根据指令信息CI生成下一次的控制指令CC并发送至伺服控制部130。另一方面，在步骤S140中发生了超时的情况下，进入步骤S180，控制指令生成部220使用过去的控制指令CC生成下一次的控制指令CC，并发送至伺服控制部130。该步骤S180的处理相当于图4中说明的处理P10，P11。在步骤S150中指令信息CI不正常的情况下，将该指令信息CI废弃，并请求上位控制装置300再次发送指令信息CI，且返回步骤S130。
在步骤S170中，控制指令生成部220判定是否收到了处理的结束指示，若未收到则返回步骤S110，重复进行步骤S110及其之后的处理。此外，处理的结束指示例如从上位控制装置300向下位控制装置200发送。
图6是表示上位控制装置300与下位控制装置200之间的机器人状态信息RI的收发过程和指令信息CI的发送过程的流程图。步骤S310～S360是上位控制装置300的处理，步骤S210～S250是下位控制装置200的处理。
在步骤S210、S220中，机器人状态传输部240待机，直到从实时通信部230收到处理开始指示为止。在收到处理开始指示后，机器人状态传输部240在步骤S230中获取从伺服控制部130发送的机器人状态信息RI，在步骤S240中介由非实时通信部210发送至上位控制装置300。在步骤S250中，判定是否收到了处理的结束指示，若未收到则返回步骤S210，重复进行步骤S210及其之后的处理。此外，处理的结束指示例如从上位控制装置300向下位控制装置200发送。
在步骤S310、S320中，非实时通信部320待机，直到从下位控制装置200接收到机器人状态信息RI为止。在接收到机器人状态信息RI后，指令信息生成部310在步骤S330中从非实时通信部320获取机器人状态信息RI，在步骤S340中根据需要利用机器人状态信息RI生成下一次的指令信息CI。在步骤S350中，指令信息生成部310介由非实时通信部320向下位控制装置200发送指令信息CI。根据该指令信息CI的发送，执行图5所示的步骤S130及其之后的处理。
在步骤S360中，指令信息生成部310判定是否收到了处理的结束指示，若未收到则返回步骤S310，重复进行步骤S310及其之后的处理。此外，处理的结束指示例如在作业人员向上位控制装置300输入了机器人100的作业已结束的情况时，根据该输入而发行。
如上所述，在上述实施方式的机器人控制系统中，下位控制装置200与机器人的控制周期同步地向上位控制装置300发送机器人状态信息RI，上位控制装置300自从下位控制装置200接收到机器人状态信息RI的时刻起，在比机器人的控制周期更短的预先规定的发送时间TT内向下位控制装置200发送指令信息CI。根据该机器人控制系统，由于上位控制装置300与下位控制装置200之间的通信在比机器人的控制周期更短的发送时间TT内进行，因此，下位控制装置200可以在每个控制周期向伺服控制部130发送控制指令CC，能够顺利地执行对响应性有要求的机器人动作。
■其他的实施方式：
本发明并不限于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内以各种方式实现。例如，本发明也可以通过以下的方式(aspect)实现。与以下记载的各方式中的技术特征对应的上述实施方式中的技术特征可以适当地进行替换或组合，以便解决本发明的技术问题的一部分或全部、或者实现本发明的效果的一部分或全部。另外，只要在本说明书中未说明该技术特征为必要技术特征，便能够适当地删除该技术特征。
(1)根据本发明的第一方式，提供一种机器人控制系统。该机器人控制系统具备：机器人，具有伺服控制部；下位控制装置，在每个预先设定的控制周期内，向所述伺服控制部发送控制指令，并从所述伺服控制部接收表示所述机器人的状态的机器人状态信息；以及上位控制装置，向所述下位控制装置发送用于创建所述控制指令的指令信息。所述下位控制装置与所述控制周期同步地向所述上位控制装置发送所述机器人状态信息。所述上位控制装置自从所述下位控制装置接收到所述机器人状态信息的时刻起，在比所述控制周期更短的预先规定的发送时间内向所述下位控制装置发送所述指令信息。
根据该机器人控制系统，由于上位控制装置与下位控制装置之间的通信在比机器人的控制周期更短的发送时间内进行，因此，下位控制装置可以在每个控制周期向伺服控制部发送控制指令，能够顺利地执行对响应性有要求的机器人动作。
(2)在上述机器人控制系统中，也可以作为创建所述指令信息的处理，所述上位控制装置根据机器人控制程序中的描述选择执行(i)不使用从所述下位控制装置接收到的所述机器人状态信息，而按照预先创建的机器人控制程序生成所述指令信息的第一处理；和(ii)按照所述机器人控制程序，使用所述机器人状态信息生成所述指令信息的第二处理。
根据该机器人控制系统，由于上位控制装置根据需要使用机器人状态信息创建指令信息，因此，下位控制装置可以将反映了机器人状态信息的控制指令发送至伺服控制部而使机器人进行动作。
(3)在上述机器人控制系统中，也可以是所述下位控制装置在比应向所述伺服控制部发送下一次的控制指令的时刻更早的超时时刻之前无法从所述上位控制装置接收到所述指令信息的情况下，不使用所述指令信息，而使用过去的控制指令创建所述下一次的控制指令并发送至所述伺服控制部。
根据该机器人控制系统，即使从上位控制装置向下位控制装置发送的指令信息发生了延迟的情况下，也能够使机器人进行动作。
(4)在上述机器人控制系统中，也可以是所述下位控制装置在所述超时时刻之前无法从所述上位控制装置接收到所述指令信息的情况下，通过外插过去的多个控制指令而创建所述下一次的控制指令。
根据该机器人控制系统，即使从上位控制装置向下位控制装置发送的指令信息发生了延迟的情况下，也能够向伺服控制部发送适当的控制指令。
(5)根据本发明的第二方式，提供一种与机器人及上位控制装置一起构成机器人控制系统的下位控制装置。所述下位控制装置被构成为执行(a)在每个预先设定的控制周期内，向所述机器人的伺服控制部发送控制指令，并从所述伺服控制部接收表示所述机器人的状态的机器人状态信息的处理；(b)与所述控制周期同步地向所述上位控制装置发送所述机器人状态信息的处理；以及(c)从所述上位控制装置接收指令信息，并根据所述指令信息创建下一次的控制指令的处理。在所述处理(c)中，在比应向所述伺服控制部发送所述下一次的控制指令的时刻更早的超时时刻之前无法从所述上位控制装置接收到所述指令信息的情况下，不使用所述指令信息，而使用过去的控制指令创建所述下一次的控制指令并发送至所述伺服控制部。
根据该机器人控制系统，即使从上位控制装置向下位控制装置发送的指令信息发生了延迟的情况下，也能够使机器人进行动作。
(6)根据本发明的第三方式，提供一种机器人控制方法，是具备具有伺服控制部的机器人、下位控制装置以及上位控制装置的机器人控制系统中的所述机器人控制方法。该控制方法具备：(a)所述下位控制装置在每个预先设定的控制周期向所述伺服控制部发送控制指令，并从所述伺服控制部接收表示所述机器人的状态的机器人状态信息的工序；以及(b)所述上位控制装置向所述下位控制装置发送用于创建所述控制指令的指令信息的工序。在所述工序(a)中，所述下位控制装置与所述控制周期同步地向所述上位控制装置发送所述机器人状态信息。在所述工序(b)中，所述上位控制装置自从所述下位控制装置接收到所述机器人状态信息的时刻起，在比所述控制周期更短的预先规定的发送时间内向所述下位控制装置发送所述指令信息。
根据该控制方法，由于上位控制装置与下位控制装置之间的通信在比机器人的控制周期更短的发送时间内进行，因此，下位控制装置可以在每个控制周期向伺服控制部发送指令信息，能够顺利地执行对响应性有要求的机器人动作。
本发明也能够以上述以外的各种方式实现。例如，能够以具备机器人和机器人控制装置的机器人系统、用于实现机器人控制装置的功能的计算机程序、记录该计算机程序的非暂时性的记录介质(non-transitory storage medium)等方式实现。

Claims (6)

1.一种机器人控制系统，其特征在于，具备：
机器人，具有伺服控制部；
下位控制装置，在每个预先设定的控制周期内，向所述伺服控制部发送控制指令，并从所述伺服控制部接收表示所述机器人的状态的机器人状态信息；以及
上位控制装置，向所述下位控制装置发送用于创建所述控制指令的指令信息，
所述下位控制装置与所述控制周期同步地向所述上位控制装置发送所述机器人状态信息，
所述上位控制装置自从所述下位控制装置接收到所述机器人状态信息的时刻起，在比所述控制周期更短的预先规定的发送时间内向所述下位控制装置发送所述指令信息。
2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，
所述上位控制装置根据机器人控制程序中的描述选择执行如下处理中的任意一个而作为创建所述指令信息的处理：
第一处理，不使用从所述下位控制装置接收到的所述机器人状态信息，而按照预先创建的机器人控制程序生成所述指令信息；以及
第二处理，按照所述机器人控制程序，使用所述机器人状态信息生成所述指令信息。
3.根据权利要求1或2所述的机器人系统，其特征在于，
所述下位控制装置在超时时刻之前无法从所述上位控制装置接收到所述指令信息的情况下，不使用所述指令信息，而使用过去的控制指令创建下一次的控制指令并发送至所述伺服控制部，所述超时时刻比应向所述伺服控制部发送所述下一次的控制指令的时刻更早。
4.根据权利要求3所述的机器人系统，其特征在于，
所述下位控制装置在所述超时时刻之前无法从所述上位控制装置接收到所述指令信息的情况下，通过外插过去的多个控制指令而创建所述下一次的控制指令。
5.一种下位控制装置，其特征在于，
所述下位控制装置与机器人及上位控制装置一起构成机器人控制系统，
所述下位控制装置被构成为执行如下处理：
处理(a)，在每个预先设定的控制周期内，向所述机器人的伺服控制部发送控制指令，并从所述伺服控制部接收表示所述机器人的状态的机器人状态信息；
处理(b)，与所述控制周期同步地向所述上位控制装置发送所述机器人状态信息；以及
处理(c)，从所述上位控制装置接收指令信息，并根据所述指令信息创建下一次的控制指令，
在所述处理(c)中，在超时时刻之前无法从所述上位控制装置接收到所述指令信息的情况下，不使用所述指令信息，而使用过去的控制指令创建所述下一次的控制指令并发送至所述伺服控制部，所述超时时刻比应向所述伺服控制部发送所述下一次的控制指令的时刻更早。
6.一种机器人控制方法，其特征在于，
所述机器人控制方法是机器人控制系统中的机器人的控制方法，所述机器人控制系统具备具有伺服控制部的所述机器人、下位控制装置以及上位控制装置，
所述机器人控制方法包括如下工序：
工序(a)，所述下位控制装置在每个预先设定的控制周期向所述伺服控制部发送控制指令，并从所述伺服控制部接收表示所述机器人的状态的机器人状态信息；以及
工序(b)，所述上位控制装置向所述下位控制装置发送用于创建所述控制指令的指令信息；
在所述工序(a)中，所述下位控制装置与所述控制周期同步地向所述上位控制装置发送所述机器人状态信息，
在所述工序(b)中，所述上位控制装置自从所述下位控制装置接收到所述机器人状态信息的时刻起，在比所述控制周期更短的预先规定的发送时间内向所述下位控制装置发送所述指令信息。
CN202210387542.3A 2021-04-14 2022-04-13 机器人控制系统、下位控制装置以及机器人控制方法 Pending CN115194757A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-068185 2021-04-14
JP2021068185A JP2022163318A (ja) 2021-04-14 2021-04-14 ロボット制御システム、下位制御装置、及び、ロボットの制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115194757A true CN115194757A (zh) 2022-10-18

Family

ID=83575140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210387542.3A Pending CN115194757A (zh) 2021-04-14 2022-04-13 机器人控制系统、下位控制装置以及机器人控制方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220331951A1 (zh)
JP (1) JP2022163318A (zh)
CN (1) CN115194757A (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4274102B2 (ja) * 2004-10-18 2009-06-03 セイコーエプソン株式会社 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体
JP6511715B2 (ja) * 2013-10-31 2019-05-15 セイコーエプソン株式会社 ロボット制御装置、ロボットシステム、及びロボット
JP6454960B2 (ja) * 2013-10-31 2019-01-23 セイコーエプソン株式会社 ロボット、ロボットシステム、ロボット制御装置
JP7155743B2 (ja) * 2018-08-21 2022-10-19 セイコーエプソン株式会社 ロボットシステム、ロボット、及び制御方法
JP2021135881A (ja) * 2020-02-28 2021-09-13 セイコーエプソン株式会社 ロボットの制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022163318A (ja) 2022-10-26
US20220331951A1 (en) 2022-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI466434B (zh) 電動機控制系統及通信方法
JP6962099B2 (ja) 制御システムおよび制御装置
JP2010170435A (ja) モーション制御用指令システム、モーション制御用指令方法およびモーション制御システム
CN113168135B (zh) 同步控制装置、同步控制系统和同步控制方法
WO2020230824A1 (ja) マシン制御システム、プログラム、マシン、及び通信方法
JPH04290102A (ja) サーボ機構への情報伝送装置
WO2020054477A1 (ja) 制御システムおよび制御装置
CN115194757A (zh) 机器人控制系统、下位控制装置以及机器人控制方法
CN114072741B (zh) 控制系统、控制装置以及程序的记录介质
JP7327225B2 (ja) ロボット制御システムおよび制御方法
JP4980292B2 (ja) 異なる通信周期で複数のアンプと通信する数値制御システム
WO2019171845A1 (ja) 制御装置および制御システム
CN116909263A (zh) 路径生成方法以及机器人控制系统
JP5763961B2 (ja) 通信装置、通信システム、通信装置の制御方法およびプログラム
JP2023167806A (ja) ロボット制御システム、下位制御装置、ロボット制御システムの制御方法、及び、下位制御装置の制御方法
WO2021145124A1 (ja) 制御装置
JP7231073B2 (ja) 制御装置および制御システム
CN116000915A (zh) 机器人控制方法、机器人控制系统以及机器人控制程序
WO2023281805A1 (ja) 通信システム、コントロールシステム、及び通信方法
WO2023058116A1 (ja) 通信システム及び通信方法
WO2023058120A1 (ja) 無線通信装置及び通信方法
WO2024018900A1 (ja) 機器の制御装置、制御システム、及び制御方法
WO2020137522A1 (ja) 同期制御装置、同期制御システム、同期制御方法、及びシミュレーション装置
KR20230006582A (ko) 머신 제어 시스템, 프로그램, 머신, 시스템 및 디바이스

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination