JP2006107050A - 複数ロボットの協調動作制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数ロボットの協調動作制御において、各ロボットの制御部での基本周期信号の生成タイミングを一致させ、ずれをなくし、協調動作の精度を上げる。
【解決手段】 複数のロボットの制御部が通信手段で接続され、各ロボットが協調動作するシステムにおいて、１つのロボットの制御部からリセット信号を各ロボットの制御部送信し（100,101）、該リセット信号で、各ロボット制御部内の基本周期信号生成手段の基準周期信号の生成を停止させ、その後直ちに基準周期信号を発生させることにより（103,104）、各ロボット制御部での基準周期信号の生成タイミングを一致させる。各ロボットによる協調動作の精度が向上する。又、各ロボット制御部に設けた時計手段の時差を補正して、同一時刻に各ロボット制御部の基本周期信号生成手段をリセット、再起動させて、基準周期信号のずれをなくすようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数のロボットが協調して動作し作業を行うよう制御する複数ロボットの協調動作制御装置に関する。

通常、１つのロボット機構部を１つの制御部で制御するよう構成されたロボットを複数イーサネット（登録商標）などの通信手段を用いて接続し、協調動作を行わせ、複数のロボットで協調して作業を行わせるロボットシステムが開発されている。この場合、複数あるロボットのうち１台がマスターロボットとなり、通信手段によりマスターロボットが現在位置をスレーブロボットに送信し、スレーブロボットは送信されてきたデータによりマスターロボットに追従することで協調動作を行わせている。

一方、ロボットの動作は制御部内部で生成される基本周期信号に従っている。各ロボットの制御部内部では、ロボットが動作するための基本周期信号が各制御部内部で独自に生成されており、その生成のタイミングにはずれがある。図１０は、各ロボットの基本周期信号の発生状態を表す一例の説明図で、この図１０に示すように、各ロボットでの基本周期信号の発生状態は、完全にタイミングが一致しておらず、ずれがある。

このずれを考慮せずに通信手段を介して、各ロボットの協調動作を制御しようとすると、各ロボットの基本周期信号のずれにより、協調動作も精確に協調できないという問題がる。そこで、このずれを最小限に少なくする方法として、マスターロボットから時刻ｔａにスレーブロボットに動作指令を送信し、スレーブロボットがこの動作指令を受信して開始する時刻ｔｂまでの遅れ時間（ｔｂ−ｔａ）が、予め決められた時間Ｔとなるようにスレーブロボットの制御装置における割り込み周期を変化させるようにした発明が知られている（特許文献１参照）。

特開２００３−１４５４６２号公報

以上のように、ロボットの制御部はロボット動作を制御するタイミングのベースとなる基本周期信号手段を備え、該基本周期信号手段で生成する基本周期信号に基づいて動作制御が実行される。通信手段で接続された複数のロボットで協調動作を行うとき、各ロボット間の基本周期信号の生成にずれがあると、ロボットの協調動作に影響を与えている。
そこで、本発明の目的は、この基本周期信号の生成タイミングを一致するよう制御する
複数ロボットの協調動作制御装置を提供することにある。

本願請求項１に係る発明は、ロボット機構部と該ロボット機構部を制御する制御部からなるロボットが前記ロボット制御部を介して通信手段で複数接続され、複数のロボット機構部を協調動作させて所望の作業を行う複数ロボットの協調動作制御装置において、前記制御部間は、前記通信手段とは別に設けた信号伝達手段で接続されており、前記各制御部は、ロボット動作の実行周期毎に発生する基本周期信号の発生タイミングをリセットするためのリセット手段を備え、前記複数の制御部における１つの制御部は、リセット指令信号を、前記信号伝達手段を介して前記他の制御部に出力する手段を備え、前記各制御部は前記リセット指令信号により前記リセット手段を起動するリセット起動手段とを備え、前記１つの制御部は前記リセット指令信号を前記他の制御部に出力するのと同時タイミングで自身のリセット起動手段にリセット指令信号を出力し、全ての制御部の各リセット手段を起動することにより、全制御部の前記基本周期信号のタイミングを一致させるようにした。

又、請求項２に係る発明は、ロボット機構部と該ロボット機構部を制御する制御部からなるロボットが前記ロボット制御部を介して通信手段で複数接続され、複数のロボット機構部を協調動作させて所望の作業を行う複数ロボットの協調動作制御装置において、前記各制御部は、時計手段と、ロボット動作の実行周期毎に発生する基本周期信号の発生タイミングをリセットするためのリセット手段とを備え、前記各制御部は、リセット時刻データを受け、自身の時計手段の示す時刻が前記リセット時刻データに等しくなったとき、自身のリセット手段に起動をかけるリセット起動手段を備え、前記複数の制御部における1つの制御部は、全制御部が同一タイミングで前記リセットを実行するために共通のリセット時刻データを自身のリセット起動手段に出力するとともに、前記１つの制御部以外の制御部である他の制御部に前記通信手段を介して前記リセット時刻データを転送する手段を備え、全制御部の前記基本周期信号のタイミングを一致させるようにした。又、請求項３に係る発明は、この請求項２に係る発明における時計手段をＧＰＳ時計としたものであり、請求項５に係る発明は、リアルタイムクロックを内蔵した制御部と、ＧＰＳ時計を内蔵した制御部が混在するものとした。

請求項４に係る発明においては、請求項２に係る発明において、前記時計手段をリアルタイムクロックで構成し、前記複数の制御部における１つを時差認識機能付き制御部とし、該時差認識機能付き制御部は、前記通信手段を利用して自身に配備されたリアルタイムクロックと自身以外の制御部に配備されたリアルタイムクロックとの時差を認識する時差認識手段と、該認識した時差を該時差に対応する前記自身以外の制御部に前記通信手段を介して転送する手段とを備え、前記時差認識機能付き制御部以外の制御部は、前記時差を受信し自身のリアルタイムクロックの時刻を前記時差分修正することにより時刻合わせを行う手段を備えることにより、全制御部のリアルタイムクロックの時刻を合わせるようにしたものである。

さらに、請求項６に係る発明は、ロボット機構部と該ロボット機構部を制御する制御部からなるロボットが前記ロボット制御部を介して通信手段で複数接続され、前記複数のロボット機構部を協調動作させて所望の作業を行う複数ロボットの協調動作制御装置において、前記各制御部はリアルタイムクロックと、ロボット動作の実行周期毎に発生する基本周期信号の発生タイミングをリセットするためのリセット手段とを備え、前記複数の制御部の内、前記協調動作におけるマスターロボットの制御部は、前記通信手段を利用して自身に配備されたリアルタイムクロックと１以上のスレーブロボットの制御部である他の制御部に配備されたリアルタイムクロックとの時差を認識する時差認識手段と、自身のリアルタイムクロックで表されるリセット時刻と前記認識した時差とに基づいて全制御部が同一タイミングで前記リセットを実行するための各制御部毎のリセット時刻データを求める手段と、他の各制御部毎に求めた対応するそれぞれのリセット時刻データを、前記通信手段を介してそれぞれ転送する手段とを備え、前記各制御部は、前記リセット時刻データにより、自身のリアルタイムクロックの示す時刻が前記受信したリセット時刻データと等しくなったとき、前記リセット手段に起動をかけるリセット起動手段を備え、全制御部の前記基本周期信号のタイミングを一致させるようにしたものである。
請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明において、前記マスターロボットの制御部のリアルタイムクロックをＧＰＳ時計に置き換えたものである。

又、請求項８に係る発明は、前記複数の制御部の中に1つの制御部で複数台のロボット機構部を制御する複数ロボット制御部を含むか、或いは複数の制御部の全てが複数ロボット機構部を制御する制御部とした。さらに、請求項９に係る発明は、請求項１に係る発明において、コンピュータ又はＰＬＣが前記信号伝達手段で前記全制御部と接続され、該コンピュータ又はＰＬＣが前記１つの制御部の代わりに、前記リセット指令信号を、前記信号伝達手段を介して前記全制御部に１つのタイミングで出力する手段を備えるものとした。又、請求項１０に係る発明は、請求項２に係る発明において、時計手段を内蔵するコンピュータ又はＰＬＣを前記通信手段上に接続し、該コンピュータ又はＰＬＣが前記１つの制御部の代わりに、全制御部が同一タイミングで前記リセットを実行するために共通のリセット時刻データを全制御部に前記通信手段を介して転送する手段を備えるものとした。請求項１１に係る発明は、請求項６又は請求項７に記載の発明において、時計手段を内蔵するコンピュータ又はＰＬＣが前記通信手段上に接続し、該コンピュータ又はＰＬＣが前記マスターロボットの制御装置の代わりに、全ロボットの制御部が同一タイミングで前記リセットを実行するために、前記時差認識手段と、前記各制御部毎のリセット時刻データを求める手段と、各制御部毎に求めた対応するそれぞれのリセット時刻データを、前記通信手段を介してそれぞれ転送する手段を備えるものとした。

本発明は、各ロボット制御部での基準周期信号の生成タイミングが一致するよう調整できるものであるから、各ロボット制御部間で基準周期信号のずれがなくなり、精度高く複数のロボットを協調動作させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態のブロック図である。

ロボット機構部Ｍと該ロボット機構部Ｍを駆動制御する制御部Ｃで構成されるロボットＲＢ１〜ＲＢｎが複数（図１ではｎ＝４で４台のロボット）通信手段１を介して接続されている。この通信手段１を介してロボットの位置情報を交換して各ロボットＲＢ１〜ＲＢｎの協調動作を行わせている。又、各ロボットＲＢ１〜ＲＢ４の制御部Ｃ１〜Ｃ４には、従来と同様に、基本周期信号生成手段を備えており、該基本周期信号生成手段は前述したように所定周期の基本周期信号を生成している。但しこの基本周期信号生成手段に何ら制御がなされないと、図１０に示したように各ロボット間の基本周期信号は一般的にずれがあり、精確なロボットの同期協調動作が難しい。通信のタイミングによっては、あるロボットについては現在の基本周期内でそのデータに従い制御可能であっても、別のロボットについては現在の基本周期での処理には間に合わず、次の基本周期でデータに追従するという可能性があり、１基本周期分の時間以下に各ロボット間の動作ずれを抑えこむことができないという問題がある。

本実施形態は、この問題を解決するために、通信手段１とは別に、各ロボットＲＢ１〜ＲＢ４の制御部Ｃ１〜Ｃ４間を信号伝達手段２で接続し、各ロボットの制御部Ｃ１〜Ｃ４には、基本周期信号生成手段の基本周期信号の発生を停止させ、直ちに起動させるリセット手段、および該リセット手段を起動させるリセット起動手段を備え、又、ロボットＲＢ１〜ＲＢ４の制御部Ｃ１〜Ｃ４の内いずれか１つの制御部にリセット指令信号を出力する出力手段を備えるものとしている。

図２は、この実施形態における基本周期信号のずれを解消するための制御処理のアルゴリズムである。
通信手段１および信号伝達手段２で相互に接続された各ロボットの制御部（Ｃ１〜Ｃｎ（ｎ＝４））のいずれか１つの制御部（この制御部を特定制御部とし、例えばロボットＲＢ１の制御部Ｃ１とする）より、リセット信号を出力し、信号伝達手段２を介して他のロボットの制御部（この制御部を他の制御部とし、前記特定制御部をＣ１としたときこの他の制御部はＣ２〜Ｃ４となる）には送信させる（ステップ１００）。他の制御部Ｃ２〜Ｃ４では信号伝達手段２を介してリセット信号が入力され、各他の制御部Ｃ２〜Ｃ４のＣＰＵに割り込み信号となる。又、特定制御部Ｃ１は、自身が発生したリセット信号が、当該特定制御部Ｃ１のＣＰＵへの割り込み信号となる（ステップ１０１，１０２）。

この割り込み信号によって、ＣＰＵは基本周期信号生成手段のリセット処理を行う。すなわち、基本周期信号生成手段からの基本周期信号の生成を停止させ、かつ、直ちに基本周期信号の発生開始を行わせる（ステップ１０３，１０４）。以上のように、本実施形態では、ステップ１００がリセット信号出力手段を構成し、ステップ１０１，１０２の処理によってリセット起動手段を構成し、ステップ１０３，１０４がリセット手段を構成している。

以上のようにした、１つのロボットの制御部である特定制御部Ｃ１から出力されるリセット信号に基づいて、協調動作を行う各ロボットの制御部Ｃ１〜Ｃ４は、一斉に基本周期信号の生成が停止され、直ちに生成を開始するリセット操作がなされることから、各ロボットの制御部Ｃ１〜Ｃ４での基本周期信号の発生タイミングを一致させることができ、ロボット間の基本周期信号のずれをなくすことができる。なお、微視的には、設定処理のずれ、基本周期信号生成のために設けられた水晶発振器の発振パルスのずれなどが残るが、高々数μ秒のずれであり、協調動作には影響を及ぼさない程度である。

上述した第１の実施形態では、通信手段１とは別に設けた信号伝達手段２を利用して、リセット信号を各ロボットの制御部に送り、基本周期信号の発生タイミングを一致させるようにしたが、各ロボットの制御部Ｃ１〜Ｃ４に時計手段Ｗを設けて、該時計手段Ｗを利用して基本周期信号の発生タイミングを一致させるようにした第２の実施形態について以下説明する。

図３は、この第２の実施形態および後述する第３の実施形態のブロック図である。
複数のロボットＲＢ１〜ＲＢｎの制御部Ｃ１〜Ｃ４は通信手段１を介して相互に接続されている。また、各ロボットの制御部Ｃ１〜Ｃ４には時計手段Ｗ１〜Ｗ４が設けられている。図１に示した第１の実施形態と比較し、信号伝達手段２が設けられていない点、その代わりとして時計手段Ｗ１〜Ｗ４が各ロボットの制御部Ｃ１〜Ｃ４に設けられている点である。

各制御部Ｃ１〜Ｃ４に設けた時計手段Ｗ１〜Ｗ４が同一時刻を表すように手動等で調整できる場合や、無線で時刻を共有できるＧＰＳ（Global Positioning System）時計などのように、正確に時刻が一致する時計を使用した場合は、この時刻に基づいて基本周期信号のリセット操作を行うようにすればよいが、年、月、日も表すカレンダー付きのクロックであるリアルタイムクロックを用いたときなどで、手動調整を行わない場合は、各リアルタイムクロックで表される時刻が必ずしも一致するとは限らない。そこで、この第２の実施形態では、各リアルタイムクロックによる時刻のずれを補正して、各リアルタイムクロックの時刻合わせを行い、各制御部において同一タイミングで基本周期信号を発生するようにするものである。

まず、第１の時刻合わせ方法について説明する。始めに、２つのロボットの制御部間でのリアルタイムクロックの時差測定を行う。図４は、この時差測定の説明図である。時差測定を行う一方のロボットの制御部をＣ１とし、他方のロボットの制御部をＣ２とする。一方のロボットの制御部Ｃ１におけるリアルタイムクロックの示す時刻ｔａのタイミングで制御部Ｃ１から制御部Ｃ２に対して、制御部Ｃ２の時刻を送信するように要求する。制御部Ｃ２は、該要求を受信後、定時間Ｔ１後に自身のリアルタイムクロックＷ２を参照し時刻ｔｂを確認し、さらに定時間Ｔ２後に時刻ｔｂを制御部Ｃ１に返信し、制御部Ｃ１は自身のリアルタイムクロックＷ１の示す時刻ｔｃで受信する。この操作により、通信による遅延Ｌは、
Ｌ＝（ｔｃ−ｔａ−Ｔ１−Ｔ２）／２ ・・・（１）
として、制御部Ｃ１により算出される。 また、制御部Ｃ１と制御部Ｃ２間の時差は、
（時差）＝ ｔｂ−Ｔ１−ｔａ−Ｌ ・・・（２）
として制御部Ｃ１で算出する。

なお、定時間Ｔ２は「０」としてもよく、その場合には、制御部Ｃ２は自身のリアルタイムクロックＷ２の時刻ｔｂを読取り直ちに制御部Ｃ１に返信するようになる。
こうして求めた時差を、制御部Ｃ１から制御部Ｃ２に通信手段１を介して通知すれば、制御部Ｃ２は受信した時差分自身のリアルタイムクロックＷ２を補正することにより、両制御部Ｃ１，Ｃ２の時刻を合わせることができる。

このようにして、各ロボットＲＢ１〜ＲＢ４の制御部Ｃ１〜Ｃ４が有するリアルタイムクロックＷ１〜Ｗ４の時刻合わせを行う。即ち、例えばロボットＲＢ１の制御部Ｃ１のリアルタイムクロックＷ１と、各ロボットＲＢ２〜ＲＢ４の制御部Ｃ２〜Ｃ４におけるリアルタイムクロック間の時差を上述したようにして求めて、その時差をそれぞれの制御部１０に送信して、各制御部Ｃ１〜Ｃ４で自身のリアルタイムクロックＷ１〜Ｗ４をその時差分補正することにより、通信手段１に接続された各ロボットの制御部Ｃ１〜Ｃ４におけるリアルタイムクロックＷ１〜Ｗ４の時刻合わせを行うことができる。

又、時刻合わせの第２の方法として、制御部Ｃ１が時間ｔ３後に時刻Ｔ３となるとすると、制御部Ｃ１から制御部Ｃ２に対して、時間（ｔ３−ａ）秒後に、制御部Ｃ２のリアルタイムクロックＷ２の時刻をＴ３にセットするように通信手段１を介して通知すれば、制御部Ｃ１と制御部Ｃ２のリアルタイムクロックＷ１，Ｗ２の時刻を合わせることができる。この手法を繰り返して残る制御部の時刻合わせを行い、システム全体の時刻を合わせる。

こうして、時刻合わせが終了すると、複数ある制御部Ｃ１〜Ｃｎのうち１つの制御部が基本周期信号をリセットする時刻を決定し、通信手段１を介して他の全制御部に通知する。自身はリセット時刻に基本周期信号をリセットする。他の全制御部は受信した時刻に基本周期信号をリセットする。これによって、全ロボットＲＢ１〜ＲＢｎの制御部１０における基本周期信号の生成タイミングを一致させることができる。

図５は、上述した第２の実施形態における基本周期信号の生成タイミングを一致させる動作処理のアルゴリズムである。
前述した第１の時刻合わせ方法又は第２の時刻合わせ方法によって、各ロボットの制御部に設けられたリアルタイムクロックＷ１〜Ｗ４の時刻合わせを行う（ステップ２００、２０１）。

この時刻合わせが終了すると、１つのロボットの制御部が基本周期信号のリセット時刻を決定し各制御部に通信手段１を介して転送する。各制御部Ｃ１〜Ｃ４では、リアルタイムクロックＷ１〜Ｗ４がこの決定されたリセット時刻になると、リセット動作を開始し、基本周期信号発生手段による基本周期信号の生成を停止させ、その後直ちに基本周期信号の生成を開始させることによって、全ロボットＲＢ１〜ＲＢｎの制御部Ｃ１〜Ｃ４における基本周期信号の生成タイミングを一致させる（ステップ２０２，２０３）。この実施形態では、このステップ２０３がリセット時刻データを転送する手段を構成し、ステップ２０３がリセット起動手段、リセット手段を構成する。

上述した第２の実施形態では、時計手段としてリアルタイムクロックを用いた例を説明した。この時計手段をＧＰＳ時計とすれば、時刻合わせの操作は不要となり、図５のステップ２００、２０１の処理は必要がない。複数あるＧＰＳ時計を内蔵した制御部のうち１つの制御部が動作基本信号をリセットする時刻を決定し、通信手段１を介して全制御部に通知し、各制御部が概時刻に基本周期信号をリセットすればよい。

又、各ロボットＲＢ１〜ＲＢｎの制御部Ｃ１〜Ｃ４においてリアルタイムクロックを内蔵した制御部とＧＰＳ時計を内蔵した制御部が混在する場合においても、ＧＰＳ時計を内蔵した制御部がリアルタイムクロックを内蔵した制御部に対して時刻合わせを行えばよいものである。

さらに、前記時計手段としてリアルタイムクロックを使用する手法で、時刻合わせを行わず、各制御部のリアルタイムクロック間の時差をそのまま使って、基本周期信号をリセットする実施形態を第３の実施形態として以下説明する。
この場合、他の全制御部との時差を認識させておくのは、協調制御におけるマスターロボットの制御を行う制御部としておくことが好ましい。何故なら、他の制御部（スレーブロボットの制御部）との協調のタイミングの誤差を考慮して他の制御部に指令を出す等の目的にも使用できるからである。

図６は、この第３の実施形態の動作処理のアルゴリズム示すフローチャートである。
まず、前述した式２で示した方法によりマスターロボットの時計手段（リアルタイムクロック）と他のロボット（スレーブロボット）の時計手段（リアルタイムクロック）との時差を求める（ステップ３００、３０１）。

例えば、図３のロボットＲＢ１をマスターロボットとし、該マスターロボットＲＢ１の制御部Ｃ１が他の全ロボットＲＢ２〜ＲＢ４の制御部Ｃ２〜Ｃ４について時差を測定したとする。その後制御部Ｃ１はその他の制御部Ｃ２〜Ｃ４毎に時差を考慮した基本周期信号のリセット時刻をそれぞれ求め、各他のロボット（スレーブロボット）の制御部Ｃ２〜Ｃ４にそれぞれのリセット時刻を転送する。又、マスターロボットＲＢ１の制御部Ｃ１をも含め各ロボットの制御部Ｃ１〜Ｃ４は、自身のリアルタイムクロックＷ１〜Ｗ４が指定の時刻になったとき、基本周期信号をリセットする（ステップ３０２，３０３）。即ち、この第３の実施形態では、ステップ３００，３０１が時差認識手段を構成し、ステップ３０２が、リセット時刻を求める手段および転送手段を構成し、ステップ３０３がリセット起動手段、リセット手段を構成している。

この第３の実施形態の場合、マスターロボットの制御部１０の時計手段がＧＰＳ時計であってもよいものである。
上述した各実施形態では、ロボット機構部１台に対して１台の制御部で構成されたロボットを通信手段１で複数接続して構成した、複数ロボットの協調動作制御装置の例を説明したが、図７に示す第４の実施形態のように、ロボット制御部１台で複数台のロボット機構部を制御するロボットを通信手段１で複数接続し、さらには、又、第１の実施形態のように信号伝達手段２でも接続し、上述した各実施形態を適用しても複数ロボットの協調動作を行うことができる。

又、工場では工程制御を行うコンピュータ（パソコン）またはＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）が使用されている場合があるが、この工程制御用コンピュータまたはＰＬＣが複数のロボットの制御部に対して、基本周期信号のリセットを行うようにしてもよい。この場合、第１の実施形態のように信号伝達手段２を利用する場合を第５の実施形態として図８に示す。この第５の実施形態では、各ロボットＲＢ１〜ＲＢｎの制御部Ｃ１〜Ｃｎと同様に、コンピュータまたはプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）Ｑを通信手段１と信号伝達手段２に接続し、コンピュータまたはプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）Ｑから基本周期信号のリセットを行うようにすればよい。第１の実施形態と比較し、ロボットの制御部Ｃの代わりにコンピュータまたはプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）Ｑがリセット指令信号を、信号伝達手段２を介して各ロボットの制御部Ｃ１〜Ｃｎに転送するようにすればよいものである。

また、ロボットＲＢ１〜ＲＢｎの制御部Ｃ１〜Ｃｎ内に時計手段を備え、信号伝達手段２を備えない第２、第３の実施形態に対しても、コンピュータ（パソコン）またはプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）Ｑを適用することもできる。この場合を第６の実施形態として図９に示す。この第６の実施形態の場合、各ロボットＲＢ１〜ＲＢｎの制御部Ｃ１〜Ｃｎとコンピュータ（パソコン）またはプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）Ｑを通信手段１で接続し、コンピュータ（パソコン）またはプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）Ｑに設けた時計手段Ｗ０を利用する。このコンピュータ（パソコン）またはプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）Ｑが、第２実施形態におけるリセット時刻データを転送する一方のロボット又はマスターロボットの動作を実行、各ロボットＲＢ１〜ＲＢ３が第２、第３の実施形態における他のロボット又はスレーブロボットの動作を実施するものとなる。

本発明の第１の実施形態のブロック図である。 同第１の実施形態の動作処理のアルゴリズムである。 本発明の第２、第３の実施形態のブロック図である。 第２、第３の実施形態等における時差、遅延時間算出の説明図である。 本発明の第２の実施形態の動作処理のアルゴリズムである。 本発明の第３の実施形態の動作処理のアルゴリズムである。 本発明の第４の実施形態のブロック図である。 本発明の第５の実施形態のブロック図である。 本発明の第６の実施形態のブロック図である。 各ロボットの基本周期信号の発生状態を表す一例の説明図である。

符号の説明

ＲＢ１〜ＲＢ４ ロボット
Ｃ１〜Ｃ４ ロボットの制御部
Ｍ１〜Ｍ４ ロボット機構部
１ 通信手段
２ 信号伝達手段
Ｗ０〜Ｗ４ 時計手段
Ｑ コンピュータ又はプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）

Claims (11)

1. ロボット機構部と該ロボット機構部を制御する制御部からなるロボットが前記ロボット制御部を介して通信手段で複数接続され、複数のロボット機構部を協調動作させて所望の作業を行う複数ロボットの協調動作制御装置において、
   前記制御部間は、前記通信手段とは別に設けた信号伝達手段で接続されており、
   前記各制御部は、ロボット動作の実行周期毎に発生する基本周期信号の発生タイミングをリセットするためのリセット手段を備え、
   前記複数の制御部における１つの制御部は、リセット指令信号を、前記信号伝達手段を介して前記他の制御部に出力する手段を備え、
   前記各制御部は前記リセット指令信号により前記リセット手段を起動するリセット起動手段とを備え、
   前記１つの制御部は前記リセット指令信号を前記他の制御部に出力するのと同時タイミングで自身のリセット起動手段にリセット指令信号を出力し、全ての制御部の各リセット手段を起動することにより、全制御部の前記基本周期信号のタイミングを一致させることを特徴とする複数ロボットの協調動作制御装置。
2. ロボット機構部と該ロボット機構部を制御する制御部からなるロボットが前記ロボット制御部を介して通信手段で複数接続され、複数のロボット機構部を協調動作させて所望の作業を行う複数ロボットの協調動作制御装置において、
   前記各制御部は、時計手段と、ロボット動作の実行周期毎に発生する基本周期信号の発生タイミングをリセットするためのリセット手段とを備え、
   前記各制御部は、リセット時刻データを受け、自身の時計手段の示す時刻が前記リセット時刻データに等しくなったとき、自身のリセット手段に起動をかけるリセット起動手段を備え、
   前記複数の制御部における１つの制御部は、全制御部が同一タイミングで前記リセットを実行するために共通のリセット時刻データを自身のリセット起動手段に出力するとともに、前記１つの制御部以外の制御部である他の制御部に前記通信手段を介して前記リセット時刻データを転送する手段を備え、
   全制御部の前記基本周期信号のタイミングを一致させることを特徴とする複数ロボットの協調動作制御装置。
3. 前記時計手段がＧＰＳ時計である、請求項２に記載の複数ロボットの協調動作制御装置。
4. リアルタイムクロックを内蔵した制御部と、前記ＧＰＳ時計を内蔵した制御部が混在する、請求項２に記載の複数ロボットの協調動作制御装置。
5. 前記時計手段がリアルタイムクロックであり、
   前記複数の制御部における１つを時差認識機能付き制御部とし、該時差認識機能付き制御部は、前記通信手段を利用して自身に配備されたリアルタイムクロックと自身以外の制御部に配備されたリアルタイムクロックとの時差を認識する時差認識手段と、該認識した時差を該時差に対応する前記自身以外の制御部に前記通信手段を介して転送する手段とを備え、
   前記時差認識機能付き制御部以外の制御部は、前記時差を受信し自身のリアルタイムクロックの時刻を前記時差分修正することにより時刻合わせを行う手段を備えることにより、全制御部のリアルタイムクロックの時刻を合わせることを特徴とする請求項２に記載の複数ロボットの協調動作制御装置。
6. ロボット機構部と該ロボット機構部を制御する制御部からなるロボットが前記ロボット制御部を介して通信手段で複数接続され、前記複数のロボット機構部を協調動作させて所望の作業を行う複数ロボットの協調動作制御装置において、
   前記各制御部はリアルタイムクロックと、ロボット動作の実行周期毎に発生する基本周期信号の発生タイミングをリセットするためのリセット手段とを備え、
   前記複数の制御部の内、前記協調動作におけるマスターロボットの制御部は、
   前記通信手段を利用して自身に配備されたリアルタイムクロックと１以上のスレーブロボットの制御部である他の制御部に配備されたリアルタイムクロックとの時差を認識する時差認識手段と、自身のリアルタイムクロックで表されるリセット時刻と前記認識した時差とに基づいて全制御部が同一タイミングで前記リセットを実行するための各制御部毎のリセット時刻データを求める手段と、他の各制御部毎に求めた対応するそれぞれのリセット時刻データを、前記通信手段を介してそれぞれ転送する手段とを備え、
   前記各制御部は、前記リセット時刻データにより、自身のリアルタイムクロックの示す時刻が前記受信したリセット時刻データと等しくなったとき、前記リセット手段に起動をかけるリセット起動手段を備え、
   全制御部の前記基本周期信号のタイミングを一致させることを特徴とする複数ロボットの協調動作制御装置。
7. 前記マスターロボットの制御部のリアルタイムクロックをＧＰＳ時計に置き換えた請求項６に記載の複数ロボットの協調動作制御装置。
8. 前記複数の制御部の中に、１つの制御部で複数台のロボット機構部を制御する複数ロボット制御部を含むか、或いは複数の制御部の全てが複数ロボット機構部を制御する制御部であることを特徴とする請求項１乃至７項記載の複数ロボットの協調動作制御装置。
9. コンピュータ又はＰＬＣが前記信号伝達手段で前記全制御部と接続され、
   該コンピュータ又はＰＬＣが前記１つの制御部の代わりに、前記リセット指令信号を、前記信号伝達手段を介して前記全制御部に１つのタイミングで出力する手段を備える、請求項１に記載の複数ロボットの協調動作制御装置。
10. 時計手段を内蔵するコンピュータ又はＰＬＣが前記通信手段上に接続され、
    該コンピュータ又はＰＬＣが前記１つの制御部の代わりに、全制御部が同一タイミングで前記リセットを実行するために共通のリセット時刻データを全制御部に前記通信手段を介して転送する手段を備えた、請求項２乃至４の内いずれか１項に記載の複数ロボットの協調動作制御装置。
11. 時計手段を内蔵するコンピュータ又はＰＬＣが前記通信手段上に接続され、
    該コンピュータ又はＰＬＣが前記マスターロボットの制御装置の代わりに、全ロボットの制御部が同一タイミングで前記リセットを実行するために、前記時差認識手段と、前記各制御部毎のリセット時刻データを求める手段と、各制御部毎に求めた対応するそれぞれのリセット時刻データを、前記通信手段を介してそれぞれ転送する手段を備えた、請求項６又は請求項７に記載の複数ロボットの協調動作制御装置。
    

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