JP2008080474A - ロボット制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
ロボット制御システム30はティーチペンダント10と、無線LANを介して情報を送受信する複数のコントローラ20A等と、該コントローラ毎に接続されるとともに該コントローラにより制御可能なロボットR1〜R3を備える。ティーチペンダント10はコントローラ20に対し返信を要求するCPU11を備えるとともに、前記返信の要求に応じてコントローラ20から返信されたコントローラIDを表示する液晶ディスプレイ17を有する。CPU11は液晶ディスプレイ17により表示されたコントローラIDがキーボード16の操作により選択されると、選択されたコントローラIDを有するコントローラと接続関係を構築する。
【選択図】図1
Description
1)コントローラとTPが一対一で、かつ一台のコントローラに対して複数のロボットマニピュレータが接続される場合、操作者が予期せぬロボットマニピュレータを操作してしまう危険性については、従来技術では既に考慮がなされている(特許文献1,特許文献2)。
なお、上記1)2)から推測される、複数のコントローラ及び複数のロボットマニピュレータに対して一台のTPを使い回したりする場合、操作者が意図しないロボットマニピュレータを誤って操作してしまう問題については、上記従来技術では、考慮されていない。
2) TPの数を減らす事によるコスト削減
3) TPを非有線化にした場合は、ケーブルレスによる作業性の向上
4) TPを非有線化にした場合は、断線がなくなるための信頼性向上
ところが、その際に一番問題になるのが、操作者の安全の確保である。仮に、複数台のコントローラから所望の接続先であるコントローラを選択できない場合には、意図せぬコントローラにTPが接続されてしまい、TPからの操作により意図せぬロボットを動作させてしまう可能性があり、操作者の安全が確保できない問題がある。
請求項2の発明は、請求項1において、前記返信要求手段からコントローラ識別情報の返信要求を受信したコントローラは、自身が既に他の可搬式操作部と接続関係を構築済みの場合は、接続関係構築済み情報を返信の要求があった可搬式操作部に返信し、該可搬式操作部の表示手段は、前記接続関係構築済み情報があったコントローラに関してはコントローラ識別情報を表示しないことを特徴とする。
請求項10の発明によれば、1台のコントローラに複数台のロボットが接続される接続形態においても、可搬式操作部、コントローラ、ロボットの接続確認をロボット毎に認証することができるため、操作者が操作対象を誤ることを回避することができる。
以下、本発明を教示装置である可搬式操作部としてのティーチペンダント10と複数のコントローラ20A〜20Cとが無線LANを介して通信を行うロボット制御システム30に具体化した第1実施形態を図1及び図2を参照して説明する。このロボット制御システム30のコントローラ20A〜20Cがそれぞれ制御するロボットR1〜R3は、例えば溶接ロボットである、なお、ロボットは、溶接ロボットに限定されるものではなく、例えば搬送ロボット等の他のロボットであってもよい。なお、各コントローラの構成は同じであるため、コントローラ20Aの構成について以下では説明し、他のコントローラの説明を省略する。
図1に示すように可搬式操作部としてのティーチペンダント10はCPU11、ROM12、RAM13、ハードディスク14、LANI/F15、キーボード16(図3参照)、液晶ディスプレイ17(図3参照)及び有線・無線変換器18の各部を備えているとともに各部はバス19を介して接続されている。
(2. コントローラ20A)
コントローラ20Aは、CPU21、ROM22、RAM23、ハードディスク24、LANI/F25、タイマ26、サーボドライバ27及び有線・無線変換器28の各部を備えているとともに各部はバス29を介して接続されている。前記ROM22には、該コントローラ20Aが制御対象とするロボットR1の動作制御を実行するための制御プログラムとその制御定数や、例えば、自身のID通知を行うためのID通知処理プログラム220等の各種プログラムが格納される。なお、図1では、説明の便宜上、ID通知処理プログラム220のみが図示されている。RAM23は、CPU21のワーキングエリアとして用いられ、計算途中のデータが一時的に格納される。ハードディスク24には、ロボットR1の作業が教示されたデータや、制御プログラムの実行条件、ならびに各種の制御変数が格納される。なお、ハードディスク24に代えて、他の書換可能な記憶装置であってもよい。LANI/F25は、ティーチペンダント10との接続に使用される通信機である。サーボドライバ27は、ロボットR1の各関節を駆動する図示しないモータに接続され、該モータに通電させる電流を制御する。タイマ26は、定期時刻ごとに同期信号を発生する。該同期信号は、サーボドライバ27への指令値の更新タイミングに使用される。
さて、上記のように構成されたロボット制御システム30において、ティーチペンダント10がコントローラ20のいずれかに接続する際の作用を説明する。本実施形態では、ティーチペンダント10から接続先をサーチする際、下記の順序で行われる。
ティーチペンダント10のCPU11は、ティーチペンダント10の操作者によるキーボード操作により、「コントローラへの接続処理」が開始されたことを検知すると、ROM12に格納された接続先検索処理プログラム121を実行する。図2はCPU11が実行する接続先検索処理プログラム121のフローチャートである。
次に、CPU11は、コントローラアドレスリスト142から順次アドレスをピックアップし、アドレス毎に、送信先情報として該アドレス、送信元情報として自身のTPIP140及びコントローラIDの返信を要求するコマンドを含む通信パケットを作成して無線LANを介して発行する。コントローラIDは、コントローラ毎に設けられた固有の識別情報であって、コントローラ識別情報に相当する。
次にCPU11は、図2のS3において、ROM12に格納された接続先表示処理プログラム122を実行する。すなわち、CPU11は、ハードディスク14のコントローラIDリスト144の内容を、例えば図3に示すようにティーチペンダント10の液晶ディスプレイ17に表示する。なお、この表示は、アルファベットや漢字・ひらがな・カナを使用したコントローラIDにてロボットの個体識別を行う方が、単に数字の羅列となるアドレスで検索するより、安全かつ確実になるのは言うまでも無い。又、コントローラIDを図3に示すようにコントローラ20A〜20CあるいはロボットRの本体部に記名しておけば、更に識別の確実性や安全性を向上できる。
次に、CPU11は、S4において、ROM12に格納された接続先選択処理プログラム123を実行する。すなわち、S4において、CPU11は操作者がキーボード16のキー入力を待つ。そして、CPU11はキー入力により液晶ディスプレイ17に表示されたコントローラIDから任意の1つを選択して確定させたことを検知すると、S4の判定を「YES」とする。続いて、CPU11は、選択されたコントローラIDに該当するコントローラアドレスを、自ティーチペンダント10の接続先コントローラアドレスである接続先コントローラIP145としてハードディスク14に登録する(S5)。
次に、CPU11は、S6において、選択された接続先コントローラに対して、自身のアドレスを通知するように、送信先情報である該接続先コントローラアドレスとして接続先コントローラIP145及び送信元情報を兼用する自身のアドレス(TPIP140)を含む通信パケットを作成して無線LANを介して発行する。
第1実施形態のロボット制御システム30では、ティーチペンダント10(可搬式操作部)と、無線LAN(非有線通信手段)を介して情報を送受信する複数のコントローラ20A〜20Cと、該コントローラ毎に接続されるとともに該コントローラにより制御可能なロボットR1〜R3を備える。
次に、第2実施形態を説明する。なお、第2実施形態を含め、以下の各実施形態では、既に説明した実施形態の構成と同一又は相当する構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略すると共に異なる部分を中心にして説明する。第2実施形態は第1実施形態とハード構成は同一である。そして、第2実施形態は、第1実施形態での作用の説明中、2)の「ティーチペンダント10によるコントローラIDの取得」の仕方が異なっており、他の制御は同一であるため、以下、第2実施形態の作用を「ティーチペンダント10によるコントローラIDの取得を中心にして説明する。
ここでは、CPU11は、コントローラアドレスリスト142から順次アドレスをピックアップし、アドレス毎に、送信先情報として該アドレス、送信元情報として自身のTPIP140及びコントローラIDの返信を要求するコマンドを含む通信パケットを作成して無線LANを介して発行する。
すなわち、該当する送信先情報のアドレスを持つコントローラのCPU21がコントローラIDの返信を要求するコマンドを受け取ると、ID通知処理プログラム220に従って、自身が、既に他のティーチペンダントとの接続関係を構築済みであるか否かを判断する。
接続関係がない旨を表す情報は、前記“0”に限定されるものではない。他のデータであってもよいことは勿論のことである。このため、コントローラのCPU21がコントローラIDの返信を要求するコマンドを受け取った際、該CPU21自身が、既に他のティーチペンダントと接続関係が有るか否かの判断は、接続先TPIP243が“0”であるか否かによって判断できる。そして、接続先TPIP243が“0”である場合には、CPU21は、未接続状態であると判断し、第1実施形態と同様に、自身のコントローラIDを、前記コマンドの発行元のティーチペンダント10に対して無線LANを介して返信する。
接続要求元のティーチペンダント10のCPU11は、返信された通信パケットのコントローラIDが、“0”でない場合には、接続可能な「コントローラIDリスト」としてハードディスクに保存にする。一方、コントローラIDが、“0”で返信された場合には、CPU11は、本ティーチペンダントとの接続ができないコントローラであると判断し、「コントローラIDリスト」への登録を実行しない。
第2実施形態は、コントローラは、ティーチペンダント10のCPU11からコントローラIDの返信要求を受信した際、自身が既に他のティーチペンダントと接続関係を構築済みの場合、コントローラIDを“0”として、該コントローラIDを接続関係構築済み情報として返信の要求があったティーチペンダント10に返信するようにした。そして、該ティーチペンダント10の液晶ディスプレイ17は、コントローラIDが“0”であったコントローラに関してはコントローラIDを表示しないようにした。
次に、第3実施形態を図4を参照して説明する。
第3実施形態のロボット制御システム30のハードウェアは、第1実施形態の構成中、各コントローラ20にハードウェアキープラグ40が設けられ、該ハードウェアキープラグ40に対してハードウェアキー41が着脱自在に取着されるところが異なっている。ハードウェアキー41は、例えば、USBメモリや、メモリカード等にて実現されている。又、ハードウェアキープラグ40は、USBメモリや、メモリカードをコントローラに対して着脱自在に接続可能なプラグにより構成されている。又、ハードウェアキー41には、該ハードウェアキー41が装着されたコントローラ20に対してティーチペンダントの接続許可を付与するための接続許可TPID42が記憶保持されるとともに、バス29を介してCPU21がハードウェアキープラグ40に装着されたハードウェアキー41の接続許可TPID42を読み出し可能である。ハードウェアキー41に格納された接続許可TPID42は、接続許可操作部情報に相当する。
第3実施形態では、第1実施形態での作用の説明中、2)の「ティーチペンダント10によるコントローラIDの取得」の仕方が異なっており、他の制御は同一であるため、第3実施形態における2)の「ティーチペンダント10によるコントローラIDの取得」について説明する。
CPU11はコントローラアドレスリスト142から順次アドレスをピックアップし、アドレス毎に、送信先情報として該アドレス、送信元識別情報(すなわち、接続要求元TPID)として自身のTPID141、送信情報としてTPIP140及びコントローラIDの返信を要求するコマンドを含む通信パケットを作成する。そして、CPU11は、この通信パケットを無線LANを介して発行する。
第3実施形態のロボット制御システム30において、コントローラ20には、接続許可されているティーチペンダント10を識別するための接続許可TPID42(接続許可操作部情報)を格納したハードウェアキー41が着脱自在に装着可能にされている。そして、該コントローラ20は、CPU11からコントローラIDの返信要求を受信すると、ハードウェアキー41が装着されている場合であって、送信されたTPID141と接続許可TPID42と一致している場合にのみ、コントローラID(コントローラ識別情報)を返信するようにした。
次に、第4実施形態を図5〜図7を参照して説明する。
第4実施形態のロボット制御システム30において、ティーチペンダント10には、第1実施形態の構成に加えてさらにタイマ50及び入出力ポート51を介して接続先確認スイッチ(以下、接続先確認SW52という)の開閉作動を監視するための回路が設けられている。タイマ50は定期時刻ごとに同期信号を発生する。そして、該同期信号はティーチペンダント10で実施される定期的な演算のタイミングとして使用される。CPU11は、入出力ポート51を介して接続先確認SW52のオンオフ操作の監視が可能である。接続先確認SW52は、接続先確認操作手段に相当する。
さて、上記のように構成されたロボット制御システム30の作用を図6(a)、(b)及び図7のフローチャートを参照しながら説明する。
1) 接続先確認SW52の状態変化監視処理
ティーチペンダント10のCPU11は、タイマ50により定期的な演算タイミングの通知を受けると、ROM12に格納したSWの状態変化監視処理プログラム124を実行する。図6(a)はSWの状態変化監視処理プログラム124のフローチャートである。
次に、S13で実行される表示状態切替通知処理について説明する。
表示状態切替通知処理プログラム125がCPU11にて実行されると、CPU11は、LANI/F15を介して、「確認表示灯の切替命令」を接続先のコントローラ20に対して発行する(図6(b)のS20参照)。この「確認表示灯の切替命令」には、ハードディスク14に保管されているSW状態データ146をパラメータとして付加する。なお、接続先のコントローラ20のアドレスは、接続先コントローラIP145として予めティーチペンダント10のハードディスク14に格納されているため、この「確認表示灯の切替命令」も、接続先コントローラIP145で指定されたコントローラ20に対して発行される。
次に、コントローラ側での処理を説明する。
前記「確認表示灯の切替命令」を受け取った該当アドレスを持つコントローラ20のCPU21は「確認表示灯の切替命令」を受け取ると、ROM22に格納した確認表示灯On/Off処理プログラム222を起動し、当該命令にパラメータとして格納されているSW状態データ146を解析する(図7のS30)。そして、CPU21は、SW状態データ146が"閉"のとき(S31において、「YES」の判定のとき)には、接続先確認表示灯55への電力供給を制御する接点54aを"閉"にし、接続先確認表示灯55を点灯させる(S32)。逆に、CPU21はSW状態データ146が"開"のときには、接続先確認表示灯55への電力供給を制御する接点54aも"開"にし、接続先確認表示灯55を消灯させる(S33)。
第4実施形態では、ティーチペンダント10(可搬式操作部)は接続先確認SW52の確認操作を検出し、無線LANを介してティーチペンダント10と接続関係が構築されているコントローラ20に対してSW状態データ146(確認操作情報)を送信するCPU11(確認操作検出手段)を備える。
次に、第5実施形態を図8及び図9を参照して説明する。
第5実施形態は第4実施形態とはロボット制御システム30のハード構成は同一であり、確認表示灯On/Off処理プログラム222が異なっていることと、ハードディスク24には、動作警告灯表示状態データ244、及びサーボ電源状態データ245が格納されるところが異なっている(図8参照)。そして、第5実施形態では、接続先確認表示灯55が、ロボットアームを駆動するモータが通電状態で有ることを表示する動作警告灯と兼用されているところが第4実施形態と異なっている。
前記「確認表示灯の切替命令」を受け取った該当アドレスを持つコントローラ20のCPU21は「確認表示灯の切替命令」を受け取ると、ROM22に格納した確認表示灯On/Off処理プログラム222を起動する。
第5実施形態では、接続先確認表示灯55は、ロボットアームを駆動するモータが通電状態で有ることを表示する警告灯(すなわち動作警告灯)と兼用した。
次に、第6実施形態を図5を参照して説明する。
第6実施形態のロボット制御システム30では、第4実施形態のティーチペンダント10の構成において、接続先確認SW52の代わりに3ポジションのイネーブルスイッチ52Aが設けられたものである。イネーブルスイッチ52Aは、スイッチの操作位置として3つのポジションI〜IIIを取り得る。そして、ポジションIとIIIは、スイッチが開であり、ポジションIIがスイッチが閉である。そして、ポジションIからIIIへ移行する間に、ポジションIIが位置するようにされている。ただし、一旦ポジションIIIに移行した場合は、ポジションIに戻るまでスイッチが開の状態を保持する。イネーブルスイッチ52Aは、教示作業中のロボットのロボットアームを駆動するモータの通電状態を切り換えに使用される。イネーブルスイッチ52Aの接点の開閉状態は、入出力ポート51を介してCPU11に検出される。
一方、コントローラ側では、第4実施形態で説明した3)「確認表示灯のON/OFF処理」と同様の処理を行うとともに、下記の処理を行う。
第6実施形態では、接続先確認操作手段として、教示作業中のロボットのロボットアームを駆動するモータの通電状態を切り換えに使用されるイネーブルスイッチとした。この結果、教示作業中のロボットのロボットアームを駆動する駆動源の通電状態の切り換えに使用されるイネーブルスイッチ52Aによって、第4実施形態と同様の効果を奏する。又、イネーブルスイッチ52Aと接続先確認SW52を兼用しているため、組み付け工数や部品点数を少なくでき、コスト低減することができる。
次に第7実施形態を図10〜14を参照して説明する。
第7実施形態のロボット制御システム30において、ティーチペンダント10には、第1実施形態のティーチペンダント10の構成に加えて、モータ運転許可スイッチ56及びモータ運転スイッチ57が設けられているところが異なっている。コントローラ20のハード構成は第1実施形態と同様である。モータ運転スイッチ57は操作者によりロボットアームを駆動するモータ(図示しない)への電力供給を操作するためものである。又、モータ運転許可スイッチ56は、コントローラ20に対してロボットのモータ運転許可を得るために操作するためのものである。なお、第7実施形態において、キーボード16は入力手段に相当する。ティーチペンダント10のCPU11は出力手段に相当する。液晶ディスプレイ17は判別結果表示手段に相当する。
そして、第7実施形態は、ティーチペンダント10のCPU11と、コントローラ20のCPU21が下記の処理を行うところが異なっている。
ティーチペンダント10のCPU11は、図示しないタイマの同期信号によって所定の制御周期毎(例えば、0.1sec毎)に、すなわち、定期的にROM12に格納されたスイッチ監視処理プログラム126を実行する。そして、操作者が、ティーチペンダント10のモータ運転許可スイッチ56を押すと、CPU11は、スイッチ監視処理プログラム126に従いROM12に格納された第1モータ運転許可管理処理プログラム127Aを起動し、操作者に対しIDの入力を促す旨の表示を液晶ディスプレイ17にて行う(図11参照)。そして、ロボット個体別IDの入力がキーボード16により行われたか否かを待つ(S40)。
無線LANを介して、接続先コントローラID148と一致するコントローラ20のCPU21は、前記モータ運転許可要求メッセージを受信すると、モータ運転許可要求メッセージ内の送信元のTPID141をハードディスク24に接続先TPID246として格納するとともにROM22に格納されたID認証処理プログラム223を起動する。
CPU21はハードディスク24から認証ID247を読み出す(S50)。この認証ID247は、予め当該コントローラ20に接続されているロボットRに付与されたロボット個体別IDである。そして、CPU21はモータ運転許可要求メッセージに含まれる認証ID149とハードディスク24から読み出した認証ID247が一致、すなわち、両ロボット個体別IDが一致するか否かを判断する(S51)。
そして、CPU21は、認証ID149と認証ID247とが一致している場合、モータ運転許可要求メッセージを送信したティーチペンダント10に通知するために図14に示すようにモータ運転許可承認メッセージを作成する(S53)。具体的にはCPU21はハードディスク24内のコントローラID241、接続先TPID246、及び認証ID247を読み込みしてそれぞれを送信元のコントローラID、送信先TPID182、ロボット個体別ID183とし、これらにメッセージを識別するためのメッセージID181を付加してモータ運転許可承認メッセージとする。ここで作成されたモータ運転許可承認メッセージは、ロボット個体別ID183が認証ID247のロボット個体別IDとなっているため、操作者が入力したロボット個体別IDに対応したロボットが有る旨のメッセージとなる。
4) ティーチペンダント10及びコントローラ20における当該ロボットのモータ運転の許可
コントローラ20のCPU21は、ROM22に格納されたモータ運転制御処埋プログラム224を起動し(S55)、操作許可TPID248に初期値以外のIDが保存されていることが確認できた場合、モータ運転禁止状態からモータ運転許可状態への状態遷移を行う。
(1) 第7実施形態のロボット制御システム30では、ロボットRには、ロボット個体別IDが表示されている。又、ティーチペンダント10(可搬式操作部)には、ロボット個体別IDを入力するキーボード16(入力手段)と、キーボード16により入力されたロボット個体別IDを無線LANに出力するCPU11を備える。又、コントローラ20は、送信されたロボット個体別IDが、該コントローラ20が制御するロボットのロボット個体別ID(識別情報)と一致する場合に、該ロボットを駆動する駆動源の電力供給をモータ運転許可承認メッセージにて許可するようにした。
次に第8実施形態を図16〜21を参照して説明する。
第8実施形態のロボット制御システム30のハード構成は、第7実施形態のロボット制御システム30のハード構成に対して、第4実施形態と同様の入出力ポート53、点灯回路54、接点54a及び表示灯55Aがコントローラ20に付加された構成であることが異なっている。表示灯55Aはコントローラ20が制御するロボットRに付設されているとともに、第4実施形態の接続先確認表示灯55と同様に接点54aのオンオフ作動により、点灯消灯が可能である。
さて、上記のように構成されたロボット制御システム30の作用を説明する。
1) ティーチペンダント10によるコントローラ20へのモータ運転許可の通知
ティーチペンダント10のCPU11は、図示しないタイマの同期信号によって所定の制御周期毎(例えば、0.1sec毎)に、すなわち、定期的にROM12に格納されたスイッチ監視処理プログラム126Aを実行する。
コントローラ20のCPU21はティーチペンダント10からモータ運転許可要求メッセージを無線LANを介して受信すると、該メッセージ内の送信元のTPID141をハードディスク24に接続先TPID246として格納するとともにROM22に格納されたID認証処理プログラム223Aを起動する。
CPU21はハードディスク24から認証ID247を読み出す(S50)。この認証ID247は、予め当該コントローラ20に接続されているロボットRに付与されたロボット個体別IDである。
そして、CPU21は、認証ID149Aと認証ID247とが一致している場合、モータ運転許可要求メッセージを送信したティーチペンダント10に通知するために図21に示すようにモータ運転許可承認メッセージを作成する(S53A)。
4) ティーチペンダント10及びコントローラ20における当該ロボットのモータ運転の許可
コントローラ20のCPU21はS55では第7実施形態のS55(図12参照)と同様の処理を行うため説明を省略する。
(1) 第8実施形態では、ロボットRには、該ロボット固有の認証用点滅パターン(点滅パターン)でコントローラ20により点滅制御される表示灯55Aが備えられている。そして、ティーチペンダント10(可搬式操作部)には、前記点滅パターンを入力可能なキーボード16(入力手段)と、キーボード16により入力された点滅パターンを無線LANに出力するCPU11(出力手段)を備える。一方、コントローラ20は、前記送信された点滅パターンが、コントローラ20が制御する表示灯55Aの点滅パターンと一致する場合に、ロボットRを駆動するモータ(駆動源)の電力供給を許可するようにした。このように構成しているため、第8実施形態は請求項7の(1)と同様の効果を奏する。
(第9実施形態)
次に、第9実施形態を図22及び図23を参照して説明する。第9実施形態は、第7実施形態を変形したものである。なお、第7実施形態と同一又は相当する構成については、同一符号を付す。第9実施形態では、図22に示すように1台のコントローラ20Aに、複数台のロボットR1a〜R1cが接続されていることと、ハードディスク24内に第7実施形態の認証ID247の代わりに認証IDリスト249が格納されているところが第7実施形態と異なっている。なお、図22において、コントローラ20A以外のコントローラ20B等のロボットについては説明の便宜上、図示されていない。又、ロボットR1a〜R1cの本体部に対してそれぞれロボット個体別IDが明記されている。
第9実施形態は、第7実施形態と一部が異なるだけであるため、異なる作用を中心に説明する。
第9実施形態では、このように、認証IDリスト249を導入したため、1台のコントローラ20Aに複数台のロボットRb1〜Rb3が接続される接続形態においても、ティーチペンダント10、コントローラ、ロボットの接続確認をロボット毎に認証することができるため、操作者が操作対象を誤ることを回避することができる。
次に、第10実施形態を図24、図25、図27〜30を参照して説明する。
第10実施形態のロボット制御システム30のハード構成は、第7実施形態(図10参照)の構成中、モータ運転許可スイッチ56及びモータ運転スイッチ57の図示が省略されているところが異なっている。本実施形態のCPU21は認証手段に相当する。
さて、上記のように構成されたロボット制御システム30の作用を説明する。本実施形態では、コントローラ20とティーチペンダント10との通信が無線LANを経由して行われる。そして、一台のコントローラ20との通信が可能な複数のティーチペンダント10等がネットワーク内に存在する環境において、ティーチペンダント10等とコントローラ20との間で、一対一の接続関係を確立するために、以下の4つのステップが実行される。
第10実施形態では、図示しないタイマの同期信号によって所定の制御周期毎(例えば、0.1sec毎)に、すなわち、定期的にROM12に格納された図示しないスイッチ監視処理プログラムがCPU11により実行されている。このようにコントローラ20から操作権限を取得していないティーチペンダント10では、コントローラ接続処理が、操作者からの接続要求待ちの状態にある。具体的には、ティーチペンダント10は操作者からのキーボード入力を待つ状態にある。図27は本実施形態のスイッチ監視処理プログラムのフローチャートである。この状態では、CPU11がスイッチ監視処理プログラムを実行することにり、操作者に対しユーザID、パスワード、コントローラIDの入力を促す旨の表示が図29に示すように液晶ディスプレイ17にて行われる。
コントローラ20のCPU21は、ティーチペンダント10から接続認証要求メッセージを無線LANを介して受信すると、ROM22に格納されたTPID認証処理プログラム226を起動し(図28参照)、ハードディスク24内にある操作許可TPID248に格納されている情報を取得する(S80)。初期状態、すなわち、当該コントローラ20を操作することができる権限を付与されたティーチペンダントが存在しない状態においては、操作許可TPID248には、初期値(例:0)が格納されている。すなわち、CPU21によるTPID認証処理は、操作許可TPID248に格納されている情報から、自身を操作する権限を付与されたティーチペンダントの有無を認識することができる(S81)。
次に、CPU21は、S84又はS86において、図30(b)に示すように接続認証承認メッセージの作成を行う。接続認証承認メッセージには、接続認証承認メッセージを識別するためのメッセージID185と、送信元のコントローラIDが含まれている。この場合、コントローラ接続認証済みのティーチペンダントが存在しない場合(S81の判定が「YES」)、S84においては、CPU21は、接続認証承認メッセージの送信元コントローラID186として当該コントローラのMACアドレス228を格納する。
ティーチペンダント10のCPU11は、ROM12に格納された送受信処理プログラムをその時々に実行処理するとともに、コントローラ20から接続認証承認メッセージを受信すると、ROM12に格納されたコントローラ接続処理プログラム128を起動する(図31参照)。CPU11は、接続認証承認メッセージの送信元コントローラID186に格納されている内容を、ハードディスク14に接続先コントローラID148として格納する(S90)。次に、CPU11は、接続先コントローラID148に格納した内容を読み込み、接続認証の結果を検査する(S91)。
(1) ティーチペンダント10からの接続認証が承認されている場合、接続認証承認メッセージの送信元コントローラID186には、接続先コントローラのMACアドレス228が格納され、接続認証が却下されている場合、接続認証承認メッセージの送信元コントローラID186には、初期値(例:0)が格納される。すなわち、ティーチペンダント10は、ハードディスク14にある接続先コントローラID148の内容から、接続認証の結果を知ることができる。
次に第11実施形態を図24、図26、図30(c),(d)、図32〜34を参照して説明する。第11実施形態のロボット制御システム30のハード構成は第10実施形態と同一であるため、第11実施形態のハード構成については第10実施形態と同一符号を付して構成の重複説明は省略する。本実施形態では、ハードディスク24は記憶手段に相当する。
第11実施形態では、以下の処理が実行されることによって、ティーチペンダント10とコントローラ20との間に確立した接続関係を、安全に破棄することができる。以下で、コントローラ20を代表してコントローラ20Aとティーチペンダント10との接続関係を破棄する場合について説明する。
操作者Hがティーチペンダント10のキーボード操作にて、現在、操作しているコントローラとの接続関係の破棄を要求すると、CPU11はコントローラ接続処理プログラム128を起動し(図32参照)、液晶ディスプレイ17にユーザIDとパスワードを入力する画面を表示して操作者HにユーザIDとパスワードを入力するように促す(S100)。
コントローラ20AのCPU21は、ROM22に格納された送受信処理プログラム227をその時々に実行し、ティーチペンダント10から前記切断要求メッセージを受信すると、TPID認証処理プログラム226を起動する(図33参照)。そして、CPU21は、ハードディスク24に格納されている認証ユーザID252、及び認証パスワード253と、前記切断要求メッセージのユーザID190、及び、パスワード191とをそれぞれ検査照合する(S110、S111)。
次に、CPU21は、S112において、切断要求を承認した場合や、S115において、切断要求を却下した場合、それぞれ、切断承認メッセージの作成を行う。すなわち、S112において、CPU21が切断要求を承認した場合には、S113において、CPU21は、切断承認メッセージを識別するためのメッセージID188と、当該コントローラ20AのMACアドレス228を格納した送信元コントローラID186を含む切断承認メッセージを作成する。
この後、S114において、CPU21は、切断要求の承認結果を含む切断承認メッセージとして、切断要求元のティーチペンダント10に無線LANを介して通知する。
ティーチペンダント10のCPU11は、ROM12に格納された送受信処理プログラム129をその時々に実行し、コントローラ20Aから切断承認メッセージを受信すると、コントローラ接続処理プログラム128を起動する(図34参照)。CPU11は、切断承認メッセージの送信元コントローラID186に格納されている内容を検査する(S120,S121)。ここで、ティーチペンダント10からの切断接要求が承認されている場合、切断承認メッセージの送信元コントローラID186には、接続先のコントローラ20AのMACアドレス228が格納され、切断要求が却下されている場合、切断承認メッセージの送信元コントローラIDには、初期値(例:0)が格納されている。従って、ティーチペンダント10のCPU11は、切断承認メッセージの送信元コントローラID186の内容から、切断要求の承認結果を知ることができる。
さて、第11実施形態によれば、以下のような特徴がある。
次に第12実施形態を図35〜図38を参照して説明する。
第12実施形態のロボット制御システムは、複数のロボットR1〜R3のそれぞれを制御する複数のコントローラ20A〜20Cと、可搬式操作部であるティーチペンダント10とから構成されている。なお、図35では説明の便宜上、ティーチペンダント10と1つのコントローラ20Aのみを図示している。
図35に示すように可搬式操作部としてのティーチペンダント10はCPU11、ROM12、RAM13、ハードディスク14、LANI/F15、キーボード16(図36参照)、液晶ディスプレイ17(図36参照)及び有線・無線変換器18の各部を備えているとともに各部はバス19を介して接続されている。
コントローラ20A〜20Cは同一構成のため、コントローラ20Aについて説明する。コントローラ20Aは、CPU21、ROM22、RAM23、ハードディスク24、LANI/F25、タイマ26、サーボドライバ27及び有線・無線変換器28の各部を備えているとともに各部はバス29を介して接続されている。
さて、上記のように構成されたロボット制御システム30において、ティーチペンダント10がコントローラ20のいずれかに接続する際の作用を説明する。第12実施形態では、ティーチペンダント10から接続先をサーチする際、下記の順序で行われる。
ティーチペンダントTPの操作者が、ティーチペンダントTPの操作として、ティーチペンダントTPとコントローラとの接続処理を開始する。
2) コントローラ20AのティーチペンダントTP接続確認処理
コントローラ20AのCPU21は、LAN I/F28を介してティーチペンダントTPから接続要求コマンドを受信すると、ROM22のTP接続確認処理プログラム131が実行される。そして、CPU21は、このプログラムに従ってコントローラ自身が現在、接続可能な状況かどうかを判断する。接続可能な状況の判断条件には以下のものがある。
・ティーチペンダントTPのモード(教示/再生)と、コントローラのモード(教示/再生)が一致している。このモードの一致は、ティーチペンダントTPから送信されるティーチペンダントTPのモード情報に基づいて判断される。
CPU21は、現在、他のティーチペンダントTPと接続状態に無く、接続要求コマンドを発信したティーチペンダントTPと接続状態を確立可能と判断し、かつコントローラ20Aが教示モードである時には、運転準備信号「開」処理プログラム132に従って運転準備制御信号を「開」にする(図37参照)。なお、図37は、運転準備信号制御ラダー部59及びマグネットスイッチ制御ラダー部60が実行する制御ラダーを示すラダー図である。
次に、ティーチペンダントTPの操作者が、ロボットR1のアームを駆動するロボットモータへの電力供給させたいときには、操作者が、コントローラ20Aに有線で接続されている運転準備ボタン58aを押す。
CPU21は、操作者による運転準備ボタン58aの「閉」を検知すると、運転準備信号「閉」処理プログラム133に従って運転準備信号制御ラダー部59における上記の3)で「開」とした運転準備制御信号を即座に「閉」にする。
(1) 上記のように以上の5つのステップを経て、ティーチペンダントTPとコントローラ20Aの接続、ロボットモータへの電力遮断、ならびにロボットモータへの電力通電の再開を行うことで、万が一、意図せぬコントローラ20Aへ接続した場合でも、上記の4)と5)の段階で運転準備信号が「閉」にならない。このため、誤ったロボットを動作させることが無く安全にすることができる。
次に、図38を参照して、第12実施形態の変形例を説明する。
本実施形態では、運転準備信号が「閉」になった時点から起動する電力遮断プログラムがROM22に格納されているところが、第12実施形態と異なっている。
コントローラ20AのCPU21は、運転準備信号が「閉」になったことを検知すると、ティーチペンダントTPの無操作状態の経過時間(以後、経過時間と呼ぶ)を0[sec]として初期化する。経過時間は、コントローラ20A内のRAM23に格納される変数で、CPU21により書き換え可能である。
CPU21は、LANI/F25を介して、ティーチペンダントTPからの操作コマンドを受信したか否か判定する。ティーチペンダントTPからの操作コマンドを受信した履歴があった場合には、CPU21は、操作コマンド受信履歴を「無し」にし、上記のS130に戻る。ティーチペンダントTPからの操作コマンドを受信した履歴が無かった場合には、S132に進む。
CPU21は、入出力ポート53を介して、運転準備信号が「開」に変更されたか否かを判定する。すなわち、ここでは、運転準備ボタン58aがオン操作されたか否かを判定している。運転準備信号が「開」となっている場合には、CPU21は本処理を終了する。「開」となって無い場合には、CPU21はS133に進む。
CPU21は、経過時間が予め設定されたTP無操作監視時間(すなわち、予め決められた時間)を超えたか否かを判定する。この経過時間が予め設定されたTP無操作監視時間を越えていない場合には、S135において、経過時間をサイクルタイム分だけ増加させ、S131に戻る。越えた場合には、S134に進む。
CPU21は、入出力ポート53を介して、図37に示す運転準備信号を強制的に「開」にする。この結果、予めプログラミングされたMS制御ラダープログラムにより、マグネットスイッチMSが「開」となり、マグネットスイッチ制御ラダー部60から、マグネットスイッチMSに電力遮断指令が出力される。このため、サーボドライバ27への電力が遮断されることにより、ロボットR1のアームを駆動するロボットモータへの電力供給が断たれる。この結果、ロボットR1は動作できない安全な状態となる。
(1) 本実施形態の変形例によれば、運転準備信号が「閉」になっているにも関わらずティーチペンダントTPが操作されないという状況を、予め設定されるTP無操作監視時間以下に制約することができ、ワイヤレスのティーチペンダントTPの安全を高めることが可能となる。
すなわち、運転準備ボタン58aの押下操作と同時に、決められたティーチペンダントTPの操作を行うことにより、運転準備ボタン58aの操作の検出と、ティーチペンダントTPの操作の同時に行われたか否かをCPU21が判定することにより、図37の運転準備信号を「開」にする。ここで、決められたティーチペンダントTPの操作とは、特定のボタン入力やキー入力、或いは、任意のボタン入力やキー入力を含む操作である。
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 前記各実施形態では、ティーチペンダント10・コントローラ20間の通信を無線通信で行うようにしたが、無線方式に限らず、赤外線通信、光通信、或いは磁気通信で行うようにしてもよい。
11…CPU(返信要求手段、接続構築手段、確認操作検出手段、出力手段、認証手段)、16…キーボード(選択操作手段、入力手段)、
17…液晶ディスプレイ(表示手段、判別結果表示手段)、
24…ハードディスク(記憶手段)、
42…接続許可TPID(接続許可操作部情報)、
52…接続先確認SW(接続先確認操作手段)、
146…SW状態データ(確認操作情報)。
Claims (16)
- 可搬式操作部とネットワーク手段を介して、或いは前記可搬式操作部と非有線通信手段を介して情報を送受信する複数のコントローラと、前記コントローラ毎に接続されるとともに該コントローラにより制御可能なロボットを備えたロボット制御システムにおいて、
前記可搬式操作部には、
コントローラに対してコントローラ識別情報の返信を要求する返信要求手段と、
前記返信の要求に応じてコントローラから返信されたコントローラ識別情報を表示する表示手段と、
前記表示手段により表示されたコントローラ識別情報を選択する選択操作手段と、
前記選択操作手段により選択されたコントローラ識別情報を有するコントローラと接続関係を構築する接続構築手段を備えることを特徴とするロボット制御システム。 - 前記返信要求手段からコントローラ識別情報の返信要求を受信したコントローラは、自身が既に他の可搬式操作部と接続関係を構築済みの場合は、接続関係構築済み情報を返信の要求があった可搬式操作部に返信し、
該可搬式操作部の表示手段は、前記接続関係構築済み情報があったコントローラに関してはコントローラ識別情報を表示しないことを特徴とする請求項1に記載のロボット制御システム。 - コントローラには、接続許可されている可搬式操作部を識別するための接続許可操作部情報を格納したハードウェアキーが着脱自在に装着可能にされており、
該コントローラは、前記返信要求手段からコントローラ識別情報の返信要求を受信した際、前記ハードウェアキーが装着されている場合であって、該ハードウェアキーの接続許可操作部情報が前記返信要求と共に送信された送信元識別情報と一致している場合にのみ、コントローラ識別情報を返信することを特徴とする請求項1に記載のロボット制御システム。 - 可搬式操作部とネットワーク手段を介して、或いは前記可搬式操作部と非有線通信手段を介して情報を送受信する複数のコントローラと、前記コントローラ毎に接続されるとともに該コントローラにより制御可能なロボットを備えたロボット制御システムにおいて、
前記可搬式操作部には、接続先確認操作手段と、該接続先確認操作手段の確認操作を検出し、前記ネットワーク手段又は非有線通信手段を介して可搬式操作部と接続関係が構築されているコントローラに対して確認操作情報を送信する確認操作検出手段を備え、
前記コントローラは、前記確認操作情報を受信し、送信された確認操作情報が自分に関係する場合には、制御対象のロボット又は前記コントローラが備える接続先確認表示灯を点灯することを特徴とするロボット制御システム。 - 前記接続先確認表示灯は、ロボットアームを駆動する駆動源が通電状態で有ることを表示する警告灯と兼用されていることを特徴とする請求項4に記載のロボット制御システム。
- 前記接続先確認操作手段は、教示作業中のロボットのロボットアームを駆動する駆動源の通電状態の切り換えに使用されるイネーブルスイッチであることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のロボット制御システム。
- 可搬式操作部とネットワーク手段を介して、或いは前記可搬式操作部と非有線通信手段を介して情報を送受信する複数のコントローラと、前記コントローラ毎に接続されるとともに該コントローラにより制御可能なロボットを備えたロボット制御システムにおいて、
前記ロボットには、ロボット個体別IDが表示されており、
前記可搬式操作部には、ロボット個体別IDを入力する入力手段と、
該入力手段により入力されたロボット個体別IDを前記ネットワーク手段、或いは前記非有線通信手段に出力する出力手段を備え、
前記コントローラは、前記可搬式操作部から送信されたロボット個体別IDが、該コントローラが制御するロボットの識別情報と一致する場合に、該ロボットを駆動する駆動源の電力供給を許可することを特徴とするロボット制御システム。 - 前記コントローラは、前記可搬式操作部から送信されたロボット個体別IDが、該コントローラが制御するロボットの識別情報と一致するか否かを判別し、前記ロボット個体別IDを送信した可搬式操作部に対してその判別結果を送信し、
前記可搬式操作部には、該判別結果を表示する判別結果表示手段を備えたことを特徴とする請求項7に記載のロボット制御システム。 - 可搬式操作部とネットワーク手段を介して、或いは前記可搬式操作部と非有線通信手段を介して情報を送受信する複数のコントローラと、前記コントローラ毎に接続されるとともに該コントローラにより制御可能なロボットを備えたロボット制御システムにおいて、
前記ロボットには、該ロボット固有の点滅パターンでコントローラにより点滅御される表示灯が備えられており、
前記可搬式操作部には、前記点滅パターンを入力可能な入力手段と、
該入力手段により入力された点滅パターンを前記ネットワーク手段、或いは前記非有線通信手段に出力する出力手段を備え、
前記コントローラは、前記送信された点滅パターンが、該コントローラが制御する表示灯の点滅パターンと一致する場合に、該ロボットを駆動する駆動源の電力供給を許可することを特徴とするロボット制御システム。 - 前記コントローラのうち少なくとも1つのコントローラは、複数のロボットを制御することが可能であり、
該コントローラは、前記可搬式操作部から送信されたロボット個体別IDが、該コントローラが制御する複数のロボットの識別情報と一致する場合に、該ロボットを駆動する駆動源の電力供給を許可することを特徴とする請求項7乃至請求項9のいずれか1項に記載のロボット制御システム。 - 可搬式操作部とネットワーク手段を介して、或いは前記可搬式操作部と非有線通信手段を介して情報を送受信する複数のコントローラと、前記コントローラ毎に接続されるとともに該コントローラにより制御可能なロボットを備えたロボット制御システムにおいて、
前記コントローラには、前記可搬式操作部とネットワーク手段を介して、或いは前記可搬式操作部と非有線通信手段を介して受信した情報に含まれる認証対象データと、コントローラの記憶手段に格納された認証基礎データとが一致するか否かを判定し、一致した一台の可搬式操作部に対してのみ該コントローラを操作する権限を付与する認証手段を設けたことを特徴とするロボット制御システム。 - 可搬式操作部とネットワーク手段を介して、或いは前記可搬式操作部と非有線通信手段を介して情報を送受信する複数のコントローラと、前記コントローラ毎に接続されるとともに該コントローラにより制御可能なロボットを備えたロボット制御システムにおいて、
前記コントローラは、該コントローラと既に接続関係にある可搬式操作部に関するユーザ識別情報と、パスワードを記憶する記憶手段を備え、
該コントローラは、前記可搬式操作部から受信した切断要求が、該切断要求とともに受信したユーザ識別情報、及びパスワードが、前記記憶手段に記憶されているユーザ識別情報と、パスワードと一致する場合のみ、該切断要求に応ずることを特徴とするロボット制御システム。 - 可搬式操作部とネットワーク手段を介して、或いは前記可搬式操作部と非有線通信手段を介して情報を送受信する複数のコントローラと、前記コントローラ毎に接続されるとともに該コントローラにより制御可能なロボットを備えたロボット制御システムにおいて、
前記コントローラは、
前記可搬式操作部と接続関係が構築された際、ロボットモータを制御するサーボドライバに電力供給遮断を行う電力供給遮断手段に対して電力遮断指令を付与する指令手段を備え、
前記電力供給遮断手段は、前記電力遮断指令に基づいて前記サーボドライバへの電力を遮断することを特徴とするロボット制御システム。 - 前記コントローラは、外部操作可能な運転準備操作手段を備え、
前記指令手段は、前記運転準備操作手段の操作に応じて電力付与指令を前記電力供給遮断手段に付与し、
前記電力供給遮断手段は、前記電力付与指令に基づいて前記サーボドライバへ電力を供給することを特徴とする請求項13に記載のロボット制御システム。 - 前記指令手段は、前記電力付与指令を前記電力供給遮断手段に付与した後、接続関係が構築された可搬式操作部からの操作が予め決められた時間内にないときは、電力遮断指令を電力供給遮断手段に付与することを特徴とする請求項14に記載のロボット制御システム。
- 前記コントローラは、外部操作可能な運転準備操作手段を備え、
前記指令手段は、前記運転準備操作手段の操作と、接続関係が構築された可搬式操作部からの操作による入力が同時にあったとき、電力付与指令を前記電力供給遮断手段に付与し、
前記電力供給遮断手段は、前記電力付与指令に基づいて前記サーボドライバへ電力を供給することを特徴とする請求項13に記載のロボット制御システム。
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