JP2009217713A - ロボット制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】可搬式操作部の制御手段が過負荷か否かの判定に応じてロボットを制御するロボット制御用の制御部が転送する画像データ量を動的に調整することにより、可搬式制御部の制御手段の過負荷状態を抑制することができるロボット制御システムを提供する。
【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のＣＰＵ１１の負荷率を測定するＣＰＵ負荷測定部１１８と、負荷率に基づいてＣＰＵ１１の過負荷を判定するＣＰＵ負荷監視部１１９を備える。ロボット制御システム３０はＣＰＵ負荷監視部１１９の過負荷判定に応じて、ＣＰＵ１１の液晶ディスプレイ１７に対する表示制御を軽減するためにネットワーク通信機２５から送信される画像データ量を減少させる画面監視部２１６及び圧縮展開部２１８を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ティーチペンダントとロボット制御装置（以下、制御装置という）をネットワークや非有線通信手段で接続するロボット制御システムに関する。

従来、人間がロボットに動作を教示する手段として、ティーチペンダントを用いることが行われている。ティーチペンダントは、人間がロボットを操作したり、各種設定や操作を行うためのボタン等の入力機器を備えるとともに人間がロボット操作を行うために必要な情報をグラフィカルに表示するＧＵＩ（Graphical User Interface）画面を表示するためのディスプレイを備える。これらによりティーチペンダントは、ロボット操作のためのヒューマン・マシン・インターフェイスを実現している。従来は、ティーチペンダントは操作者が手で持って持ち運び、操作する場所を自由に変えられるようにするため、制御装置との間を取回し可能なケーブルにより接続している。

ここで、ロボット制御する際に必要な機能を、制御装置とティーチペンダントにそれぞれに分担させることには、下記のような利点がある。すなわち、全ての入出力演算処理は前記制御装置により行われているため、ティーチペンダントは該制御装置の処理結果を表示する表示機として、又、制御装置を操作するための入力機器として特化することで、該ティーチペンダントを確実に安価な構成で実現することができる。又、前記制御装置によって、全ての演算処理・データ管理が一括して処理されることにより、該制御装置側で複雑かつ膨大な画面機能の一元管理が実現できるため、画面制御に関してエラーが生じにくい利点がある。又、ティーチペンダント側では演算や情報処理の機能を持たせる必要が無く、該ティーチペンダントの軽量化、簡略化、及び低コスト化ができる。

ところで、近年ではネットワーク技術や無線技術が発達し、またＵＳＢ（Universal Serial Bus）やＩＥＥＥ１３９４（Institute of Electrical and Electronic Engineers 1394 ）等に見られるように、電源が入った状態でケーブルの挿抜や接続できる電気的通信手段が確立してきている。このような技術状況において、１台のティーチペンダントを、ロボットが稼働状態の複数台の制御装置につなぎ換えて使用すること、例えばネットワーク化することが考えられる。ネットワーク化した場合の利点には例えばティーチペンダントの数を減らすことによる省スペース化や、ティーチペンダントの数を減らすことによるコスト削減がある。又、無線化した場合には、ネットワーク化した際の利点以外にさらに、ティーチペンダントが長いケーブルのため取り回しが困難で作業性が悪化するという問題が解消されてケーブルレスによる作業性が向上するとともに、断線がなくなるため信頼性が向上するという利点がある。

特許文献１には、ティーチペンダントと制御装置とをネットワーク化した技術が開示されている。又、本出願人は、画面の表示内容をサーバである制御装置が作成し、その画面データをネットワーク通信によりクライアントであるティーチペンダントに送信するようにしたリモートデスクトップを提案している（特願２００７−０９１２５１号）。

リモートデスクトップでは、ティーチペンダントは受信した画面データを復元し表示する。これにより、制御装置が作成した画面を、ネットワーク接続されたティーチペンダントの表示装置上に再現することができる。ティーチペンダントがネットワークに接続された直後は全ての画像データを転送する必要があるが、以降は画面変化が発生した時に、差分の画像データのみを転送することで、整合性が保たれる。

ここで制御装置とティーチペンダントとにおける処理内容は次の通りである。
制御装置（サーバ）では、変化範囲の画像データの抽出と送信を行うようにしている。一方、ティーチペンダント（クライアント）では、前記画像データの受信とティーチペンダント画面への表示を行うようにしている。
特開２００８−００９８７２号公報

ところが、画面の変化が頻繁になると、ティーチペンダントのＣＰＵの画面データ処理及びネットワーク制御処理が増大する。この間に、ロボット操作に関して、ティーチペンダントの入力装置からキー操作が行われると、キー操作情報の送信を制御装置に行うこととなり、ＣＰＵ負荷が増大する。

このように、ＣＰＵが複数の処理を同時に行う必要があると、画面処理が増大し、キー操作に対するロボット制御処理が圧迫されるため、応答時間の遅れや不安定な状態となり、操作性が悪化する問題がある。

又、一般的に、クライアントに比べてサーバの方が処理能力が高い。このためクライアント側が過負荷になることが多い。これはクライアントの処理能力以上に画面データが送信されてしまうためである。クライアントであるティーチペンダントの画面処理が遅れると、やがてその受信バッファが一杯になり、この状態では、ティーチペンダントと制御装置との通信が行えなくなる結果、ロボット操作が好適に行えなくなる問題がある。

このような問題は、ティーチペンダントと制御装置間とがネットワーク化していないリモートデスクトップの技術を採用するロボット制御システムにおいても同様な問題が生ずる。

本発明の目的は、可搬式操作部の制御手段が過負荷か否かの判定に応じてロボットを制御するロボット制御用の制御部が転送する画像データ量を動的に調整することにより、可搬式制御部の制御手段の過負荷状態を抑制することができ、操作性の悪化を抑制できるロボット制御システムを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、画像データを生成する画像生成手段と、前記画像データを送信するとともに教示データを受信する第１通信手段とを備え、前記教示データに基づいてロボットの制御を行うロボット制御用の制御部と、前記画像データを受信するとともに前記教示データを送信する第２通信手段と、表示手段と、前記画像生成手段が生成した画像データに基づいて前記表示手段を表示制御するとともに、前記表示制御を含む各種制御を行う制御手段とを備えた可搬式操作部とを備えたロボット制御システムにおいて、前記制御手段の負荷率を測定する負荷率測定手段と前記負荷率に基づいて前記制御手段の過負荷を判定する過負荷判定手段と、前記過負荷判定手段の過負荷判定に応じて、前記制御手段の表示制御を軽減するために前記第１通信手段から送信される画像データ量を減少させる画像データ量変更手段を備えたことを特徴とするロボット制御システムを要旨とするものである。なお、表示制御とは、取得した画像データを表示手段に表示するまでに行われる処理をいう。

請求項２の発明は、請求項１において、前記過負荷判定手段が過負荷判定した後、前記過負荷の判定を解除したときには、前記画像データ量変更手段を無効化する無効化手段を備えることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記画像データ量変更手段が、画像データを間引く画像データ間引き手段であることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２において、前記画像データ量変更手段が、画像データを圧縮する圧縮手段であることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項において、前記可搬式操作部に、前記負荷率測定手段と、前記過負荷判定手段を備え、前記第２通信手段から過負荷判定データを送信することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項において、前記可搬式操作部が、前記負荷率測定手段を備えて、前記第２通信手段が、前記負荷率を第１通信手段へ送信し、前記制御部には、第１通信手段が受信した前記負荷率に基づいて、前記制御手段の過負荷判定を行う前記過負荷判定手段を備えることを特徴とする。

以上詳述したように、請求項１の発明によれば、可搬式操作部の制御手段が過負荷か否かの判定に応じてサーバーである制御装置が転送する画像データ量を動的に調整することにより、可搬式制御部の制御手段の過負荷状態を抑制し、可搬式操作部の操作性の悪化を抑制できる。

又、可搬式操作部の制御手段が過負荷状態になったときにも、表示制御の負荷を抑制するため、その結果、キー操作に起因した制御手段の各種処理の効率が上がるため、キー情報の制御部に対する伝達が正確的、かつ定時的に処理が可能になり、ロボットの操作性を向上できる。

請求項２の発明によれば、過負荷判定手段が過負荷判定した後、前記過負荷の判定を解除したときには、無効化手段が前記画像データ量変更手段を無効化することから、過負荷判定が解除された後は、表示手段に表示される画像を過負荷判定される以前の画質に戻すことができる。

請求項３の発明によれば、画像データ量変更手段を、画像データを間引く画像データ間引き手段とすることにより、制御手段が表示制御で扱う画像データを少なくすることができ、この結果、可搬式制御部の制御手段の過負荷状態を抑制することができる。

請求項４の発明は、画像データ量変更手段を、画像データを圧縮する圧縮手段とすることにより、制御手段が表示制御で扱う画像データ量を少なくすることができ、この結果、可搬式制御部の制御手段の過負荷状態を抑制することができる。

請求項５の発明は、可搬式操作部に、負荷率測定手段と、前記過負荷判定手段を備え、前記第２通信手段から過負荷判定データを送信するロボット制御システムにおいて、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の効果を実現できる。

請求項６の発明は、可搬式操作部が、負荷率測定手段を備えて、第２通信手段が、前記負荷率を第１通信手段へ送信し、制御部には、第１通信手段が受信した負荷率に基づいて、制御手段の過負荷判定を行う前記過負荷判定手段を備えるロボット制御システムにおいて、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の効果を実現できる。

（第１実施形態）
以下、本発明を可搬式操作部としてのティーチペンダント１０とロボット制御装置としての複数の制御部２０（なお、図１では説明の便宜上、１台の制御部２０のみ図示されている。）とがネットワーク手段としての無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）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１〜３を参照して説明する。

このロボット制御システム３０の複数の制御部２０がそれぞれ制御するロボット５０は、例えば溶接ロボットである、なお、ロボット５０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、各制御部の構成は同じであるため、１つの制御部２０の構成について以下では説明し、他の制御部の説明を省略する。

（１． ティーチペンダント１０）
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ＣＰＵ（中央処理装置）１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、ネットワーク通信機１５、キーボード１６、及び表示手段としての液晶ディスプレイ１７の各部を備える。

ティーチペンダント１０のＲＯＭ１２には、ティーチペンダント１０からのロボット５０の操作や通信を実行するための各種制御プログラムとその制御定数が格納される。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１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。ネットワーク通信機１５は制御部２０との接続に使用される通信機である。キーボード１６はティーチペンダント１０の操作者がロボット５０の操作を示す教示データを入力するためのインターフェイスとして使用される。液晶ディスプレイ１７はティーチペンダント１０の操作者がロボット５０の操作条件や動作状態を確認するための表示機として使用される。

本実施形態のＣＰＵ１１は、制御手段に相当する。液晶ディスプレイ１７は表示手段に相当する。ネットワーク通信機１５は第２通信手段に相当する。
図１において、ＣＰＵ１１内のブロックは機能ブロック図であり、ＣＰＵ１１が各種プログラムを実行する機能が示されている。以下、ＣＰＵ１１内において、機能ブロックで示された各部について説明する。

ＣＰＵ１１は、キーボード１６のキー操作を監視するキー監視部１１１、キー監視部１１１の監視結果により検出されたキー操作の情報（すなわち、キー情報）を送信するキー情報送信部１１２を備える。ＣＰＵ１１は、通信制御部１１３、画像データ受信部１１４、圧縮展開部１１５、画面管理部１１６及び表示装置制御部１１７を備える。通信制御部１１３は、ネットワーク通信機１５に対しキー情報送信部１１２からのキー情報を送信し、ネットワーク通信機１５から、キー情報を送信させる。前記通信制御部１１３は、ネットワーク通信機１５が受信した画面変化情報（すなわち、差分画像データと描画情報）を画像データ受信部１１４を介して圧縮展開部１１５に送信する。

圧縮展開部１１５では、圧縮された差分画像データの展開処理を行い、画面管理部１１６では、前記差分画像データとともに取得した描画情報と展開処理された差分画像データに基づいて画面を復元し、表示装置制御部１１７は、液晶ディスプレイ１７を表示制御して展開処理された画像データに基づく画像を液晶ディスプレイ１７に表示する。

又、ＣＰＵ１１は、負荷率測定手段としてのＣＰＵ負荷測定部１１８及び過負荷判定手段としてのＣＰＵ負荷監視部１１９を備える。ＣＰＵ負荷測定部１１８は、ＣＰＵ１１の負荷率（すなわち、ＣＰＵ負荷率）をＡＰＩ（application program interface ）を通じて取得する。

本実施形態のＣＰＵ１１は、マルチプロセスＯＳで後述する種々の制御処理を行っている。一般に、マルチプロセスＯＳが搭載されたコンピュータでは、ＣＰＵの仕事が何も無い時は、何もしないアイドル・プロセスを実行して待機状態になる。ＯＳやアプリケーションソフトが何らかの制御処理を実行するとき、ＣＰＵはアイドル・プロセスから、該当アプリケーションのプロセスにスイッチして、これを実行する。これが使用状態となる。ここで、ある単位時間のうち、この両者の割合がどの程度であるかを示すのがＣＰＵ負荷率である。ＣＰＵ負荷率が０％の場合は待機状態であり、１００％の場合はＣＰＵがその能力を全て使用して何らかの処理を行なっていることを示す。ＣＰＵ負荷監視部１１９は、ＣＰＵ負荷測定部１１８が測定したＣＰＵ負荷率が、閾値以下か否か、すなわち、ＣＰＵ負荷率に基づいて過負荷か否かを判定し、その過負荷判定の場合、過負荷判定の結果（すなわち、過負荷判定データ）を通信制御部１１３に送信する。通信制御部１１３はその過負荷判定の結果をネットワーク通信機１５から制御部２０に送信する。ここで、ＣＰＵ負荷率が悪化する場合とは、キーボード１６の入力により、キー情報の抽出や送信処理と、そのキー情報を受信した制御部２０において、受信したキー情報に応じて画像生成がされて、その画像データが、ティーチペンダント１０で受信されて、その画像データの処理が重なる場合である。特に、頻繁にキー操作が行われると、それに伴って受信する画像データ量も多くなるため、ＣＰＵ負荷率が悪化する。

（２． 制御部）
次に、制御部２０の構成を説明する。
制御部２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、第１通信手段としてのネットワーク通信機２５、ビデオＲＡＭ２８の各部を備え、サーバとしての機能を有する。

前記ＲＯＭ２２には、該制御部２０が制御対象とするロボット５０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、各種プログラムが格納される。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。ネットワーク通信機２５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。本実施形態では、ティーチペンダント１０のネットワーク通信機１５、制御部２０のネットワーク通信機２５とにより、無線ＬＡＮからなるネットワーク手段が構成されている。なお、無線ＬＡＮでは通信パケットによりネットワーク通信機１５，２５間の交信が行われている。

図１において、ＣＰＵ２１内のブロックは機能ブロック図であり、ＣＰＵ２１が各種プログラムに基づいて実行する機能が示されている。以下、ＣＰＵ２１内において、機能ブロックで示された各部について説明する。

ＣＰＵ２１は、ネットワーク通信機２５を制御して通信パケットを送受信する通信制御部２１１と、ネットワーク通信機２５が受信した通信パケットからキー情報を抽出するキー情報受信部２１２と、前記キー情報に基づき動作指示データを生成する動作指示部２１３と、該動作指示データに基づきロボット５０を制御するロボット制御部２１４を備える。

又、ＣＰＵ２１は、画面生成部２１５、画面監視部２１６、画像データ取得部２１７、圧縮展開部２１８、画像データ送信部２１９及び無効化手段としてのＴＰ過負荷監視部２２０を備える。画面監視部２１６及び圧縮展開部２１８は、画像データ量変更手段に相当する。又、画面監視部２１６は、画像データ間引き手段に相当する。圧縮展開部２１８は、圧縮手段に相当する。

前記画面生成部２１５は、ＧＵＩ画面を作成する場合、ロボット５０や制御部２０の状態、また外部（例えば、ティーチペンダント１０）からのキー情報（すなわち、操作入力情報）に基づき、ＧＵＩ画面に表示する情報の内容を決定する。そして、画面生成部２１５は、例えば、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ＧＵＩ画面を前記決定したＧＵＩ画面に表示する情報の内容に基づいて図形や文字の描画により作成し、この画像データとしてのＧＵＩ画像データをビデオＲＡＭ２８に格納する。ビデオＲＡＭ２８は、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ＧＵＩ画面のデータを一時保存するために使用される。

ここで、画面監視部２１６が行う処理について説明する。
（通常時の処理）
画面監視部２１６は、前記ＧＵＩ画面の変化を検出する。具体的には、画面監視部２１６は、ＴＰ過負荷ではない通常時には、画像データが格納されているビデオＲＡＭ２８を参照し、前回制御周期（以下、この制御周期を監視周期ともいう）の取得内容と比較して、データが変化していれば、画面が変化したと判定する。そして、画面監視部２１６は、ＧＵＩ画面が更新されていれば、更新された範囲の画像データを差分画像データとして、ＲＡＭ２３の作業領域にコピーする。この差分画像データに対し、画面監視部２１６は、その差分画面の座標や画面サイズなど、画面の復元を行う時に必要な情報（以下、描画情報という）を付加しておく。前記差分画像データ及び該データに付加された描画情報は画面変化情報となる。

（ＴＰ過負荷時の処理）
又、画面監視部２１６は、ＴＰ過負荷監視部２２０から画像間引き指示があった場合には、画像データの間引き処理を行う。なお、ＴＰ過負荷監視部２２０のＴＰ過負荷監視の処理については、後述する。

具体的には、この画像間引き処理を行う場合、画面監視部２１６は、画面の監視を、決められた監視周期で行う。この決められた監視周期とは、通常時の監視周期（前記制御周期）よりも長い時間である。このようにすると、同一領域がごく短時間に複数回変更された時に、通常時の監視周期よりも長い監視周期で行うため、この長い監視周期の間の画像データは自動的に間引かれる。なお、タイマ２６が定期時刻ごとに同期信号を発生しており、この同期信号を利用して、画面監視部２１６の監視周期が規定される。

この画像間引き処理においても、通常時とは監視周期が異なるだけで、通常時と同様に前回監視周期の取得内容と比較して、データが変化していれば、画面が変化したと判定する。そして、画面監視部２１６は、ＧＵＩ画面が更新されていれば、更新された範囲の画像データを差分画像データとして、ＲＡＭ２３の作業領域にコピーする。この差分画像データに対し、画面監視部２１６は、その差分画面の座標や画面サイズなど、画面の復元を行う時に必要な描画情報を付加しておく。前記差分画像データ及び該データに付加された描画情報は画面変化情報となる。 これにより、ネットワーク通信機２５にて送信するトータルの画像データ量が、同一時間では通常時とは異なり少なくなるとともにティーチペンダント１０の表示制御の負荷を削減する効果がある。

画像データ取得部２１７は、画面変化情報（すなわち、差分画像データと描画情報）を取得して、圧縮展開部２１８に出力する。
圧縮展開部２１８は、一般的なデータ圧縮の手法により、差分画像データの圧縮を行った後、圧縮後の差分画像データと描画情報からなる画面変化情報を画像データ送信部２１９に出力する。なお、圧縮展開部２１８は、ＴＰ過負荷監視部２２０の低圧縮指示がある場合には、前記圧縮を低圧縮で行い、高圧縮指示がある場合には、前記圧縮を高圧縮で行う。

画像データ送信部２１９は、取得した画面変化情報（すなわち、差分画像データと描画情報）を通信制御部２１１に出力し、通信制御部２１１は、この画面変化情報をネットワーク通信機２５を制御してティーチペンダント１０に送信する。

（作用）
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のＣＰＵ負荷監視部１１９のＣＰＵ負荷監視処理及び制御部２０のＴＰ過負荷監視部２２０の処理を図２及び図３をそれぞれ参照して説明する。なお、説明の便宜上、ティーチペンダント１０が制御部２０に通信で接続された状態であるとして説明する。

（ＣＰＵ負荷監視処理）
図２は、ティーチペンダント１０のＣＰＵ１１が、ＣＰＵ負荷監視部１１９として定期的に行うＣＰＵ負荷監視処理のフローチャートである。

ＣＰＵ負荷監視部１１９は、Ｓ１０において、時間待ちを行い、Ｓ２０において、ＣＰＵ１１の負荷率（すなわち、ＣＰＵ負荷率）をＣＰＵ負荷測定部１１８から取得する。
Ｓ３０では、ＣＰＵ負荷監視部１１９は、今までのＣＰＵ１１の状態、すなわち、通常状態か過負荷状態であったかを第１の状態フラグに基づいて判定する。なお、第１の状態フラグは、ＣＰＵ１１でセット及びリセットされるフラグである。前記第１の状態フラグが、今までの状態が通常状態であるならば、ＣＰＵ負荷監視部１１９は、Ｓ４０に移行して、取得したＣＰＵ負荷率αが、第１閾値Ｔ１以上か否かを判定する。Ｓ４０で、ＣＰＵ負荷率αが、第１閾値Ｔ１未満であれば、ＣＰＵ負荷監視部１１９は、通常状態であると判定してこの負荷監視処理を一旦終了する。

ＣＰＵ負荷率αが第１閾値Ｔ１（例えば、Ｔ１を８０％とする）以上であれば、過負荷状態であると判断してＣＰＵ負荷監視部１１９は、Ｓ５０で過負荷警告を通信制御部１１３に出力し、Ｓ６０で第１の状態フラグを過負荷状態にセットして、この負荷監視処理を一旦終了する。

なお、Ｓ５０においては、通信制御部１１３は、過負荷警告をネットワーク通信機１５を制御して制御部２０に送信する。
一方、Ｓ３０において、ＣＰＵ負荷監視部１１９は、今までのＣＰＵ１１の状態が過負荷状態であった場合には、Ｓ７０に移行して、取得したＣＰＵ負荷率αが、第２閾値Ｔ２以下か否かを判定する。Ｓ７０で、ＣＰＵ負荷率αが、第２閾値Ｔ２を越えている場合には、ＣＰＵ負荷監視部１１９は、過負荷状態であると判定してこの負荷監視処理を一旦終了する。なお、第２閾値Ｔ２と第１閾値Ｔ１とは、Ｔ２＜Ｔ１の関係にある。例えば、第２閾値Ｔ２を６０％とする。

Ｓ７０において、ＣＰＵ負荷監視部１１９は、ＣＰＵ負荷率αが第２閾値Ｔ２以下の場合には、過負荷状態が解消して通常状態であると判断して、Ｓ８０で過負荷解除を通信制御部１１３に出力し、Ｓ９０で第１の状態フラグを通常状態にセットして、この負荷監視処理を一旦終了する。

このようにして、ＣＰＵ負荷監視部１１９は、ＣＰＵ１１の状態が通常状態か過負荷状態かを判定するとともに、いずれか一方の状態から他方の状態に変化した場合には、その旨を通信制御部１１３、ネットワーク通信機１５を介して制御部２０に送信する。

なお、第１閾値Ｔ１と第２閾値Ｔ２の両閾値を使用しているのは、両閾値間を不感帯として設けることにより、判定のハンチングを防止するためである。
（ＴＰ過負荷監視処理）
図３は、制御部２０のＣＰＵ２１が、ＴＰ過負荷監視部２２０として定期的に行うＴＰ過負荷監視処理のフローチャートである。

ＴＰ過負荷監視部２２０はＳ１１０において、受信待ちを行って、Ｓ１２０において、ティーチペンダント１０からの過負荷判定データ（すなわち、負荷状態）を受信する。ここでの過負荷判定データの受信とは、具体的には、ティーチペンダント１０からの過負荷警告、或いは過負荷解除の受信である。

Ｓ１３０では、ＴＰ過負荷監視部２２０は、今までのＣＰＵ１１の状態、すなわち、通常状態か過負荷状態であったかを、ＣＰＵ２１でセット又はリセットする第２の状態フラグに基づいて判定する。第２の状態フラグにより、今までの状態が通常状態を意味する場合、ＴＰ過負荷監視部２２０は、Ｓ１４０に移行して、受信したデータが過負荷警告か否かを判定する。Ｓ１４０で、受信したデータが過負荷警告でなければ、ＴＰ過負荷監視部２２０は、通常状態であると判定してこの負荷監視処理を一旦終了する。

受信したデータが過負荷警告の場合、ＴＰ過負荷監視部２２０は、Ｓ１５０で、画面監視部２１６に対して画像間引き指示を出力するとともに、圧縮展開部２１８に対して、高圧縮指示を出力し、Ｓ１６０で第２の状態フラグを過負荷状態にセットして、この処理を一旦終了する。

一方、Ｓ１３０において、ＴＰ過負荷監視部２２０は、第２の状態フラグにより、今までのＣＰＵ１１の状態が過負荷状態を意味する場合、Ｓ１７０に移行して、受信したデータが過負荷解除か否かを判定する。Ｓ１７０で、受信したデータが、過負荷解除でない場合には、ＴＰ過負荷監視部２２０は、この処理を一旦終了する。

Ｓ１７０において、ＴＰ過負荷監視部２２０は、受信したデータが過負荷解除である場合には、画面監視部２１６に対して画像間引き指示を解除するとともに、圧縮展開部２１８に対して、低圧縮指示を出力し、Ｓ１９０で第２の状態フラグを通常状態にセットして、この処理を一旦終了する。

従って、Ｓ１７０において、ＴＰ過負荷監視部２２０は、過負荷解除の場合には、Ｓ１８０に移行して、画面監視部２１６に「通常時の処理」を、圧縮展開部２１８に差分画像データの「低圧縮」を行わせる。この結果、画面監視部２１６の「ＴＰ過負荷時の処理」が無効化され、圧縮展開部２１８の「高圧縮」の処理が無効化される。

このように、ＴＰ過負荷監視部２２０は、ＣＰＵ１１の状態が通常状態か過負荷状態かを受信したデータ（すなわち、過負荷警告又は過負荷解除）に基づいて判定し、この判定に応じて、画面監視部２１６に「通常時の処理」又は「ＴＰ過負荷時の処理」を行わせ、圧縮展開部２１８に差分画像データの「高圧縮」又は「低圧縮」を行わせる。

この結果、ＣＰＵ１１が過負荷状態と判定された場合は、ティーチペンダント１０に送信された差分画像データは、トータル的にその画像データ量が少なくなる。このため、通信制御部１１３の画像データ受信部１１４に送出する画像データ量は少なくなり、又、圧縮展開部１１５では、圧縮された差分画像データの展開処理が軽減され、画面管理部１１６では、前記差分画像データとともに取得した描画情報と展開処理された差分画像データに基づいて画面を復元する処理が軽減される。

さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
（１） 本実施形態のロボット制御システム３０は、ティーチペンダント１０のＣＰＵ１１の負荷率を測定するＣＰＵ負荷測定部１１８（負荷率測定手段）と、負荷率に基づいてＣＰＵ１１の過負荷を判定するＣＰＵ負荷監視部１１９（過負荷判定手段）を備える。又、ロボット制御システム３０は、ＣＰＵ負荷監視部１１９の過負荷判定に応じて、ＣＰＵ１１の液晶ディスプレイ１７に対する表示制御を軽減するためにネットワーク通信機２５（第１通信手段）から送信される画像データ量を減少させる画面監視部２１６及び圧縮展開部２１８（画像データ量変更手段）を備える。

この結果、ティーチペンダント１０（可搬式操作部）のＣＰＵ１１が過負荷か否かの判定に応じてサーバーである制御部２０（制御装置）が転送する画像データ量を動的に調整することにより、ティーチペンダント１０のＣＰＵ１１の過負荷状態を抑制することができる。又、ティーチペンダント１０のＣＰＵ１１は、キーボード１６の入力操作における制御に集中でき操作性の悪化を防止できる。又、ティーチペンダント１０のＣＰＵ１１が過負荷状態になったときにも、表示制御の負荷を抑制するため、その結果、キー操作に起因したＣＰＵ１１の各種処理の効率が上がるため、キー情報の制御部２０に対する伝達が正確的、かつ定時的に処理が可能になり、ロボットの操作性を向上できる。

（２） 本実施形態のロボット制御システム３０では、ＣＰＵ負荷監視部１１９（過負荷判定手段）が過負荷判定した後、前記過負荷の判定を解除したときには、ＴＰ過負荷監視部２２０（無効化手段）が画面監視部２１６及び圧縮展開部２１８（画像データ量変更手段）を無効化する。このため、過負荷が判定が解除された後は、液晶ディスプレイ１７（表示手段）に表示される画像を過負荷判定される以前の画質に戻すことができる。

（３） 本実施形態のロボット制御システム３０では、画面監視部２１６（画像データ量変更手段）が、画像データを間引く画像データ間引き手段とされていることにより、ＣＰＵ１１が表示制御で扱う画像データを少なくすることができ、この結果、ティーチペンダント１０のＣＰＵ１１の過負荷状態を抑制することができる。

（４） 本実施形態のロボット制御システム３０では、圧縮展開部２１８（画像データ量変更手段）が、画像データを圧縮する圧縮手段としていることにより、ＣＰＵ１１が表示制御で扱う画像データ量を少なくすることができ、この結果、ティーチペンダント１０のＣＰＵ１１の過負荷状態を抑制することができる。

（５） 本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に、ＣＰＵ負荷測定部１１８（負荷率測定手段）と、ＣＰＵ負荷監視部１１９（過負荷判定手段）を備え、ネットワーク通信機１５（第２通信手段）から過負荷判定データ（すなわち、過負荷警告、或いは過負荷解除）を送信するようにした。この結果、ティーチペンダント１０に、ＣＰＵ負荷測定部１１８（負荷率測定手段）と、ＣＰＵ負荷監視部１１９（過負荷判定手段）を備え、ネットワーク通信機１５（第２通信手段）から過負荷判定データを送信するロボット制御システムにおいて、上記（１）〜（４）の効果を享受することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図４を参照して説明する。なお、第２実施形態のハード構成は、第１実施形態のハード構成と同じであり、ＣＰＵ１１、及びＣＰＵ２１の機能ブロック図の一部が異なる構成であるため、同一構成については同一符号を付し、異なる構成について説明する。

図４に示すように、第２実施形態では、第１実施形態の構成中、ＣＰＵ１１のＣＰＵ負荷監視部１１９が省略されて、その代わりに制御部２０のＣＰＵ２１にＣＰＵ負荷監視部２２１が設けられているところが異なっている。そして、ティーチペンダント１０のＣＰＵ負荷測定部１１８で測定されたＣＰＵ負荷率αは、通信制御部１１３によりネットワーク通信機１５を介して送信され、制御部２０では、ネットワーク通信機２５を介して受信して、通信制御部２１１により、ＣＰＵ負荷監視部２２１に出力される。ＣＰＵ負荷監視部２２１では、第１実施形態のＣＰＵ負荷監視部１１９が実行する図２のフローチャートと略同様に処理する。

又、第２実施形態において、第１実施形態と異なるステップとしては、図２のフローチャートにおいて、Ｓ１０に相当するステップで、時間待ちが、受信待ちになるところが異なり、又、Ｓ５０とＳ８０に相当するステップでは、過負荷警告及び過負荷解除の送信がＴＰ過負荷監視部２２０に対して送信されるところが異なる。又、ＣＰＵ負荷監視部２２１で操作する第１の状態フラグは、ＣＰＵ２１で操作することになる。

上記のように構成されたロボット制御システム３０では、下記の特徴がある。
（１） 本実施形態では、ロボット制御システム３０では、ティーチペンダント１０が、ＣＰＵ負荷測定部１１８（負荷率測定手段）を備えて、ネットワーク通信機１５（第２通信手段）が、負荷率をネットワーク通信機２５（第１通信手段）へ送信するようにした。又、制御部２０には、ネットワーク通信機２５（第１通信手段）が受信した負荷率に基づいて、ティーチペンダント１０のＣＰＵ１１（制御手段）の過負荷判定を行うＣＰＵ負荷監視部２２１（過負荷判定手段）を備えるようにした。

この結果、制御部２０に、ネットワーク通信機２５が受信した負荷率に基づいて、ＣＰＵ１１の過負荷判定を行うＣＰＵ負荷監視部２２１を備えるロボット制御システムにおいて、第１実施形態と同様の（１）〜（４）の効果を享受できる。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 前記各実施形態において、圧縮展開部２１８は、ＴＰ過負荷状態である旨の指示がある場合には、差分画像データを高圧縮する代わりに、不可逆圧縮を行うようにしてもよい。この場合、ティーチペンダント１０の圧縮展開部１１５では、不可逆圧縮された差分画像データを取得したとき、圧縮された差分画像で画面管理部１１６は画像を描画情報に基づいて復元する。

○ 前記各実施形態では、無線ＬＡＮでネットワークを構成したが、ネットワーク手段として有線ＬＡＮに代えてもよい。或いは単に無線でティーチペンダント１０と複数の制御部２０間を交信可能としてもよい。又、無線に換えて、赤外線通信、光通信、或いは磁気通信等のワイヤレスで行う伝送方式の非有線通信手段で構成してもよいことは勿論のことである。

○ 前記各実施形態では、表示手段を液晶ディスプレイ１７にて構成したが、液晶ディスプレイ１７に限定されるものではない。プラズマディスプレイや、有機ＥＬディスプレイや、ＣＲＴディスプレイとしてもよい。

○ 前記各実施形態では、画像データ量を減少するために、圧縮展開部２１８と画面監視部２１６を組み合わせたが、ＣＰＵ１１が過負荷状態となったときには、画面監視部２１６による画像間引きだけを行っても良く、或いは、圧縮展開部２１８による高圧縮のみを行うようにしてもよい。

本発明の第１実施形態のロボット制御システムの制御部とティーチペンダントのブロック図。 ティーチペンダントの過負荷監視部が実行するＣＰＵ負荷監視のフローチャート。 制御部のＴＰ過負荷監視部が実行するＣＰＵ負荷監視のフローチャート。 第２実施形態のロボット制御システムの制御部とティーチペンダントのブロック図。

符号の説明

１０…ティーチペンダント、１１…ＣＰＵ（制御手段）、
１５…ネットワーク通信機（第２通信手段）、
１７…液晶ディスプレイ（表示手段）、
２０…制御部、２１…ＣＰＵ、
２５…ネットワーク通信機（第１通信手段）、
１１８…ＣＰＵ負荷測定部（負荷率測定手段）、
１１９…ＣＰＵ負荷監視部（過負荷判定手段）、
２１５…画面生成部（画像生成手段）、
２１６…画面監視部（画像データ量変更手段、画像データ間引き手段）
２１８…圧縮展開部（画像データ量変更手段、圧縮手段）、
２２０…ＴＰ過負荷監視部（無効化手段）、
２２１…ＣＰＵ負荷監視部（過負荷判定手段）。

Claims (6)

1. 画像データを生成する画像生成手段と、前記画像データを送信するとともに教示データを受信する第１通信手段とを備え、前記教示データに基づいてロボットの制御を行うロボット制御用の制御部と、
   前記画像データを受信するとともに前記教示データを送信する第２通信手段と、表示手段と、前記画像生成手段が生成した画像データに基づいて前記表示手段を表示制御するとともに、前記表示制御を含む各種制御を行う制御手段とを備えた可搬式操作部とを備えたロボット制御システムにおいて、
   前記制御手段の負荷率を測定する負荷率測定手段と、
   前記負荷率に基づいて前記制御手段の過負荷を判定する過負荷判定手段と、
   前記過負荷判定手段の過負荷判定に応じて、前記制御手段の表示制御を軽減するために前記第１通信手段から送信される画像データ量を減少させる画像データ量変更手段を備えたことを特徴とするロボット制御システム。
2. 前記過負荷判定手段が過負荷判定した後、前記過負荷の判定を解除したときには、前記画像データ量変更手段を無効化する無効化手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記画像データ量変更手段が、画像データを間引く画像データ間引き手段であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロボット制御システム。
4. 前記画像データ量変更手段が、画像データを圧縮する圧縮手段であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロボット制御システム。
5. 前記可搬式操作部に、前記負荷率測定手段と、前記過負荷判定手段を備え、
   前記第２通信手段から過負荷判定データを送信することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載のロボット制御システム。
6. 前記可搬式操作部が、前記負荷率測定手段を備えて、前記第２通信手段が、前記負荷率を第１通信手段へ送信し、
   前記制御部には、第１通信手段が受信した前記負荷率に基づいて、前記制御手段の過負荷判定を行う前記過負荷判定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載のロボット制御システム。

Images