JP2015044281A - ロボット制御システム - Google Patents

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Abstract

【課題】ティーチペンダント(TP)とコントローラ(RC)とがそれぞれ複数存在している場合、通信を確立しているTPとRCのセットを容易に特定することができない。
【解決手段】TP10は、通信の接続先RCを確認するスイッチ52と、接続先が存在する場合にその旨を表示する非常停止スイッチ70と、接続先の特定処理等を行うCPU11を備える。CPU11は、スイッチ52の操作を検出して接続先RC10に対して確認指令を送信し、接続中の場合は非常停止スイッチ70を所定パターンで点灯させる。RC20は、制御対象のロボットRまたは接続先確認表示灯55を前記所定パターンと同一パターンで点灯させる。スイッチ52の操作に呼応して非常停止スイッチ70と接続先確認表示灯55とが、同時に点灯・消灯する。TP10がどのRC20と接続された状態にあるのかを確実に確認することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、ロボットコントローラと可搬式操作装置との間の通信にネットワーク通信技術を利用し、各種データを送受信するロボット制御システムに関するものである。
近年、ロボットを動作制御するロボットコントローラ(以下では単にコントローラという)と、ロボットを操作するための可搬式操作装置との間の通信を、IEEE802の規格に対応した有線LAN、無線LAN等のネットワーク通信技術により実現した産業用のロボット制御システムが提案されている。
特許文献1および2では、可搬式操作装置を複数のコントローラで使いまわすことを前提に、安全性を高める手段が開示されている。具体的には、可搬式操作装置から接続確認操作が行われると、コントローラに接続された確認表示灯を点灯させることによって、手元の可搬式操作装置がどのコントローラに接続されているのかを容易に識別することができる。
特開平5−127734号公報 特開2011−224775号公報
しかしながら、可搬式操作装置が複数台(例えば可搬式操作装置AおよびBの2台)、且つコントローラが可搬式操作装置の数以上(例えば2台以上)存在する生産ラインにおいては、可搬式操作装置AおよびBが両方ともいずれかのコントローラに接続された状態となる場合がある。このような状態で、特許文献2に記載の従来技術を使って可搬式操作装置AおよびBから同時に接続確認を行った場合、コントローラに接続された確認表示灯aおよびbが同時に点灯することになる。すなわち、確認表示灯をコントローラ側に設けるだけでは、可搬式操作装置がどのコントローラと接続されているのかを容易に把握することができない場合がある。また、ひとりの操作者がコントローラに接続された1台の可搬式操作装置Aから確認操作を行って確認表示灯aが点灯しているときに、別の操作者がコントローラに接続されていない可搬式操作装置Bから確認操作を行うと、接続されていないにも関わらず、確認表示灯aが点灯しているために、確認表示灯aに対応するコントローラに接続されているものと誤って認識してしまう可能性もある。
そこで、本発明は、1台の可搬式操作装置を複数のコントローラにつなぎ換えて使用する場合、可搬式操作装置とコントローラとの接続関係を容易に且つ確実に把握することができるロボット制御システムを提供することを目的とする。
上記問題点を解決するために、請求項1の発明は、
可搬式操作装置とネットワーク手段または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動作制御されるロボットを備えたロボット制御システムにおいて、
前記可搬式操作装置は、接続されているコントローラを確認するための接続先確認操作手段と、第1の報知手段と、前記接続先確認操作手段が操作されたことを検出し、ネットワーク手段または非有線通信手段を介して自身と接続関係が構築されているコントローラに対して接続先確認指令を送信するとともに、前記第1の報知手段を所定の動作パターンにより報知制御する第1の報知制御手段と、を備え、
前記コントローラは、前記接続先確認操作指令を受信すると、自身に接続された第2の報知手段を前記動作パターンと同一のパターンにより報知制御する第2の報知制御手段を備えたことを特徴とするロボット制御システムである。
請求項2の発明は、前記第1の報知手段は前記ロボットを停止するための非常停止スイッチであり、前記第2の報知手段は前記コントローラに対して必要最小限の制御指令を出力する操作ボックスであり、前記第2の報知制御手段は、前記接続先確認操作指令を受信すると前記非常停止スイッチの内部に設けられた第1発光体と、前記操作ボックスの内部に設けられた第2発光体とを同一の発光パターンで発光させ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である。
請求項3の発明は、前記第1の報知手段は前記ロボットを停止するための非常停止スイッチであり、前記第2の報知手段は前記ロボットを駆動する駆動源が通電状態であることを表示する動作警告灯であり、前記第2の報知制御手段は、前記接続先確認操作指令を受信すると前記非常停止スイッチの内部に設けられた第1発光体と、前記動作警告灯の内部に設けられた第3発光体とを同一の発光パターンで発光させ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である。
請求項4の発明は、前記第1の報知手段は前記可搬式操作装置に設けられた第1表示部であり、前記第2の報知手段は前記ロボットに対して必要最小限の制御信号を出力するための操作ボックスに設けられた第2表示部であり、前記第2の報知制御手段は、前記第1表示部および前記第2表示部に同一の識別情報を表示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である。
請求項5の発明は、前記動作パターンを設定するための設定手段を備えた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である。
本発明によれば、1台の可搬式操作装置を複数のコントローラにつなぎ換えて使用する場合、可搬式操作装置とコントローラとの接続関係を容易に且つ確実に把握することができる。
本発明に係るロボット制御システムの概略ブロック図 接続先確認スイッチの状態変化監視処理を説明するためのフローチャート ティーチペンダントの接続先確認表示処理を説明するためのフローチャート コントローラの接続先確認表示処理を説明するためのフローチャート
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係るロボット制御システム30の概略ブロック図である。ロボット制御システム30は、可搬式操作装置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ように構成されている。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。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、以下ではコントローラ20Aの構成について説明し、他のコントローラの説明を省略する。
また、説明の便宜上、以下の説明ではコントローラ20A〜20Cのいずれかを特定しない場合には、コントローラには20の符号を付す。同様に、ロボットR1〜R3のいずれかを特定しない場合には、ロボットにはRの符号を付す。
(1. ティーチペンダント10)
図1に示すように、ティーチペンダント10はCPU11、ROM12、RAM13、ハードディスク14、LANインタフェース15、キーボード16、液晶ディスプレイ17、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。CPU11は、接続先確認制御手段に相当する。
ティーチペンダント10のROM12には、ロボットR1の操作やコントローラ20との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。ハードディスク14には、各種制御プログラムの実行変数等が格納される。例えば、ティーチペンダント10のアドレス(TPIP140)や、ティーチペンダント10の識別情報(TPID141)等が格納されている。LANインタフェース15はコントローラ20との接続に使用される通信機である。有線・無線変換器18は、LANインタフェース15を介して出力されたデータを無線で送信したり、コントローラ20から無線送信されたデータを受信してLANインタフェース15に該データを出力する。
タイマ50は定期時刻ごとに同期信号を発生する。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。
また、ティーチペンダント10には、接続先確認スイッチ52および非常停止スイッチ70をさらに備えている。これらは、入出力ポート51を介して接続されており、接続先確認スイッチ52および非常停止スイッチ70のオンオフ操作の結果が入出力ポート51を介して入力される。入力結果はCPU11により監視されている。
接続先確認スイッチ52は、通信が確立しているコントローラ20を識別するためのスイッチであり、当該スイッチの開閉作動を監視するための回路が内部に設けられている。接続先確認スイッチ52は、接続先確認操作手段に相当する。なお、接続先確認スイッチ52の態様は一例を示しただけであり、キーボード16のいずれかのキーを接続先確認スイッチ52として機能させたり、液晶ディスプレイ17にアイコンスイッチを表示させる等の態様を採用しても良いことは言うまでもない。
非常停止スイッチ70は、ロボットRを緊急停止させるためのスイッチである。非常停止スイッチ70は、透明材質または半透明材質からなる押し込み式の操作部(図示せず)を有しており、その内部には発光体が設けられている。非常停止スイッチ70の発光体は、例えば赤色LEDから形成されており、非常停止スイッチ70が機能する状態のときは赤色に発光し、機能しない状態のときは消灯する。非常停止スイッチ70は、第1の報知手段に相当する。
(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、LANインタフェース25、タイマ26、サーボドライバ27および有線・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通知を行うための確認表示灯処理プログラム222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、確認表示灯処理プログラム222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。制御変数としては、例えば、コントローラ20のアドレス(コントローラIP242)や、接続先のティーチペンダント10の識別情報(接続先TPIP243)等が格納されている。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。LANインタフェース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。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。
本実施形態では、ティーチペンダント10のLANインタフェース15、有線・無線変換器18、コントローラ20AのLANインタフェース25、および有線・無線変換器28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LANインタフェース15,25間の交信が行われている。
コントローラ20には、さらに、接続先確認表示灯55と、この接続先確認表示灯55の点灯および消灯を行うための点灯回路54が設けられている。点灯回路54に設けられた接点54aをCPU21が入出力ポート53を介してオンオフ制御することにより、接続先確認表示灯55の点灯および消灯が可能である。接点54aは、例えば、スイッチングトランジスタからなる。なお、接続先確認表示灯55は、第2の報知手段に相当する。
(実施形態の作用)
さて、上記のように構成されたロボット制御システム30の作用を図2〜図4のフローチャートを参照しながら説明する。
なお、このフローチャートに示される処理は、各CPUにおいて、所定の制御周期毎(例えば、0.1sec毎)に実行される。
1) 接続先確認スイッチ52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、スイッチの状態変化監視処理プログラム124を実行する。図2(a)は接続先確認スイッチ52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。
同図のS11において、CPU11は入出力ポート51を介して、接続先確認スイッチ52が「開」または「閉」のどちらの状態にあるか、すなわち、操作者により接続先確認スイッチ52がオン操作されたか否かを監視する。なお、本実施形態では、接続先確認スイッチ52は非操作時には「閉」であるが、逆の「開」であってもよい。ティーチペンダント10のハードディスク14には、前回監視したときの接続先確認スイッチ52の「開」または「閉」の状態がスイッチ状態データ146(すなわち、前回の監視結果)として記憶されている。そして、CPU11は前回の監視結果と、今回の監視結果を比較することにより状態が変化したことを検知する(S12)。
仮に、接続先確認スイッチ52の状態に変化があったとき(すなわち、S12の判定がYesのとき)には、CPU11はROM12に格納された表示状態切替通知処理プログラム125を実行するとともに、ハードディスク14のスイッチ状態データ146を今回の監視結果に更新する。また、接続先確認スイッチ52の状態に変化がないとき(すなわち、S12の判定がNoのとき)には、CPU11はこのプログラムを一旦終了する。
このように、タイマ50より送られてくる接続先確認スイッチ52の状態変化監視処理プログラム124の実行タイミングは、通常0.1sec程度の間隔でサイクリックに発生するため、操作者が接続先確認スイッチ52の「開」、「閉」を繰り返す度に、スイッチ状態の変化を検知し、表示状態切替通知処理の実行を行うことが可能となる。
2) 表示状態切替通知処理
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。CPU11は表示状態切替通知処理プログラム125を起動した後、同図(b)のS21に示すように、LANインタフェース15を介して、接続先確認指令を接続先のコントローラ20に対して出力する。接続先確認指令とは、接続関係が構築されているコントローラ20を特定するための指令信号である。この接続先確認指令には、ハードディスク14に記憶されているスイッチ状態データ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、この接続先確認指令も、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。
次いでS22に示すように、CPU11は上記接続先確認指令の受信確認がコントローラ20から返信されたか否かを判定する。受信確認が返信されない場合(S22の判定がNoのとき)は、処理を終了する。受信確認が返信された場合(S22の判定がYesのとき)は、S23に移行する。
3) 接続先確認表示処理(非常停止スイッチ70内部の発光体点灯処理)
次に、S23で実行される接続先確認表示処理(具体的には、非常停止スイッチ70の内部に備えられた発光体の点灯処理)を図3に基づいて説明する。
CPU11はROM12に格納した確認表示処理プログラム126を起動した後、図3のS31に示すように、ハードディスク14に格納されているスイッチ状態データ146を読み出す。続くS32において、CPU11は、スイッチ状態データ146の開閉状態を判定する。スイッチ状態データ146が「閉」のとき(Yesの判定のとき)には、S33において非常停止スイッチ70内部の発光体を点灯させる。逆に、CPU11はスイッチ状態データ146が「開」のとき(Noの判定のとき)には、S34に移行して非常停止スイッチ70内部の発光体を消灯させる。
このようにして、操作者によって接続先確認スイッチ52がオンオフ操作されたときに、通信が確立しているコントローラ20が存在している場合は、非常停止スイッチ70(正しくは内部の発光体)が、接続先確認スイッチ52のオンオフ操作に呼応する形で点灯または消灯する。もちろん、接続先確認スイッチ52のオンオフ操作と非常停止スイッチ70の点灯/消灯は逆の論理で呼応させてもよい。
3) 接続先確認表示灯55のオンオフ処理
次に、コントローラ20で行われる接続先確認表示灯55のオンオフ処理を、図4に基づいて説明する。前記接続先確認指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、接続先確認指令を受け取ると、ROM22に格納した確認表示灯処理プログラム222を起動する。その後、同図のS41に示すように、当該命令にパラメータとして格納されているスイッチ状態データ146を読み出す。
続くS42において、CPU11はティーチペンダント10に対して受信確認を送信する。そして、S43において、CPU11はスイッチ状態データ146の開閉状態を判定する。スイッチ状態データ146が「閉」のとき(Yesの判定のとき)には、S44に移行し、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」にして、接続先確認表示灯55を点灯させる。逆に、スイッチ状態データ146が「開」のとき(Noの判定のとき)には、S45に移行し、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。
以上説明したように、接続先確認スイッチ52がオンオフ操作されると、それに呼応する形でティーチペンダント10の非常停止スイッチ70と、コントローラ20に接続された接続先確認表示灯55とが、点灯または消灯する。このように構成することにより、以下の効果を奏することができる。例えば、ティーチペンダント10が2台存在し、且つコントローラ20がティーチペンダント10の数以上の例えば5台存在するような生産ラインにおいては、ティーチペンダント10が2台ともいずれかのコントローラ20に接続された状態となる場合がある。このような状態であっても、接続先確認スイッチ52のオンオフ操作に呼応する形で、ティーチペンダント10の非常停止スイッチ70と、コントローラ20に接続された接続先確認表示灯55とが、同時に点灯または消灯する。すなわち、手元のティーチペンダント10がどのコントローラ20と接続された状態にあるのかを確実に確認することができる。つまり、ティーチペンダント10を複数のコントローラ20に繋ぎ換えて使用する場合において、ティーチペンダント10とコントローラ20との接続関係を容易に且つ確実に把握することができる。
上述した実施形態においては、接続先確認スイッチ52のオンオフ操作に呼応する形で、ティーチペンダント10の非常停止スイッチ70と、コントローラ20に接続された接続先確認表示灯55とを同時に点灯または消灯させるようにした。このようにする代わりに、接続先確認スイッチ52を一度オンにすると所定の動作パターンで同時に点灯制御するようにしても良い。例えば、点灯と消灯を所定間隔で5回ずつ繰り返すパターンや、1秒点灯後に2秒消灯を3回繰り返すパターンであってもよい。さらには、このような動作パターンをティーチペンダント10により自由に設定可能に構成しておくと、さらに良い。
また、上述した本実施形態においては、コントローラ20に接続先確認表示灯55を新たに設ける態様を示したが、接続先確認表示灯55を通常の設備により代用してもよい。すなわち、接続先確認表示灯55を、ロボットRを駆動するモータが通電状態であることを示す動作警告灯や、コントローラ20に対して必要最小限の制御指令を出力するための操作ボックスと呼ばれる装置で代用するように構成してもよい。操作ボックスには、通常、再生運転を開始するための起動ボタン、停止させるための停止ボタン等が備えられており、各ボタンの内部には発光体が設けられている。接続先確認表示灯55として操作ボックスを使用する場合は、非常停止スイッチ70と、操作ボックスのいずれかのボタンとを上述した動作パターンで同期して発光させるようにすることにより、上述した実施形態と同様の効果を奏することができる。あるいは、ティーチペンダント10側の接続先確認表示手段を非常停止スイッチ70とし、コントローラ20側の接続先確認表示手段を動作警告灯としても良い。この場合は、非常停止スイッチ70と動作警告灯とを、上述した動作パターンで同期して発光させるようにすることにより、同様の作用効果を奏することができる。また、ティーチペンダント10を充電するための充電装置にLED等の表示部が備えられている場合は、これを接続先確認表示灯55としてもよい。この場合は、充電装置をコントローラ20に接続して各種信号を送受信可能に構成しておく。そして、ティーチペンダント10の非常停止スイッチ70と充電装置に備えられたLED等の表示部とを上述した動作パターンで同期して発光させるようにすることにより、同様の作用効果を奏す
あるいは、ティーチペンダント10側の接続先確認表示手段を液晶ディスプレイ17とし、コントローラ20側の接続先確認表示手段を上記操作ボックスに設けた表示部としても良い。この場合は、液晶ディスプレイ17と表示部とに、同一の識別番号(上述した接続先コントローラIP145等)を同時に表示することにより、同様の作用効果を奏することができる。
あるいは、上述した形態(発光体を発光制御したり表示部を表示制御したりする形態)に変えて、あるいはこれに加えて、音声制御を採用しても良い。この場合は、ティーチペンダント10およびコントローラ20のそれぞれに音声出力部を備え(あるいは接続し)、これらに同一の音声やメロディ等を出力させるようにすることで、上述した作用効果を
10 ティーチペンダント
11 CPU
12 ROM
13 RAM
14 ハードディスク
15 LANインタフェース
16 キーボード
17 液晶ディスプレイ
18 有線・無線変換器
19 バス
20 コントローラ
21 CPU
22 ROM
23 RAM
24 ハードディスク
26 タイマ
27 サーボドライバ
28 有線・無線変換器
29 バス
30 ロボット制御システム
50 タイマ
51 入出力ポート
52 接続先確認スイッチ
53 入出力ポート
54 点灯回路
54a 接点
55 接続先確認表示灯
70 非常停止スイッチ
124 状態変化監視処理プログラム
125 表示状態切替通知処理プログラム
126 確認表示処理プログラム
140 TPIP
141 TPID
145 接続先コントローラIP
146 スイッチ状態データ
222 確認表示灯処理プログラム
242 コントローラIP
243 接続先TPIP

Claims (5)

  1. 可搬式操作装置とネットワーク手段または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動作制御されるロボットを備えたロボット制御システムにおいて、
    前記可搬式操作装置は、接続されているコントローラを確認するための接続先確認操作手段と、第1の報知手段と、前記接続先確認操作手段が操作されたことを検出し、ネットワーク手段または非有線通信手段を介して自身と接続関係が構築されているコントローラに対して接続先確認指令を送信するとともに、前記第1の報知手段を所定の動作パターンにより報知制御する第1の報知制御手段と、を備え、
    前記コントローラは、前記接続先確認操作指令を受信すると、自身に接続された第2の報知手段を前記動作パターンと同一のパターンにより報知制御する第2の報知制御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. 前記第1の報知手段は前記ロボットを停止するための非常停止スイッチであり、
    前記第2の報知手段は前記コントローラに対して必要最小限の制御指令を出力する操作ボックスであり、
    前記第2の報知制御手段は、前記接続先確認操作指令を受信すると前記非常停止スイッチの内部に設けられた第1発光体と、前記操作ボックスの内部に設けられた第2発光体とを同一の発光パターンで発光させ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. 前記第1の報知手段は前記ロボットを停止するための非常停止スイッチであり、
    前記第2の報知手段は前記ロボットを駆動する駆動源が通電状態であることを表示する動作警告灯であり、
    前記第2の報知制御手段は、前記接続先確認操作指令を受信すると前記非常停止スイッチの内部に設けられた第1発光体と、前記動作警告灯の内部に設けられた第3発光体とを同一の発光パターンで発光させ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. 前記第1の報知手段は前記可搬式操作装置に設けられた第1表示部であり、
    前記第2の報知手段は前記ロボットに対して必要最小限の制御信号を出力するための操作ボックスに設けられた第2表示部であり、
    前記第2報知制御手段は、前記接続先確認操作指令を受信すると前記第1表示部および前記第2表示部に同一の識別情報を表示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。
  5. 前記動作パターンを設定するための設定手段を備えた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。
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