JP2018015817A - Robot system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ロボットシステムに関する。 The present disclosure relates to a robot system.
従来、ロボットを具備するロボットシステムにおいて、PC(Personal Computer)等のプログラム生成装置によって、ロボットに行わせる作業ごとのプログラムを生成してロボットコントローラ(RC:Robot Controller)に転送する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a robot system including a robot, a technique for generating a program for each operation to be performed by a robot by a program generation device such as a PC (Personal Computer) and transferring the program to a robot controller (RC) is known. (For example, refer to Patent Document 1).
一般的に、セル内において、作業者によって、ロボットによる被作業物や器具等の配置作業が完了し、セルのドアが閉められた後に、プログラム生成装置によって生成されたプログラムの転送を開始する必要があるため、ロボットによる作業を開始するまでに必要な時間が長くなってしまうという問題点があった。 Generally, it is necessary to start transfer of the program generated by the program generation device after the placement work of the workpieces and tools by the robot is completed and the door of the cell is closed in the cell. Therefore, there is a problem that it takes a long time to start the work by the robot.
そこで、本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、作業者の安全を確保しつつ、ロボットによる作業の準備時間を短縮することができるロボットシステムを提供することを目的とする。 Therefore, the present disclosure has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a robot system that can shorten the preparation time for work by the robot while ensuring the safety of the worker.
本開示の第1の特徴は、ロボットを制御するように構成されているロボットコントローラ及びプログラム生成装置を有するロボットシステムであって、プログラム実行開始指示の入力に応じて、プログラム実行開始可能条件が満たされているか否かについて判断するように構成されている判断部を具備しており、前記プログラム生成装置は、ユーザインターフェイスと、所定プログラムを生成するように構成されている生成部と、前記ユーザインターフェイスを介した転送開始指示の入力に応じて、前記ロボットコントローラに対して前記所定プログラムを転送するように構成されている転送部と、を具備しており、前記ロボットコントローラは、前記判断部によって前記プログラム実行開始可能条件が満たされていると判断された場合に、前記所定プログラムの実行を開始して前記ロボットを制御するように構成されている制御部と、を具備していることを要旨とする。 A first feature of the present disclosure is a robot system that includes a robot controller configured to control a robot and a program generation device, and satisfies a program execution start condition in response to an input of a program execution start instruction. A determination unit configured to determine whether or not the program is generated, and the program generation device includes a user interface, a generation unit configured to generate a predetermined program, and the user interface And a transfer unit configured to transfer the predetermined program to the robot controller in response to an input of a transfer start instruction via the robot controller. If it is determined that the program execution start condition is satisfied, Serial and a control unit that starts the execution of the predetermined program is configured to control the robot, and gist in that it comprises a.
本開示によれば、作業者の安全を確保しつつ、ロボットによる作業の準備時間を短縮することができるロボットシステムを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a robot system that can shorten the preparation time for work by the robot while ensuring the safety of the worker.
以下、図1〜図6を参照して、一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment will be described with reference to FIGS.
<ロボットシステムの構成>
最初に、図1〜図5を参照して、本実施形態に係るロボットシステム1の構成の一例について説明する。図1に示すように、本実施形態に係るロボットシステム1は、ロボット10と、ロボットコントローラ20と、プログラム生成装置30と、教示装置40と、PLC(Programmable Logic Controller)50とを具備している。
<Robot system configuration>
Initially, with reference to FIGS. 1-5, an example of a structure of the robot system 1 which concerns on this embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 1, the robot system 1 according to the present embodiment includes a
以下、本実施形態に係るロボットシステム1は、生物学的な実験作業を行うように構成されているケースを例に挙げて説明するが、他の用途に用いられるように構成されていてもよい。 Hereinafter, the robot system 1 according to the present embodiment will be described by taking a case configured to perform a biological experiment as an example, but may be configured to be used for other purposes. .
ロボット10は、検体や試薬を含む容器や器具等を把持して操作可能なハンド10Bが先端に設けられているアーム10Aを有するように構成されている。また、作業台4の上には、それぞれ検体や試薬や操作器具や実験作業用の装置(インキュベータや遠心分離器)等が作業者3の手によって所定の位置に予め配置されている。
The
図1の例では、ロボット10は、アーム10Aとして多関節アームを有する単腕型のロボットとして記載されているが、かかる構成に限定されることはなく、例えば、アーム10Aとして2本の多関節アームを有する双腕型のロボット等であってもよい。
In the example of FIG. 1, the
プログラム生成装置30は、図2に示すように、プロセッサ30Aと、メモリ30Bと、入出力部(I/O)30Cと、ストレージ30Dと、これらを相互に接続するバス30Eとを具備している。プロセッサ30Aは、メモリ30B及びストレージ30Dの少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、その実行結果に応じて入出力部30Cを介したデータの入出力を行う。また、生成された或いは外部から転送されたプログラムは、ストレージ30Dに格納される。この結果、プログラム生成装置30の様々な機能が実現される。図3に、これらの機能を仮想的なブロック(以下、機能ブロック)として表したものを示す。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、プログラム生成装置30は、機能ブロックとして、判断部31と、ユーザインターフェイス32と、生成部33と、転送部34とを具備している。
As illustrated in FIG. 3, the
判断部31は、プログラム実行開始指示の入力に応じて、プログラム実行開始可能条件が満たされているか否かについて判断するように構成されている。
The
かかるプログラム実行開始指示は、ロボットコントローラ20に対して所定プログラムの実行を開始するように指示するために、作業者3によって入力されるものである。かかるプログラム実行開始指示は、教示装置40に入力されてもよいし、ロボットコントローラ20に入力されてもよいし、プログラム生成装置30に入力されてもよい。また、所定プログラムは、ロボットコントローラ20によって実行され得るプログラムである。
Such a program execution start instruction is input by the
例えば、判断部31は、所定プログラムのプログラム生成装置30からロボットコントローラ20への転送が完了した場合に、プログラム実行開始可能条件が満たされていると判断するように構成されていてもよい。
For example, the
なお、本実施形態に係るロボットシステム1では、判断部31は、プログラム生成装置30内に設けられているが、プログラム生成装置30内に設けられずにロボットコントローラ20内に設けられていてもよい。
In the robot system 1 according to the present embodiment, the
ユーザインターフェイス32は、作業者3等のユーザに対するインターフェイスの役割を果たすように構成されている。例えば、ユーザインターフェイス32は、入出力部30Cによって構成されている。
The
生成部33は、ユーザインターフェイス32を介して入力された操作内容等に基づいて、上述の所定プログラムを生成するように構成されている。生成部33は、ロボットコントローラ20で実行され得る所定プログラムだけでなく、PLC50で実行され得る所定プログラムについても生成することができるように構成されている。
The
転送部34は、ユーザインターフェイス32を介した転送開始指示の入力に応じて、ロボットコントローラ20に対して所定プログラムを転送するように構成されている。
The
ロボットコントローラ20は、ロボット10を制御するように構成されており、図4に示すように、プロセッサ20Aと、メモリ20Bと、入出力部(I/O)20Cと、ストレージ20Dと、これらを相互に接続するバス20Eとを具備している。プロセッサ20Aは、メモリ20B及びストレージ20Dの少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、その実行結果に応じて入出力部20Cを介したデータの入出力を行う。この結果、ロボットコントローラ20の様々な機能が実現される。図5に、これらの機能を仮想的なブロック(以下、機能ブロック)として表したものを示す。
The
図5に示すように、ロボットコントローラ20は、機能ブロックとして、制御部22を具備している。ここで、上述の判断部31が、プログラム生成装置30内に設けられていない場合、ロボットコントローラ20は、上述の判断部31と同様の機能を具備する判断部21を具備するように構成されていてもよい。
As shown in FIG. 5, the
制御部22は、判断部21によってプログラム実行開始可能条件が満たされていると判断された場合に、所定プログラムの実行を開始してロボット10を制御するように構成されている。
The
なお、生物学的な実験作業は、溶接や簡易的な搬送作業等の産業用ロボットで主流となっている用途よりも、作業工程が複雑で且つ長大なものが多く、ロボットコントローラ20が実行するプログラムの容量が大きくなる傾向がある。このため、ロボットコントローラ20以外の制御機器(ここでは、プログラム生成装置30のメモリ30B又はストレージ30Dであるが、これらに限らない)に保存されたプログラムをロボットコントローラ20に転送するのに、相対的に転送時間が長くなる(数分〜数十分程度)。
Biological experimental work is more complicated and longer than the mainstream use in industrial robots such as welding and simple transfer work, and is executed by the
本実施形態の構成によれば、ロボット10による生物学的な実験作業を開始するための準備として検体や器具等の配置作業が完了する前に、所定プログラムの転送を開始することができるので、プログラムを転送することと並行して作業者が作業台4上の状態を調える作業を行うことができ、かかる準備を完了するまでに必要な時間を短縮することができる。一方、プログラム実行開始可能条件が満たされる前にロボットコントローラ20による所定プログラムの実行が開始されることがないので、作業者3の安全を確保することができる。
According to the configuration of the present embodiment, the transfer of the predetermined program can be started before the placement work of the specimen or the instrument is completed as preparation for starting the biological experiment work by the
また、本実施形態に係るロボットシステム1において、プログラム生成装置30の転送部34は、所定プログラムを分割して転送するように構成されていてもよい。
In the robot system 1 according to the present embodiment, the
かかる構成によれば、分割プログラムごとに実行する際に必要な準備の内容及びプログラム実行開始可能条件を決めておくことで、例えば、ロボット10の動きを伴わない分割プログラムの実行中に、次の分割プログラムを実行する際に必要な準備を行いつつ、次の分割プログラムの転送を行うことができるので、ロボットによる作業の準備時間の短縮、容易化及びミス防止を実現することができ、その結果、ロボット10及び人が共存した場合の人への負荷を減らすことが可能となる。
According to such a configuration, by determining the contents of preparation necessary for executing each divided program and the conditions for starting the program execution, for example, during the execution of the divided program without the movement of the
また、分割したプログラムのうち、転送が完了したものの実行と、残りの分割プログラムの転送とを並行して行なうことにより、プログラムの転送開始から、ロボット10が実際に動作を開始するまでの時間を短縮することができる。
In addition, by executing the divided program among the divided programs that have been transferred and transferring the remaining divided programs in parallel, the time from the start of the program transfer until the
特に、生物学的な実験作業の場合は、検体及び試薬の反応を待つためのポーズ時間が含まれる事が多く、ポーズまでの作業に相当するプログラムのみ分割して転送しておくことで、残りのプログラムの転送時間を確保することができる。 In particular, in the case of biological laboratory work, pause time is often included to wait for the reaction of the sample and reagent, and only the program corresponding to the work up to the pause is divided and transferred. The program transfer time can be secured.
また、本実施形態に係るロボットシステム1において、プログラム生成装置30の判断部31は、ロボットコントローラ20に対する所定プログラムの転送量が所定量に達した場合、プログラム実行開始可能条件が満たされていると判断するように構成されていてもよい。
In the robot system 1 according to the present embodiment, the
かかる構成によれば、所定プログラムの全てがロボットコントローラ20に転送する前に、ロボットコントローラ20による所定プログラムの開始準備(通常、ロボット10の動作を伴わない)を行うことができるため、セキュリティを確保しつつ、ロボットによる作業の準備時間を短縮することができる。
According to such a configuration, before the entire predetermined program is transferred to the
また、本実施形態に係るロボットシステム1において、ロボット10の設置場所の周囲に作業者3の侵入を禁止するためのセル2が設けられていてもよい。かかる構成によれば、作業者3等が、動作しているロボット10に近づいて事故が発生してしまうという事態を回避することができるので、セキュリティを確保した上で、ロボット10及び人の共存を実現することができる。
In the robot system 1 according to the present embodiment, a
ここで、本実施形態に係るロボットシステム1において、セル2は、開閉可能な出入口2Aと、出入口2Aを介してセル2内への作業者3の侵入を検知するセンサ2Bとを具備していてもよい。
Here, in the robot system 1 according to the present embodiment, the
かかる場合、ロボットコントローラ20の制御部22は、センサ2Bによってセル2内に作業者3がいると検知された場合には、ロボット10の動作を停止させるように構成されていてもよい。
In such a case, the
かかる構成によれば、作業者3等が、動作しているロボット10に近づいて事故が発生してしまうという事態を回避することができるので、セキュリティを確保した上で、ロボット10及び人の共存を実現することができる。
According to such a configuration, it is possible to avoid a situation in which the
なお、本実施形態に係るロボットシステム1において、プログラム生成装置30の判断部31は、所定プログラムのプログラム生成装置30からロボットコントローラ20への転送が完了した後、セル2の出入口2A(後述)が閉まっている場合に、プログラム実行開始可能条件が満たされていると判断するように構成されていてもよい。
In the robot system 1 according to the present embodiment, the
教示装置40は、ロボットコントローラ20に接続されている無線装置(図示せず)と通信可能に構成されている。作業者3は、かかる教示装置40を把持して操作することができる。ここで、教示装置40は、作業者3の操作に応じて、ロボットコントローラ20を介して、ロボット10を制御するように構成されている。なお、教示装置40は、「Teaching Pendant」や「Programing Pendant」等とも呼ばれている。
The
具体的には、教示装置40は、複数の操作キーや表示画面やイネーブリングスイッチ等を備えており、さらに、ロボットコントローラ20と同様に、非常停止スイッチを備えている。ここで、表示画面をタッチパネルとして、画面上に表示されたソフトウェアキーをタッチすることで操作キーと同等の機能を表示画面に持たせるようにしてもよい。
Specifically, the
なお、教示装置40は、デッドマンスイッチと呼ばれる機構を備えていてもよい。デッドマンスイッチは、作業者3が教示作業等の際に教示装置40を把持する箇所に設けられており、作業者3によってデッドマンスイッチが把持されている間のみ、教示装置40の操作が有効になるという特徴を有している。すなわち、作業者3が、意図せずに操作キーを押下した場合であっても、かかる操作キーの押下に基づく操作を無効とすることで、ロボット10が突然動作する等の危険を回避することができる。
The
PLC50は、シーケンス制御を行うことによって、ロボット10を制御することができるように構成されているマイクロコンピュータである。ロボットコントローラ20及びPLC50の各々で制御されるロボット10の動作については、任意に決定することができる。
The
<ロボットシステムの動作>
次に、図6を参照して、本実施形態に係るロボットシステム1の動作の一例について説明する。
<Robot system operation>
Next, an example of the operation of the robot system 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図6に示すように、ステップS1001において、作業者3が、プログラム生成装置30を操作することによって、ステップS1002において、プログラム生成装置30は、所定プログラムを生成する。
As shown in FIG. 6, the
ステップS1003において、作業者3が、プログラム生成装置30に対して、転送指示を入力すると、ステップS1004において、プログラム生成装置30は、ロボットコントローラ20に対して所定プログラムを転送する。
When the
ステップS1005において、ロボットコントローラ20は、作業者3によるプログラム実行開始指示の入力に応じて、プログラム実行開始可能条件が満たされているか否かについて判断し、プログラム実行開始可能条件が満たされているか否かについて判断した場合には、ステップS1006において、所定プログラムを実行することによってロボット10を制御する。
In step S1005, the
本実施形態に係るロボットシステム1によれば、作業者3の安全を確保しつつ、ロボット10による作業(例えば、生物学的な実験作業や薬剤の混合調製作業)の準備時間を短縮することができる。
According to the robot system 1 according to the present embodiment, it is possible to shorten the preparation time for work (for example, biological experiment work or drug mixture preparation work) by the
1…ロボットシステム
2…セル
2A…出入口
2B…センサ
3…作業者
4…作業台
10…ロボット
20…ロボットコントローラ
21…判断部
22…制御部
30…プログラム生成装置
31…判断部
32…ユーザインターフェイス
33…生成部
34…転送部
40…教示装置
50…PLC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (5)
プログラム実行開始指示の入力に応じて、プログラム実行開始可能条件が満たされているか否かについて判断するように構成されている判断部を具備しており、
前記プログラム生成装置は、
ユーザインターフェイスと、
所定プログラムを生成するように構成されている生成部と、
前記ユーザインターフェイスを介した転送開始指示の入力に応じて、前記ロボットコントローラに対して前記所定プログラムを転送するように構成されている転送部とを具備しており、
前記ロボットコントローラは、
前記判断部によって前記プログラム実行開始可能条件が満たされていると判断された場合に、前記所定プログラムの実行を開始して前記ロボットを制御するように構成されている制御部を具備している、ロボットシステム。 A robot system having a robot controller and a program generator configured to control a robot,
A determination unit configured to determine whether or not a condition for starting program execution is satisfied in response to an input of a program execution start instruction;
The program generation device includes:
A user interface;
A generator configured to generate a predetermined program;
A transfer unit configured to transfer the predetermined program to the robot controller in response to an input of a transfer start instruction via the user interface;
The robot controller is
A controller configured to start the execution of the predetermined program and control the robot when the determination unit determines that the condition for starting the program execution is satisfied; Robot system.
開閉可能な出入口と、
前記出入口を介して前記セル内への前記作業者の侵入を検知するセンサとを具備しており、
前記ロボットコントローラの前記制御部は、
前記センサによって前記セル内に前記作業者がいると検知された場合には、前記ロボットの動作を停止させるように構成されている、請求項3に記載のロボットシステム。 The cell is
A doorway that can be opened and closed;
A sensor for detecting the operator's entry into the cell through the doorway;
The controller of the robot controller is
The robot system according to claim 3, wherein the robot system is configured to stop the operation of the robot when the sensor detects that the worker is in the cell.
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JP2016145283A JP6583175B2 (en) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Robot system |
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JPH06161524A (en) * | 1992-11-18 | 1994-06-07 | Komatsu Ltd | Robot controller |
JP2003019688A (en) * | 2001-07-10 | 2003-01-21 | Shinba Iron Works Inc | Safety device of robot |
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JPH06161524A (en) * | 1992-11-18 | 1994-06-07 | Komatsu Ltd | Robot controller |
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