JP2018176340A - 産業用ロボットの制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザ側で産業用ロボットの停止方法を簡単に変更できるようにする。【解決手段】産業用ロボットを制御する制御装置１１のＩ／Ｏ１２の複数の入力信号の状態を監視する監視部と、入力信号毎に入力信号が正常な状態から切り替わったときの産業用ロボットの停止・動作方法としてオペレータが選択可能な複数種類の停止・動作方法を表示する表示部２１と、この表示部２１に表示された入力信号毎の複数種類の停止・動作方法の中から産業用ロボットの停止・動作方法をオペレータが入力信号毎に選択する入力部２２（選択部）とを備えた構成とする。制御装置１１は、Ｉ／Ｏ１２の複数の入力信号の監視結果に基づいていずれかの入力信号が正常な状態から切り替わったと判断したときに当該入力信号についてオペレータが選択した停止・動作方法で産業用ロボットを停止又は動作させる。【選択図】図１

Description

本明細書は、産業用ロボットを制御する制御装置のＩ／Ｏの入力信号の状態を監視して産業用ロボットを動作又は停止させる産業用ロボットの制御システムに関する技術を開示したものである。

例えば、特許文献１（特開平８−１０６３１９号公報）に記載されたロボットの制御方法は、ロボットが現在位置から経由点に達するまでにロボットのコントローラに周辺機器から入力信号が入力された場合には、ロボットを経由点で停止させずに経由点を通過させて目標位置へ到達させるようにしているが、ロボットが経由点に達するまでにロボットのコントローラに周辺機器から入力信号が入力されなかった場合には、ロボットを経由点で停止させるようにしている。

特開平８−１０６３１９号公報

上記特許文献１の構成では、ロボットが経由点に達するまでにロボットのコントローラに周辺機器から入力信号が入力されなかった場合に、ロボットを経由点で停止させるようにしているため、ロボットが経由点に達する前に周辺機器が異常になって信号が出力されなくなった場合でも、ロボットを常に経由点に到達させてから停止させるようにしている。しかし、周辺機器の種類によっては、安全上や不良品製造防止等の観点から、周辺機器の異常時にロボットを即座に停止させる必要がある場合も考えられるが、この場合でも、ロボットが経由点まで動いてしまい、安全上や不良品製造防止等の要求を満たすことができない。

ところで、ロボットのコントローラに入力される入力信号としては、周辺機器から出力される信号の他に、ロボットの動作状態やロボットの周辺の状況を検出する様々なセンサ、スイッチ、カメラ等から出力される信号が考えられる。これら複数の入力信号のうちの一部の入力信号が異常又は入力されない状態になっても、ロボットが正常に動作可能であれば、停止させることなく動作を継続させても良い場合も考えられる。また、入力信号の種類によっては異常又は入力されない場合に、安全上や不良品製造防止等の観点から、ロボットを即時に停止させたり、所定状態になるまで動作させてから停止させることが望ましい場合も考えられる。また、ロボットが行う作業内容に応じてロボットの停止方法を変更することが望ましい場合もある。このため、ユーザ側のロボットの使用方法やユーザ側の要求等に応じてロボットのメーカ側がロボットの停止方法を変更するプログラムを作成することで、ユーザ側のロボットの停止方法の変更に個別に対応するようにしていた。

しかし、この場合、ユーザ側のロボットの停止方法の変更に個別に対応するプログラムをロボットのメーカ側で作成しなければならず、メーカ側のプログラム作成工数が大幅に増大して、メーカ側のプログラム作成のためのコストが増大するという欠点があった。

上記課題を解決するために、産業用ロボットを制御する制御装置のＩ／Ｏの複数の入力信号の状態を監視して前記産業用ロボットを動作又は停止させる産業用ロボットの制御システムであって、前記Ｉ／Ｏの複数の入力信号の状態を監視する監視部と、前記Ｉ／Ｏの入力信号毎に入力信号が正常な状態から切り替わったときの前記産業用ロボットの停止・動作方法としてオペレータが選択可能な複数種類の停止・動作方法を表示する表示部と、前記表示部に表示された入力信号毎の前記複数種類の停止・動作方法の中から前記産業用ロボットの停止・動作方法をオペレータが入力信号毎に選択する選択部とを備え、前記制御装置は、前記監視部の監視結果に基づいていずれかの入力信号が正常な状態から切り替わったと判断したときに当該入力信号について前記選択部で選択された停止・動作方法で前記産業用ロボットを停止又は動作させるようにしたものである。

この構成では、制御装置のＩ／Ｏの入力信号毎に入力信号が正常な状態から切り替わったときの産業用ロボットの停止・動作方法としてオペレータが選択可能な複数種類の停止・動作方法を表示部に表示して、表示部に表示された入力信号毎の複数種類の停止・動作方法の中から産業用ロボットの停止・動作方法をオペレータが入力信号毎に選択するように構成したので、Ｉ／Ｏの入力信号毎に入力信号が正常な状態から切り替わったときの産業用ロボットの停止・動作方法をユーザ側のオペレータが選択することができる。これにより、ユーザ側の産業用ロボットの停止方法の変更に個別に対応するプログラムを産業用ロボットのメーカ側で作成する必要がなくなり、その分、メーカ側のプログラム作成工数を削減できて、メーカ側のコストを低減できる。

この場合、オペレータが選択可能な複数種類の停止・動作方法としては、少なくとも、産業用ロボットを即時に停止させる「即時停止」、所定状態になるまで動作させてから停止させる「非即時停止」、停止させずに動作を継続する「停止無し」の３種類の停止・動作方法を含むようにすれば良い。

ここで、「非即時停止」は、複数種類の停止方法に細分化しても良く、例えば、実行中のサイクルが終了するまで動作させてから停止させる「サイクル停止」と、所定の退避位置まで動作させてから停止させる「退避後停止」の２種類の停止方法に細分化しても良い。ここで、所定の退避位置とは、例えば、安全性を確保できる位置や、停止後の復旧が容易な位置等である。

更に、前記制御装置は、前記監視部の監視結果に基づいて産業用ロボットを停止させた場合に当該停止の原因となった入力信号の信号名を前記表示部に表示するようにしても良い。このようにすれば、産業用ロボットが停止したときに、その停止の原因となった入力信号の信号名をオペレータが表示部の表示から容易に知ることができ、産業用ロボットの停止の原因が分かりやすい。

また、前記制御装置は、前記オペレータが停止・動作方法を選択しなかった入力信号が存在すれば、その入力信号については前記産業用ロボットのメーカが推奨する停止・動作方法を自動選択するようにしても良い。このようにすれば、オペレータが停止・動作方法を選択しなかった入力信号が存在する場合でも、その入力信号が正常な状態から切り替わったときに、産業用ロボットのメーカが推奨する停止・動作方法で産業用ロボットを停止又は動作させることができる。

図１は一実施例を示す産業用ロボットの制御システムの構成を示すブロック図である。 図２は入力信号毎にオペレータが選択可能な複数種類の停止・動作方法を表示部に表示する一例を示す図である。 図３は入力信号毎にオペレータが選択した停止・動作方法を表示部に表示した一例を示す図である。 図４は入力信号が正常な状態「Ｈｉ」から異常又は入力されない状態「Ｌｏｗ」に切り替わったときに産業用ロボットを即時に停止させる「即時停止」を実行する例を説明するタイムチャートである。 図５は入力信号が正常な状態「Ｈｉ」から異常又は入力されない状態「Ｌｏｗ」に切り替わったときに産業用ロボットを所定状態になるまで動作させてから停止させる「非即時停止」を実行する例を説明するタイムチャートである。 図６は入力信号が正常な状態「Ｈｉ」から異常又は入力されない状態「Ｌｏｗ」に切り替わったときに産業用ロボットを停止させずに動作を継続する「停止無し」を実行する例を説明するタイムチャートである。 図７は入力信号監視プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図８は停止・動作制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、一実施例を説明する。
まず、図１に基づいて産業用ロボットの制御システムの構成を説明する。

産業用ロボットは、例えば、垂直多関節ロボット、水平多関節ロボット、パラレルリンクロボット、直交ロボット等のいずれかである。この産業用ロボットの制御装置１１は、コンピュータを主体として構成され、Ｉ／Ｏ１２と、図示はしないが、ＣＰＵと、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶媒体（図示せず）等を備えて構成されている。この制御装置１１のＩ／Ｏ１２に入力される入力信号としては、周辺機器１３から出力される信号の他に、産業用ロボットの動作状態や産業用ロボットの周辺の状況を検出する様々なセンサ１４、スイッチ１５、カメラ１６等から出力される信号がある。その他、制御装置１１のＩ／Ｏ１２には、産業用ロボットの駆動源となるモータ１７の回転角度を検出するエンコーダ１８から出力される信号も入力される。尚、図１には、周辺機器１３、センサ１４、スイッチ１５、カメラ１６、エンコーダ１８が、それぞれ１個ずつしか記載されていないが、それぞれ複数個存在しても良いことは言うまでもない。

制御装置１１のＩ／Ｏ１２には、各種情報を表示する表示部２１と、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力部２２と、後述する図７、図８のプログラム等の各種制御プログラムやユーザ側のオペレータがＩ／Ｏ１２の入力信号毎に選択した停止・動作方法等の各種データを記憶したハードディスク装置等の記憶部２３が接続されている。

表示部２１は、オペレータが入力部２２を操作して停止・動作方法選択画面に切り替えると、Ｉ／Ｏ１２の入力信号毎に入力信号が正常な状態「Ｈｉ」から異常又は入力されない状態「Ｌｏｗ」に切り替わったときの産業用ロボットの停止・動作方法としてオペレータが選択可能な複数種類の停止・動作方法をプルダウンメニュー２４（図２参照）等で表示するようになっている。

本実施例では、図２に示すように、表示部２１の停止・動作方法選択画面には、Ｉ／Ｏ１２の入力信号毎に「Ｉ／Ｏポートアドレス」と「入力信号の信号名」と「停止・動作方法」の一覧表が表示される。この一覧表が表示部２１の画面の１ページに収まらない場合は、複数のページにわたって表示される。更に、入力信号毎に「停止・動作方法」のセル２５の右側に、プルダウンメニュー２４を開くボタン２６が表示され、オペレータが入力部２２のマウス等でボタン２６を操作すると、当該入力信号について選択可能な複数種類の停止・動作方法が表示されたプルダウンメニュー２４が開かれた状態になる。

入力部２２は、プルダウンメニュー２４に表示された入力信号毎の複数種類の停止・動作方法の中から産業用ロボットの停止・動作方法をオペレータが入力信号毎に選択する選択部として機能する。具体的な操作方法は、プルダウンメニュー２４に表示された複数種類の停止・動作方法の中からいずれか１つの停止・動作方法をオペレータが入力部２２のマウス等で選択すると、選択した停止・動作方法が「停止・動作方法」のセル２５に表示される（図３参照）。これにより、１つの入力信号についての停止・動作方法の選択が終了する。以後、オペレータは、他の入力信号についても、同様に操作して、プルダウンメニュー２４に表示された複数種類の停止・動作方法の中からいずれか１つの停止・動作方法を選択すれば良い。オペレータが選択した入力信号毎の停止・動作方法のデータは、記憶部２３に保存される。オペレータが選択した入力信号毎の停止・動作方法は、上述した操作により何回でも変更可能であり、その変更の都度、記憶部２３の記憶データが書き替えられる。

尚、「停止・動作方法」のセル２５は、停止・動作方法が未選択の場合は、空欄としても良いが、産業用ロボットのメーカが推奨する停止・動作方法を自動選択して表示するようにしても良い。後者の場合は、オペレータが停止・動作方法を選択しなかった入力信号が存在しても、その入力信号が正常な状態「Ｈｉ」から異常又は入力されない状態「Ｌｏｗ」に切り替わったときに、産業用ロボットのメーカが推奨する停止・動作方法で産業用ロボットを停止又は動作させることができる。

制御装置１１は、後述する図７の入力信号監視プログラムを実行することでＩ／Ｏ１２の複数の入力信号の状態を監視する監視部としても機能し、その監視結果に基づいていずれかの入力信号が正常な状態「Ｈｉ」から異常又は入力されない状態「Ｌｏｗ」に切り替わったと判断したときに、後述する図８の停止・動作制御プログラムを実行することで、当該入力信号についてオペレータが選択した停止・動作方法で産業用ロボットを停止又は動作させるようにしている。

この場合、オペレータが選択可能な複数種類の停止・動作方法としては、少なくとも、図４に示すように、入力信号のＨｉ→Ｌｏｗ切り替わり時に産業用ロボットを即時に停止させる「即時停止」、図５に示すように、入力信号のＨｉ→Ｌｏｗ切り替わり時に産業用ロボットを所定状態になるまで動作させてから停止させる「非即時停止」、図６に示すように、入力信号のＨｉ→Ｌｏｗ切り替わり時でも、産業用ロボットを停止させずに動作を継続する「停止無し」の３種類の停止・動作方法を含むようにすれば良い。

ここで、「非即時停止」は、複数種類の停止方法に細分化しても良く、例えば、実行中のサイクルが終了するまで動作させてから停止させる「サイクル停止」と、所定の退避位置まで動作させてから停止させる「退避後停止」の２種類の停止方法に細分化しても良い。ここで、所定の退避位置とは、例えば、安全性を確保できる位置や、停止後の復旧が容易な位置等である。

尚、オペレータが選択可能な停止・動作方法の種類は、Ｉ／Ｏ１２の全ての入力信号について同じであっても良いし、入力信号毎に選択可能な停止・動作方法の種類を個別に決めるようにしても良い。

更に、制御装置１１は、入力信号の監視結果に基づいて産業用ロボットを停止させた場合に当該停止の原因となった入力信号の信号名を表示部２１に表示するようにしている。このようにすれば、産業用ロボットが即時停止又は非即時停止したときに、その停止の原因となった入力信号の信号名をオペレータが表示部２１の表示から容易に知ることができ、産業用ロボットの停止の原因が分かりやすい。

以上説明した本実施例の産業用ロボットの停止・動作の制御は、制御装置１１によって図７及び図８の各プログラムに従って実行される。以下、各プログラムの処理内容を説明する。

［入力信号監視プログラム］
図７の入力信号監視プログラムは、制御装置１１の電源オン中に制御装置１１によって繰り返し実行され、Ｉ／Ｏ１２の複数の入力信号の状態を監視する監視部としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、今回の監視対象となる入力信号のＩ／ＯポートアドレスＮを初期値（図２、図３の例では「Ｘ０００」）にセットする。

この後、ステップ１０２に進み、今回の監視対象の入力信号がＨｉ→Ｌｏｗに切り替わったか否かを判定して、Ｈｉ→Ｌｏｗに切り替わっていないと判定されれば、ステップ１０５へ進み、今回の監視対象の入力信号のＩ／ＯポートアドレスＮが最大値であるか否かで、Ｉ／Ｏ１２の全ての入力信号の監視が一巡したか否かを判定する。その結果、今回の監視対象の入力信号のＩ／ＯポートアドレスＮが最大値ではない、つまりＩ／Ｏ１２の全ての入力信号の監視が一巡していないと判定されれば、ステップ１０６に進み、入力信号のＩ／ＯポートアドレスＮをインクリメントして、次のＩ／ＯポートアドレスＮの入力信号を監視対象とし、ステップ１０２に戻って、次のＩ／ＯポートアドレスＮの入力信号がＨｉ→Ｌｏｗに切り替わったか否かを判定する。

以上のようにして、Ｉ／Ｏ１２の全ての入力信号を順番に監視して、いずれかの入力信号がＨｉ→Ｌｏｗに切り替わったと判定されれば、ステップ１０３に進み、後述する図８の停止・動作制御プログラムを実行して、当該入力信号についてオペレータが選択した停止・動作方法で産業用ロボットを停止又は動作させる。

この後、ステップ１０４に進み、後述する図８の停止・動作制御プログラムで「停止無し」と判定されたか否かを判定する。その結果、「停止無し」と判定されなかった場合、つまり「即時停止」又は「非即時停止」と判定されている場合には、産業用ロボットが停止して入力信号の監視が不要となるため、本プログラムの処理も終了する。

これに対し、上記ステップ１０４で、「停止無し」と判定された場合には、産業用ロボットの動作が継続するため、ステップ１０５に進み、今回の監視対象の入力信号のＩ／ＯポートアドレスＮが最大値であるか否かで、Ｉ／Ｏ１２の全ての入力信号の監視が一巡したか否かを判定する。その結果、今回の監視対象の入力信号のＩ／ＯポートアドレスＮが最大値である、つまりＩ／Ｏ１２の全ての入力信号の監視が一巡したと判定されれば、上記ステップ１０１に戻り、今回の監視対象となる入力信号のＩ／ＯポートアドレスＮを初期値にリセットして、次のステップ１０２で、今回の監視対象の入力信号がＨｉ→Ｌｏｗに切り替わったか否かを判定する。以後、上述した処理を繰り返すことで、産業用ロボットの動作中にＩ／Ｏ１２の全ての入力信号を順番に監視して、いずれかの入力信号がＨｉ→Ｌｏｗに切り替わったと判定された時点で、ステップ１０３に進んで、図８の停止・動作制御プログラムを実行する。

［図８の停止・動作制御プログラム］
図８の停止・動作制御プログラムは、制御装置１１によって図７の入力信号監視プログラムのステップ１０３で実行されるサブルーチンである。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、Ｈｉ→Ｌｏｗに切り替わった入力信号について選択されている停止・動作方法を記憶部２３から読み込む。

この後、ステップ２０２に進み、停止・動作方法として「即時停止」が選択されているか否かを判定し、「即時停止」が選択されていると判定されれば、ステップ２０３に進み、図４に示すように、入力信号のＨｉ→Ｌｏｗ切り替わり時に産業用ロボットを即時に停止させる「即時停止」を実行する。そして、次のステップ２０４で、「即時停止」の原因となった入力信号の信号名を表示部２１に表示して、本プログラムを終了する。この入力信号の信号名の表示は、どの様な表示態様で行っても良く、例えば、図３に示す一覧表において、「即時停止」の原因となった入力信号の信号名を、他の表示と異なる表示態様（例えば反転表示、表示色の変更、点滅表示等）で際立たせて表示するようにしても良いし、別の画面に切り替えて「即時停止」の原因となった入力信号の信号名を表示しても良い。

一方、上記ステップ２０２で、「即時停止」が選択されていないと判定されれば、ステップ２０５に進み、「非即時停止」が選択されているか否かを判定し、「非即時停止」が選択されていると判定されれば、ステップ２０６に進み、図５に示すように、入力信号のＨｉ→Ｌｏｗ切り替わり時に所定状態になるまで動作させてから停止させる「非即時停止」を実行する。本実施例では、「非即時停止」は、実行中のサイクルが終了するまで動作させてから停止させる「サイクル停止」、又は、所定の退避位置まで動作させてから停止させる「退避後停止」である。そして、次のステップ２０４で、「非即時停止」の原因となった入力信号の信号名を表示部２１に表示して、本プログラムを終了する。この入力信号の信号名の表示も、どの様な表示態様で行っても良い。

一方、上記ステップ２０５で、「非即時停止」が選択されていないと判定されれば、ステップ２０８に進み、「停止無し」が選択されていると判定して、本プログラムを終了する。この場合は、図６に示すように、入力信号のＨｉ→Ｌｏｗ切り替わり時でも、産業用ロボットを停止させずに動作を継続する。

以上説明した本実施例では、制御装置１１のＩ／Ｏ１２の入力信号毎に入力信号が正常な状態から切り替わったときの産業用ロボットの停止・動作方法としてオペレータが選択可能な複数種類の停止・動作方法を表示部２１に表示して、表示部２１に表示された入力信号毎の複数種類の停止・動作方法の中から産業用ロボットの停止・動作方法をオペレータが入力信号毎に選択するように構成したので、Ｉ／Ｏ１２の入力信号毎に入力信号が正常な状態から切り替わったときの産業用ロボットの停止・動作方法をユーザ側のオペレータが選択することができる。これにより、ユーザ側の産業用ロボットの停止方法の変更に個別に対応するプログラムを産業用ロボットのメーカ側で作成する必要がなくなり、その分、メーカ側のプログラム作成工数を削減できて、メーカ側のコストを低減できる利点がある。

尚、本実施例では、入力信号が正常な状態を「Ｈｉ」とし、異常又は入力されない状態を「Ｌｏｗ」としたが、これとは反対の関係であっても良い。

また、本実施例では、オペレータが選択可能な複数種類の停止・動作方法をプルダウンメニュー２４で表示するようにしたが、これ以外の表示態様を用いても良い。例えば、入力信号毎の「停止・動作方法」のセル２５にオペレータが選択可能な複数種類の停止・動作方法を横並びに表示するようにしても良い。

その他、本発明は、産業用ロボットの制御システムのハードウエア構成を変更したり、図７、図８のプログラムの処理手順を変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１１…制御装置（監視部）、１２…Ｉ／Ｏ、１３…周辺機器、１４…センサ、１５…スイッチ、１６…カメラ、１８…エンコーダ、２１…表示部、２２…入力部（選択部）、２３…記憶部

Claims (5)

1. 産業用ロボットを制御する制御装置のＩ／Ｏの複数の入力信号の状態を監視して前記産業用ロボットを動作又は停止させる産業用ロボットの制御システムであって、
   前記Ｉ／Ｏの複数の入力信号の状態を監視する監視部と、
   前記Ｉ／Ｏの入力信号毎に入力信号が正常な状態から切り替わったときの前記産業用ロボットの停止・動作方法としてオペレータが選択可能な複数種類の停止・動作方法を表示する表示部と、
   前記表示部に表示された入力信号毎の前記複数種類の停止・動作方法の中から前記産業用ロボットの停止・動作方法をオペレータが入力信号毎に選択する選択部とを備え、
   前記制御装置は、前記監視部の監視結果に基づいていずれかの入力信号が正常な状態から切り替わったと判断したときに当該入力信号について前記選択部で選択された停止・動作方法で前記産業用ロボットを停止又は動作させる、産業用ロボットの制御システム。
2. 前記オペレータが選択可能な複数種類の停止・動作方法は、少なくとも、前記産業用ロボットを即時に停止させる「即時停止」、所定状態になるまで動作させてから停止させる「非即時停止」、停止させずに動作を継続する「停止無し」の３種類の停止・動作方法を含む、請求項１に記載の産業用ロボットの制御システム。
3. 前記非即時停止は、実行中のサイクルが終了するまで動作させてから停止させる「サイクル停止」と、所定の退避位置まで動作させてから停止させる「退避後停止」の２種類の停止方法に細分化されている、請求項１又は２に記載の産業用ロボットの制御システム。
4. 前記制御装置は、前記監視部の監視結果に基づいて前記産業用ロボットを停止させた場合に当該停止の原因となった入力信号の信号名を前記表示部に表示する、請求項１乃至３のいずれかに記載の産業用ロボットの制御システム。
5. 前記制御装置は、前記オペレータが停止・動作方法を選択しなかった入力信号が存在すれば、その入力信号については前記産業用ロボットのメーカが推奨する停止・動作方法を自動選択する、請求項１乃至４のいずれかに記載の産業用ロボットの制御システム。

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