JP2021086232A - 制御システム、制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より複雑な制御をより容易に実現できる構成を提供する。【解決手段】制御システムは、制御対象を制御するための制御装置と、センサ、モータドライバおよびロボットを制御装置に接続するためのネットワークとを含む。制御装置は、所定周期毎にセンサから状態値を収集する状態値取得部と、モーション命令に従って所定周期毎に指令値を生成してモータドライバへ送信する指令送信部と、所定のプログラミング言語で記述されたプログラムを解釈してコマンドを生成してロボットへ順次送信するコマンド送信部とを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、制御システム、制御装置および制御方法に関する。

従来より、ＦＡ（Factory Automation）分野においては、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）などの制御装置とロボットとを組み合わせたシステム構成が公知である。

例えば、特開昭６２−１７５８０８号公報（特許文献１）は、産業用ロボットの制御に視覚センサである画像処理装置を使用したロボット制御装置を開示する。特開昭６１−２０８１０３号公報（特許文献２）は、ロボット、及びロボット周辺機器等の被制御機構と、プリンタ等の入出力装置とをそれぞれトータル的に制御する制御装置に、被制御機構及び入出力装置への統一した制御言語を解析、実行する機能を設け、各被制御対象を制御するための制御装置を標準化した構成を開示する。特開２０００−０１０６１６号公報（特許文献３）は、産業用ロボットについてユーザプログラムの高速実行が可能なロボット制御システムを開示する。

また、モータやロボットに生じる遅延などを補償する構成が公知である。
例えば、特開２００９−１６９４６８号公報（特許文献４）は、起動信号を検出した後、位置指令を生成する処理周期の実行開始時点までの遅延を、起動時刻及び実行開始時刻とから遅れ時間として算出し、該遅れ時間に基づき、起動信号を検出した時点から始まる理想位置指令に近似するように位置指令を生成する構成を開示する。特開２０１７−６８３５３号公報（特許文献５）は、特に数値制御装置間の同期制御における同期精度を維持することが可能な数値制御システムを開示する。

特開昭６２−１７５８０８号公報 特開昭６１−２０８１０３号公報 特開２０００−０１０６１６号公報 特開２００９−１６９４６８号公報 特開２０１７−６８３５３号公報

上述の先行技術文献においては、制御装置がモータを制御する構成、あるいは、制御装置がロボットを制御する構成といった個別的な構成を開示するに過ぎない。本発明は、このような従来構成に対して、より複雑な制御をより容易に実現できる構成を提供することを目的とする。

本発明のある実施の形態に係る制御システムは、制御対象を制御するための制御装置と、センサ、モータドライバおよびロボットを制御装置に接続するためのネットワークとを含む。制御装置は、所定周期毎にセンサから状態値を収集する状態値取得部と、モーション命令に従って所定周期毎に指令値を生成してモータドライバへ送信する指令送信部と、所定のプログラミング言語で記述されたプログラムを解釈してコマンドを生成してロボットへ順次送信するコマンド送信部とを含む。

この構成によれば、同一のネットワーク上に接続されたモータドライバおよびロボットを同一の制御装置で制御できるので、より複雑な制御をより容易に実現できる。

制御システムは、モータドライバによるモータの駆動とロボットの動作とが同期するように、指令送信部による指令値の送信、および、コマンド送信部によるコマンドの送信の少なくとも一方を変更する同期調整部をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、モータドライバによるモータとロボットとをより正確に同期して動作させることができる。

同期調整部は、指令送信部による指令値の送信を遅延させてもよい。この構成によれば、ロボットがコマンドを処理することにより生じる遅延を吸収できる。

同期調整部は、指令送信部が送信する指令値をモータドライバで処理を開始すべき第１のタイミング、および、コマンド送信部が送信するコマンドをロボットで処理を開始すべき第２のタイミングの少なくとも一方を、送信される指令に付加してもよい。この構成によれば、モータドライバおよびロボットの各々において、処理を開始すべきタイミングを指定できるので、動作の同期を確実に実現できる。

同期調整部は、コマンド送信部によるコマンドの送信に要する時間を考慮して、指令送信部による指令値の送信、および、コマンド送信部によるコマンドの送信の少なくとも一方を変更してもよい。この構成によれば、コマンド送信部によるコマンドの送信に要する時間により生じる同期ずれを吸収できる。

ロボットは、コマンドを解釈した結果に応じて動作してもよい。同期調整部は、ロボットによるコマンドの解釈に要する時間を考慮して、指令送信部による指令値の送信、および、コマンド送信部によるコマンドの送信の少なくとも一方を変更するようにしてもよい。この構成によれば、ロボットによるコマンドの解釈に要する時間により生じる同期ずれを吸収できる。

制御システムは、動作を同期させなければならないモータドライバおよびロボットの設定を受け付ける設定受付部をさらに含む。この構成によれば、同期動作させるべき対象を容易に設定できる。

ネットワークには、安全制御を実行する安全コントローラ、および、撮像された画像に対して認識処理を行って認識結果を出力する視覚センサの少なくとも一方が接続される。この構成によれば、モータドライバおよびロボットに加えて、安全コントローラおよび視覚センサを含めて統合した制御を実現できる。

本発明の別の実施の形態に係る、制御対象を制御するための制御装置は、ネットワークを介して、センサ、モータドライバおよびロボットとの間でデータをやり取りするネットワークインターフェイスと、所定周期毎にセンサから状態値を収集する状態値取得部と、モーション命令に従って所定周期毎に指令値を生成してモータドライバへ送信する指令送信部と、所定のプログラミング言語で記述されたプログラムを解釈してコマンドを生成してロボットへ順次送信するコマンド送信部とを含む。

本発明のさらに別の実施の形態によれば、制御対象を制御するための制御装置を含む制御システムにおける制御方法が提供される。制御装置にはネットワークを介して、センサ、モータドライバおよびロボットが接続されている。制御方法は、制御装置が、所定周期毎にセンサから状態値を収集するステップと、モーション命令に従って所定周期毎に指令値を生成してモータドライバへ送信するステップと、所定のプログラミング言語で記述されたプログラムを解釈してコマンドを生成してロボットへ順次送信するステップとを含む。

本発明によれば、より複雑な制御をより容易に実現できる構成を提供できる。

本実施の形態に係る制御システムのアプリケーション例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムの構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成する制御装置のハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成するサポート装置のハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成するサーボドライバおよびサーボモータのハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成する産業用ロボットのハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成する安全コントローラのハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成する安全コントローラのハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムを構成するＩＯユニットのハードウェア構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御装置によるモーション命令の処理を説明するための図である。 本実施の形態に係る制御装置によるロボットプログラムの処理を説明するための図である。 本実施の形態に係る制御装置によるサイクリック処理の一例を説明するための図である。 本実施の形態に係る制御装置によるアクチュエータの動作開始までに要する遅延時間の一例を説明するための図である。 本実施の形態に係る制御装置によるアクチュエータの同期動作の実現に係る機能構成の要部を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムにおけるアクチュエータの同期動作を実現するための実装例を説明するための図である。 本実施の形態に係る制御システムにおけるアクチュエータの同期動作を実現するための制御装置における処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る制御システムにおけるアクチュエータの同期動作を実現するための別の実装例を説明するための図である。 本実施の形態に係る制御システムにおけるアクチュエータの同期動作を実現するための制御装置における別の処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る制御システムのサポート装置において提供されるユーザインターフェイスの一例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムにおける入力および出力を含む同期動作を説明するためのタイムチャートである。 本実施の形態に係る制御システムのサポート装置において提供されるユーザインターフェイスの別の一例を示す模式図である。 本実施の形態に係る制御システムのサポート装置において提供される同期動作させる対象の入力デバイスおよびアクチュエータを設定するためのユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜Ａ．適用例＞
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。本実施の形態に係る制御システム１は、１つの制御装置が様々なデバイスを統合して制御できる。

図１は、本実施の形態に係る制御システム１のアプリケーション例を示す模式図である。図１には、カスタムロボット５４０と産業用ロボット６００と同期して、箱４０に商品であるワーク４２を箱詰めする例を示す。より具体的には、カスタムロボット５４０の先端に設けられた吸着部４４によりワーク４２が吸着された状態で搬送され、予め用意された箱４０の内部に配置される。産業用ロボット６００は、カスタムロボット５４０によりワーク４２が箱４０の内部に配置された後、箱４０の蓋締め、接着、宛先シール貼りなどを行う。

カスタムロボット５４０の近傍には視覚センサ８００（を構成するカメラ）が配置されており、カメラにより撮像された画像に対して認識処理が行われることで、箱４０の位置やワーク４２の状態などが特定される。

カスタムロボット５４０は、アプリケーションに応じて任意に作成されるロボットであり、例えば、１または複数のサーボモータ５５０と、各サーボモータ５５０と機械的に結合されたリンク機構４６とを有している。サーボモータ５５０の数およびリンク機構４６の構造などは、アプリケーションに応じて任意に設計される。

産業用ロボット６００は、一例として、垂直多関節ロボットであり、関節に相当する複数の軸３０を有しており、それぞれの軸３０が回転または移動することによって、先端に配置されたハンド３２を任意の位置および任意の姿勢に配置できる。ハンド３２の近傍に力覚センサ９５０が配置されており、ハンド３２がワーク４２または箱４０に与える力を検出し、その検出された力に応じて処理を実行する。

カスタムロボット５４０および産業用ロボット６００の周囲には、図示しない制限区域（ロボット可動エリア）が規定されており、この区域への人の侵入を検知するライトカーテンなどの安全デバイスが配置されている。安全デバイスが人の侵入を検知し、安全が保てないと判断されると、安全コントローラがカスタムロボット５４０または産業用ロボット６００を減速あるいは停止させる。

なお、図１に示す制御システム１は任意のアプリケーションに応用可能である。
本実施の形態に係る制御システム１は、図１に示すような複数のデバイスが組み合わされたアプリケーションに対しても、１つの制御装置で制御することができる。

図２は、本実施の形態に係る制御システム１の構成例を示す模式図である。図２を参照して、本実施の形態に係る制御システム１の構成例について説明する。

制御システム１は、１つの制御装置で様々なデバイスを制御する統合型のシステムである。より具体的には、制御システム１は、統合的な制御を実現するための制御装置１００を含む。制御装置１００は、制御対象を制御するための装置であり、典型的には、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）が用いられる。より具体的には、制御装置１００は、演算ユニット１０１と、１または複数の拡張ユニット１３０とを含む。

制御システム１は、制御装置１００と産業用のネットワークであるフィールドネットワーク２０を介して接続される１または複数のデバイスをさらに含む。フィールドネットワーク２０のプロトコルの一例として、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）を採用してもよい。

フィールドネットワーク２０においては、制御装置１００が通信マスタとして機能し、その他のデバイスが通信スレーブとして機能する。そのため、フィールドネットワーク２０を介して制御装置１００に接続されるデバイスを「スレーブデバイス」と称することもある。フィールドネットワーク２０に接続される制御装置１００およびスレーブデバイスの各々は、通信マスタに同期したカウンタを有しており、このカウンタに基づいて同期した制御が可能である。この同期制御の詳細については、後述する。

図２には、このようなスレーブデバイスの一例として、モータドライバの一例であるサーボドライバ５００と、産業用ロボット６００と、安全コントローラ７００と、視覚センサ８００と、ＩＯユニット９００とを含む。安全コントローラ７００には、ライトカーテンなどの安全デバイス７５０が電気的に接続されており、ＩＯユニット９００には、力覚センサ９５０などの任意のセンサ、および／または、リレー（図示しない）などの任意のアクチュエータが電気的に接続されている。

このように、制御システム１は、力覚センサ９５０などの任意のセンサ、モータドライバおよびロボットを制御装置１００に接続するためのネットワークとして、フィールドネットワーク２０を含む。さらに、フィールドネットワーク２０には、安全制御を実行する安全コントローラ７００と、撮像された画像に対して認識処理を行って認識結果を出力する視覚センサ８００と、センサからの信号の入力、および、アクチュエータへの信号の出力の少なくとも一方を担当する入出力装置の一例であるＩＯユニット９００とのうち、少なくとも１つが接続されてもよい。

制御装置１００は、さらに上位ネットワーク１２を介して、サポート装置２００と、表示装置３００と、サーバ装置４００と接続されている。上位ネットワーク１２は、ネットワークハブ１０を用いて分岐したトポロジーを実現してもよい。上位ネットワーク１２のプロトコルの一例として、ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰなどの産業用のイーサネット（登録商標）を採用してもよい。

このように、本実施の形態によれば、１つの制御装置で様々なデバイスを制御する統合型の制御システム１を提供できる。

＜Ｂ．ハードウェア構成例＞
次に、本実施の形態に係る制御システム１を構成する各装置のハードウェア構成の一例について説明する。

（ｂ１：制御装置１００）
図３は、本実施の形態に係る制御システム１を構成する制御装置１００のハードウェア構成例を示す模式図である。図３を参照して、制御装置１００の演算ユニット１０１は、プロセッサ１０２と、メインメモリ１０４と、ストレージ１１０と、上位ネットワークコントローラ１０６と、フィールドネットワークコントローラ１０８と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コントローラ１２０と、メモリカードインターフェイス１１２と、ローカルバスコントローラ１１６とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス１１８を介して接続されている。

プロセッサ１０２は、制御演算を実行する演算処理部に相当し、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などで構成される。具体的には、プロセッサ１０２は、ストレージ１１０に格納されたプログラムを読出して、メインメモリ１０４に展開して実行することで、制御対象に応じた制御演算、および、後述するような各種処理を実現する。

メインメモリ１０４は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ１１０は、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性記憶装置などで構成される。

ストレージ１１０には、基本的な機能を実現するためのシステムプログラム１１０２、および、制御対象に応じて作成されたユーザプログラム１１０４などが格納される。ユーザプログラム１１０４は、シーケンス命令１１０５およびモーション命令１１０６を含み得る。これらの命令は、典型的には、ＩＥＣ６１１３１−３準拠した形式で作成されてもよい。ロボットプログラム１１０８は、所定のプログラミング言語（例えば、Ｖ＋言語などのロボット制御専用プログラミング言語や、ＧコードなどのＮＣ制御に係るプログラミング言語）で記述されてもよい。

制御装置１００は、フィールドネットワーク２０に接続されたスレーブデバイスを介して任意の情報を参照可能であるので、ユーザプログラム１１０４には、産業用ロボット６００に対するインターロック処理、サーボドライバ５００に対する位置決め処理、力覚センサ９５０の検出量に基づいて、産業用ロボット６００および／またはサーボドライバ５００に対する指令値を決定する処理などを含めることができる。

上位ネットワークコントローラ１０６は、上位ネットワークを介して、任意の情報処理装置との間でデータをやり取りする。

フィールドネットワークコントローラ１０８は、フィールドネットワーク２０を介して任意のデバイスとの間でデータをやり取りする。すなわち、フィールドネットワークコントローラ１０８は、フィールドネットワーク２０を介してサーボドライバ５００および産業用ロボット６００との間でデータをやり取りするネットワークインターフェイスに相当する。フィールドネットワークコントローラ１０８は、他のデバイスとの間で同期されたカウンタ１０９を有している。図３に示す構成において、フィールドネットワークコントローラ１０８は、フィールドネットワーク２０の通信マスタとして機能する。

ＵＳＢコントローラ１２０は、ＵＳＢ接続を介して、サポート装置２００などとの間でデータをやり取りする。

メモリカードインターフェイス１１２は、着脱可能な記憶媒体の一例であるメモリカード１１４を受け付ける。メモリカードインターフェイス１１２は、メモリカード１１４に対して任意のデータの読み書きが可能になっている。メモリカード１１４には、例えば、産業用ロボット６００を動作させるためのロボットプログラム１１０８などが格納される。

ローカルバスコントローラ１１６は、ローカルバス１２２を介して、制御装置１００を構成する任意の拡張ユニット１３０との間でデータをやり取りする。ローカルバスコントローラ１１６は、拡張ユニット１３０との間で同期されたカウンタ１１７を有している。図３に示す構成において、ローカルバスコントローラ１１６は、ローカルバス１２２の通信マスタとして機能する。

拡張ユニット１３０は、主として、フィールドデバイスとの間で信号をやり取りする機能ユニットであり、例えば、アナログ信号の入力および／または出力を担当するアナログＩＯユニット、デジタル信号の入力および／または出力を担当するデジタルＩＯユニット、エンコーダなどからのパルスを受け付けるカウンタユニットなどからなる。

（ｂ２：サポート装置２００）
図４は、本実施の形態に係る制御システム１を構成するサポート装置２００のハードウェア構成例を示す模式図である。サポート装置２００は、一例として、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（例えば、汎用パソコン）を用いて実現される。

図４を参照して、サポート装置２００は、プロセッサ２０２と、メインメモリ２０４と、入力部２０６と、出力部２０８と、ストレージ２１０と、光学ドライブ２１２と、ＵＳＢコントローラ２２０と、通信コントローラ２２２とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス２１８を介して接続されている。

プロセッサ２０２は、ＣＰＵやＧＰＵなどで構成され、ストレージ２１０に格納されたプログラム（一例として、ＯＳ２１０２および開発プログラム２１０４）を読出して、メインメモリ２０４に展開して実行することで、後述するような各種処理を実現する。

メインメモリ２０４は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ２１０は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。

ストレージ２１０には、基本的な機能を実現するためのＯＳ２１０２、および、統合開発環境を実現するための開発プログラム２１０４などが格納される。

サポート装置２００は、制御システム１に含まれる各デバイスに対する設定および各デバイスで実行されるプログラムの作成が統合的に可能な統合開発環境を提供する。統合開発環境においては、制御装置１００、サーボドライバ５００、産業用ロボット６００、安全コントローラ７００、視覚センサ８００などに向けられたプログラムの作成およびデバッグなどが可能になっている。

入力部２０６は、キーボードやマウスなどで構成され、ユーザ操作を受け付ける。出力部２０８は、ディスプレイ、各種インジケータ、プリンタなどで構成され、プロセッサ２０２からの処理結果などを出力する。

ＵＳＢコントローラ２２０は、ＵＳＢ接続を介して、制御装置１００などとの間のデータをやり取りする。通信コントローラ２２２は、上位ネットワーク１２を介して、任意の情報処理装置との間でデータをやり取りする。

サポート装置２００は、光学ドライブ２１２を有しており、コンピュータ読取可能なプログラムを非一過的に格納する記憶媒体２１４（例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記憶媒体）から、その中に格納されたプログラムが読取られてストレージ２１０などにインストールされる。

サポート装置２００で実行される開発プログラム２１０４などは、コンピュータ読取可能な記憶媒体２１４を介してインストールされてもよいが、ネットワーク上のサーバ装置などからダウンロードする形でインストールするようにしてもよい。また、本実施の形態に係るサポート装置２００が提供する機能は、ＯＳが提供するモジュールの一部を利用する形で実現される場合もある。

なお、制御システム１が稼動中において、サポート装置２００は、制御装置１００から取り外されていてもよい。

（ｂ３：表示装置３００）
本実施の形態に係る制御システム１を構成する表示装置３００は、ＨＭＩ（Human Machine Interface）やＰＴ（Programmable Terminal）とも称され、制御装置１００が保持する情報を参照して監視操作画面を提供するとともに、ユーザ操作に対応する指示を制御装置１００へ送出する。

表示装置３００は、一例として、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（例えば、汎用パソコン）を用いて実現される。基本的なハードウェア構成例は、図４に示すサポート装置２００のハードウェア構成例と同様であるので、ここでは詳細な説明は行わない。

（ｂ４：サーバ装置４００）
本実施の形態に係る制御システム１を構成するサーバ装置４００は、例えば、ファイルサーバ、製造実行システム（ＭＥＳ：Manufacturing Execution System）、生産管理システムなどとして機能する。

サーバ装置４００は、一例として、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（例えば、汎用パソコン）を用いて実現される。基本的なハードウェア構成例は、図４に示すサポート装置２００のハードウェア構成例と同様であるので、ここでは詳細な説明は行わない。

（ｂ５：サーボドライバ５００）
本実施の形態に係る制御システム１を構成するサーボドライバ５００は、電気的に接続されたサーボモータ５５０を駆動する。サーボドライバ５００は、モータドライバの一例であり、サーボドライバ５００とは異なるモータドライバを採用してもよい。同様に、サーボモータ５５０は、モータの一例であり、サーボモータ５５０とは異なるモータ（例えば、誘導型モータやリニアモータなど）を採用してもよい。モータドライバとしては、駆動対象のモータに応じた構成を採用できる。

図５は、本実施の形態に係る制御システム１を構成するサーボドライバ５００およびサーボモータ５５０のハードウェア構成例を示す模式図である。図５を参照して、サーボドライバ５００は、フィールドネットワークコントローラ５０２と、演算処理回路５１０と、ドライブ回路５３０と、フィードバック受信回路５３２とを含む。

フィールドネットワークコントローラ５０２は、フィールドネットワーク２０を介して任意のデバイスとの間でデータをやり取りする。フィールドネットワークコントローラ５０２は、他のデバイスとの間で同期されたカウンタ５０３を有している。

演算処理回路５１０は、サーボドライバ５００を動作させるために必要な演算処理を実行する。一例として、演算処理回路５１０は、プロセッサ５１２と、メインメモリ５１６と、ストレージ５２０とを含む。プロセッサ５１２は、サーボモータ５５０を駆動するための制御演算を実行する。

メインメモリ５１６は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ５２０は、例えば、ＳＳＤやＨＤＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。

ストレージ５２０には、サーボ制御を実現するためのサーボ制御プログラム５２０２、および、サーボドライバ５００での処理を規定するための設定情報５２０４が格納される。

ドライブ回路５３０は、コンバータ回路およびインバータ回路などを含み、演算処理回路５１０からの指令に従って、指定された電圧・電流・位相の電力を生成して、サーボモータ５５０へ供給する。

フィードバック受信回路５３２は、サーボモータ５５０からのフィードバック信号を受信して、その受信結果を演算処理回路５１０へ出力する。

サーボモータ５５０は、典型的には、三相交流モータ５５２および三相交流モータ５５２の回転軸に取付けられたエンコーダ５５４を含む。

（ｂ６：産業用ロボット６００）
本実施の形態に係る制御システム１を構成する産業用ロボット６００は、制御装置１００からの指令に従って動作する。産業用ロボット６００は、例えば、垂直多関節ロボット、水平多関節（スカラ）ロボット、パラレルリンクロボット、直交ロボットなどの任意の汎用ロボットが用いられてもよい。

図６は、本実施の形態に係る制御システム１を構成する産業用ロボット６００のハードウェア構成例を示す模式図である。図６を参照して、産業用ロボット６００は、ロボット本体６１０と、ロボット本体６１０を駆動するロボットコントローラ６５０とを含む。

ロボットコントローラ６５０は、フィールドネットワークコントローラ６５２と、演算処理回路６６０とを含む。

フィールドネットワークコントローラ６５２は、フィールドネットワーク２０を介して任意のデバイスとの間でデータをやり取りする。フィールドネットワークコントローラ６５２は、他のデバイスとの間で同期されたカウンタ６５３を有している。

演算処理回路６６０は、ロボット本体６１０を駆動するために必要な演算処理を実行する。一例として、演算処理回路６６０は、プロセッサ６６２と、メインメモリ６６６と、ストレージ６７０と、インターフェイス回路６６８とを含む。プロセッサ６６２は、ロボット本体６１０を駆動するための制御演算を実行する。

メインメモリ６６６は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ６７０は、例えば、ＳＳＤやＨＤＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。

ストレージ６７０には、ロボットの駆動制御を実現するためのロボットシステムプログラム６７０２、および、ロボットコントローラ６５０での処理を規定するための設定情報６７０４が格納される。

インターフェイス回路６６８は、各軸を駆動するドライブ回路６８０に対して、それぞれ指令を与える。

ドライブ回路６８０の各々は、コンバータ回路およびインバータ回路などを含み、インターフェイス回路６６８からの指令に従って、指定された電圧・電流・位相の電力を生成して、サーボモータ６９０へ供給する。サーボモータ６９０は、ロボット本体６１０のアーム部と機械的に結合されており、サーボモータ６９０の回転によって対応するアーム部が駆動される。

（ｂ７：安全コントローラ７００）
本実施の形態に係る制御システム１を構成する安全コントローラ７００は、安全制御を実行する。

図７および図８は、本実施の形態に係る制御システム１を構成する安全コントローラ７００のハードウェア構成例を示す模式図である。図７を参照して、安全コントローラ７００は、フィールドネットワーク２０を介した通信を担当する通信インターフェイスユニット７１０と、安全制御を司る安全制御ユニット７３０と、安全コンポーネントを接続する１または複数の安全拡張ユニット７４０とを含む。

通信インターフェイスユニット７１０は、ローカルバス７６０を介して、安全制御ユニット７３０および安全拡張ユニット７４０と接続されている。

通信インターフェイスユニット７１０は、プロセッサ７１１と、メインメモリ７１２と、ストレージ７１３と、フィールドネットワークコントローラ７１４と、ＵＳＢコントローラ７１６と、ローカルバスコントローラ７１７とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス７１９を介して接続されている。

プロセッサ７１１は、フィールドネットワーク２０との通信を制御する演算処理部に相当し、ＣＰＵやＧＰＵなどで構成される。

メインメモリ７１２は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ７１３は、例えば、フラッシュＲＯＭ、ＳＳＤ、ＨＤＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。

フィールドネットワークコントローラ７１４は、フィールドネットワーク２０を介して、任意のデバイスとの間でデータをやり取りする。フィールドネットワークコントローラ７１４は、他のデバイスとの間で同期されたカウンタ７１５を有している。

ＵＳＢコントローラ７１６は、ＵＳＢ接続を介して、サポート装置２００などの情報処理装置との間でデータをやり取りする。

ローカルバスコントローラ７１７は、ローカルバス７６０を介して、安全制御ユニット７３０および安全拡張ユニット７４０などの拡張ユニットとの間でデータをやり取りする。ローカルバスコントローラ７１７は、カウンタ７１８を有しており、カウンタ７１８は、フィールドネットワークコントローラ７１４のカウンタ７１５と同期されている。

図８（Ａ）を参照して、安全制御ユニット７３０は、プロセッサ７３１と、メインメモリ７３２と、ストレージ７３３と、ローカルバスコントローラ７３８とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス７３７を介して接続されている。

プロセッサ７３１は、安全制御に係る制御演算を実行する演算処理部に相当し、ＣＰＵやＧＰＵなどで構成される。

メインメモリ７３２は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ７３３は、例えば、フラッシュＲＯＭ、ＳＳＤ、ＨＤＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。

ストレージ７３３には、安全制御ユニット７３０での処理を規定するための設定情報７３４、要求される安全機能に応じた作成された安全プログラム７３５、および基本的な機能を実現するためのシステムプログラム７３６が格納される。

ローカルバスコントローラ７３８は、ローカルバス７６０を介して、通信インターフェイスユニット７１０との間でデータをやり取りする。ローカルバスコントローラ７３８は、カウンタ７３９を有しており、カウンタ７３９は、通信インターフェイスユニット７１０のローカルバスコントローラ７１７のカウンタ７１８と同期されている。

図８（Ｂ）を参照して、安全拡張ユニット７４０は、プロセッサ７４１と、メインメモリ７４２と、安全ＩＯモジュール７４３と、ローカルバスコントローラ７４８とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス７４７を介して接続されている。

プロセッサ７４１は、安全制御に係る制御演算を実行する演算処理部に相当し、ＣＰＵやＧＰＵなどで構成される。

メインメモリ７４２は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。
安全ＩＯモジュール７４３は、安全デバイス７５０と電気的に接続されており、安全デバイス７５０による検出結果などの入力を受け付けたり、安全デバイス７５０を介した電源出力を行ったりする。

ローカルバスコントローラ７４８は、ローカルバス７６０を介して、通信インターフェイスユニット７１０との間でデータをやり取りする。ローカルバスコントローラ７４８は、カウンタ７４９を有しており、カウンタ７４９は、通信インターフェイスユニット７１０のローカルバスコントローラ７１７のカウンタ７１８と同期されている。

さらに、安全制御ユニット７３０と安全拡張ユニット７４０との間では、それぞれローカルバス７６０および通信インターフェイスユニット７１０を介して、相互にデータをやり取りすることができる。すなわち、安全制御ユニット７３０は、安全拡張ユニット７４０に入力された安全入力データを安全プログラム７３５の実行時に参照でき、また、安全プログラム７３５の実行により決定された安全出力データを安全拡張ユニット７４０から出力できる。

（ｂ８：視覚センサ８００）
本実施の形態に係る制御システム１を構成する視覚センサ８００は、カメラでの撮像によって取得された画像に対して、予め規定された認識処理を実行し、その認識結果を出力する。

視覚センサ８００は、一例として、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（例えば、汎用パソコン）を用いて実現される。基本的なハードウェア構成例は、図４に示すサポート装置２００のハードウェア構成例と同様であるので、ここでは詳細な説明は行わない。また、視覚センサ８００で実行される各種認識処理についても公知であるので、ここでは詳細な説明は行わない。

（ｂ９：ＩＯユニット９００）
本実施の形態に係る制御システム１を構成するＩＯユニット９００は、力覚センサ９５０などの任意のセンサからの信号を受け付けるとともに、リレー（図示しない）などの任意のアクチュエータへ指令を出力する。

図９は、本実施の形態に係る制御システム１を構成するＩＯユニット９００のハードウェア構成例を示す模式図である。図９を参照して、ＩＯユニット９００は、フィールドネットワークコントローラ９０２と、演算処理回路９１０とを含む。

フィールドネットワークコントローラ９０２は、フィールドネットワーク２０を介して任意のデバイスとの間でデータをやり取りする。フィールドネットワークコントローラ９０２は、他のデバイスとの間で同期されたカウンタ９０３を有している。

演算処理回路９１０は、ＩＯユニット９００の機能の実現に必要な演算処理を実行する。一例として、演算処理回路９１０は、プロセッサ９１２と、メインメモリ９１６と、ＲＯＭ９２０とを含む。プロセッサ９１２は、ＩＯユニット９００の機能を実現するために必要な制御演算を実行する。

メインメモリ９１６は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ＲＯＭ９２０には、ＩＯユニット９００の機能を実現するためのファームウェア９２２が格納される。

インターフェイス回路９３０は、力覚センサ９５０などの任意のセンサ、および／または、任意のアクチュエータとの間で信号をやり取りする。

（ｂ１０：その他の形態）
図３〜図９には、１または複数のプロセッサがプログラムを実行することで必要な機能が提供される構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など）を用いて実装してもよい。

また、制御装置１００および／または安全コントローラ７００の主要部を、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（例えば、汎用パソコンをベースとした産業用パソコン）を用いて実現してもよい。この場合には、仮想化技術を用いて、用途の異なる複数のＯＳを並列的に実行させるとともに、各ＯＳ上で必要なアプリケーションを実行させるようにしてもよい。さらに、制御装置１００にサポート装置２００や表示装置３００などの機能を統合した構成を採用してもよい。

＜Ｃ．制御システム１におけるアクチュエータの同期動作＞
フィールドネットワーク２０としてＥｔｈｅｒＣＡＴを採用する場合には、指令値および入力値を含む通信フレームがデバイス間を周期的に巡回することになる。この通信フレームを用いることで、制御装置１００から送出された同じ通信フレームに格納された別々のデバイスに向けられた指令値は、それぞれのデバイスで実質的に同じタイミングで反映されることになる。

しかしながら、産業用ロボット６００については、独自の命令インターフェイスが用意されていることも多い。そのため、サーボドライバ５００あるいはサーボドライバ５００により構成される各種機構と、産業用ロボット６００との厳密な同期を実現できない可能性がある。本実施の形態に係る制御システム１は、独自の命令インターフェイスを有している産業用ロボット６００を含めて、より厳密な同期動作を実現できる。

まず、モーション命令１１０６の処理およびロボットプログラム１１０８の処理について説明する。

図１０は、本実施の形態に係る制御装置１００によるモーション命令１１０６の処理を説明するための図である。図１０（Ａ）には、制御装置１００で実行されるユーザプログラム１１０４に含まれるモーション命令１１０６の一例を示す。図１０（Ａ）に示されるモーション命令１１０６は、ファンクションブロック形式で描かれているが、これに限定されることなく、任意の形式で規定できる。制御装置１００は、モーション命令１１０６を以下のような手順で処理する。

すなわち、図１０（Ｂ）を参照して、モーション命令実行指示１４１が与えられると、モーション命令１１０６に対して、モーション命令解釈１４０が実行される。解釈された結果に基づいて、目標軌跡生成処理１４２が実行される。すなわち、対象の軸（典型的には、対象のサーボドライバ５００）が移動すべき時間と位置との関係を規定する目標軌跡が生成される。そして、生成された目標軌跡に基づいて、指令値決定処理１４４が制御周期毎に実行される。この結果、対象のサーボドライバ５００へ与えられる指令値（典型的には、制御周期毎の位置指令あるいは速度指令）を制御周期毎に決定できる。

図１１は、本実施の形態に係る制御装置１００によるロボットプログラム１１０８の処理を説明するための図である。図１１を参照して、制御装置１００において、ロボットプログラム１１０８に対して、プログラム解釈１４６が実行される。解釈された結果に基づいて、コマンド生成処理１４８が実行される。コマンド生成処理１４８により、ロボットコントローラ６５０が解釈可能なコマンドが生成される。生成されたコマンドは、フィールドネットワーク２０を介して、ロボットコントローラ６５０へ送信される。

ロボットコントローラ６５０において、制御装置１００から送信されたコマンドに対して、コマンド解釈６７２が実行される。解釈された結果に基づいて、目標軌跡生成処理６７４が実行される。すなわち、産業用ロボット６００は、送信されたコマンドを解釈した結果に応じて動作する。

より具体的には、産業用ロボット６００の軸３０の各々が移動すべき時間と位置との関係を規定する目標軌跡が生成される。そして、生成された目標軌跡に基づいて、指令値決定処理６７６が制御周期毎に実行される。この結果、産業用ロボット６００のドライブ回路６８０へ与えられる指令値（典型的には、制御周期毎の位置指令あるいは速度指令）を制御周期毎に決定できる。

図１０に示すように、ユーザプログラム１１０４に含まれるモーション命令１１０６によりサーボドライバ５００などを制御する場合には、制御装置１００において制御周期毎の指令値を決定でき、そのままフィールドネットワーク２０を介して対象のサーボドライバ５００へ送出することができる。そして、サーボドライバ５００は、その指令値に従って動作する。

これに対して、図１１に示すように、ロボットプログラム１１０８により産業用ロボット６００を制御する場合には、制御装置１００から対象の産業用ロボット６００に向けられたコマンドが生成される。この生成されたコマンドが産業用ロボット６００へ送信された後に、産業用ロボット６００は目標軌跡を生成して動作を開始する。また、制御装置１００と産業用ロボット６００との間のコマンドのやり取りには、通常、複数個の通信フレームが必要となる。

このように、制御装置１００とアクチュエータ（サーボドライバ５００および産業用ロボット６００）との間の指令をやり取りする方式が異なっているなどの理由によって、サーボドライバ５００あるいはサーボドライバ５００により構成される各種機構と、産業用ロボット６００との厳密な同期を実現できない可能性がある。

本実施の形態に係る制御装置１００は、このような指令をやり取りする方式が異なっているアクチュエータが同一のフィールドネットワーク２０に存在していても、より厳密な同期動作を実現する仕組みを提供する。

図１２は、本実施の形態に係る制御装置１００によるサイクリック処理の一例を説明するための図である。図１２には、制御装置１００において、優先度別に複数のタスクが設定されている例を示す。より具体的には、制御周期Ｔ１毎にサイクリック実行される高優先タスクと、アプリケーション実行周期Ｔ２（＞Ｔ１）が設定された低優先タスクとが設定されている。

高優先タスクには、フィールドネットワーク２０上で通信フレームを送受信する通信フレーム伝送処理１５０（Ｏ／Ｉ／Ｃｏｍ）と、ユーザプログラム１１０４を実行するユーザプログラム実行処理１５２と、モーション命令１１０６を処理するモーション処理１５４と、ロボットプログラム１１０８から生成されたコマンドを処理するロボット処理１５６とが設定される。

通信フレーム伝送処理１５０は、直前の制御周期において実行された処理によって算出された指令値（出力データ）を通信フレームに格納して送信するとともに、各スレーブデバイスが通信フレームに格納した入力データを取得する処理が実行される。さらに、通信フレーム伝送処理１５０においては、産業用ロボット６００との間でやり取りされるコマンドの送受信処理も実行される。

モーション処理１５４は、図１０に示すモーション命令解釈１４０、目標軌跡生成処理１４２および指令値決定処理１４４を含む。ロボット処理１５６は、図１１に示すコマンド生成処理１４８を含む。

低優先タスクには、ロボットプログラム１１０８を解釈してコマンドを生成するためのロボットプログラム解釈処理１５８が設定される。ロボットプログラム解釈処理１５８は、図１１に示すプログラム解釈１４６を含む。ロボットプログラム解釈処理１５８により生成されたコマンドはバッファ１５９に順次書き込まれる。バッファ１５９に書き込まれたコマンドは、ロボット処理１５６において順次読み出されて対象の産業用ロボット６００へ送信される。

このように、制御装置１００においては、周期の異なる複数のタスクを実行することで、ユーザプログラム１１０４（シーケンス命令１１０５およびモーション命令１１０６を含み得る）に従うスレーブデバイスの制御、および、ロボットプログラム１１０８に従う産業用ロボット６００の制御を実現する。

図１３は、本実施の形態に係る制御装置１００によるアクチュエータの動作開始までに要する遅延時間の一例を説明するための図である。

図１３を参照して、ユーザプログラム１１０４に含まれるモーション命令１１０６の処理が開始されてから対象のアクチュエータ（サーボドライバ５００およびサーボモータ５５０）が動作するまでには、指令値生成６０に要する処理時間、伝送遅延６２、およびアクチュエータが指令値に従って動作を開始するための応答遅延６４の遅延が生じ得る。

これに対して、ロボットプログラム１１０８の処理が開始されてから対象のアクチュエータ（産業用ロボット６００）が動作するまでには、コマンド生成７０に要する処理時間、伝送遅延を含むコマンド送信７２に要する時間、ロボットコントローラ６５０がコマンドを解釈して指令値を生成するのに要する処理時間７４、およびアクチュエータが指令値に従って動作を開始するための応答遅延７６の遅延が生じ得る。

本実施の形態に係る制御装置１００は、タイミング調整を行うことで、モーション命令１１０６に従うアクチュエータの動作制御と、ロボットプログラム１１０８に従うアクチュエータとの間に生じる遅延時間の差を吸収する。このような遅延時間の差を吸収することにより、より正確な同期動作を実現できる。

＜Ｄ．同期動作の実装例＞
次に、アクチュエータを同期動作させるためのいくつかの実装例について説明する。

（ｄ１：機能構成）
図１４は、本実施の形態に係る制御装置１００によるアクチュエータの同期動作の実現に係る機能構成の要部を示す模式図である。図１４に示す各機能モジュールは、典型的には、制御装置１００のプロセッサ１０２がシステムプログラム１１０２を実行することで実現される。

図１４を参照して、制御装置１００は、機能構成として、ユーザプログラム処理部１６０と、目標軌跡演算部１６２と、指令値演算部１６４と、出力遅延量演算部１６６と、各軸指令値演算部１６８と、入力遅延演算部１７０とを含む。これらの機能モジュールは、ユーザプログラム１１０４に含まれるモーション命令１１０６の処理に向けられる。

ユーザプログラム処理部１６０は、ストレージ１１０に格納されているユーザプログラム１１０４を読み出して実行する。目標軌跡演算部１６２は、ユーザプログラム１１０４に含まれるモーション命令１１０６を解釈して目標軌跡を生成する。指令値演算部１６４は、生成された目標軌跡に基づいて制御周期毎の指令値を決定する。指令値演算部１６４は、指令値の決定に際して、入力遅延演算部１７０により算出される入力遅延（フィードバック遅れ）を考慮してもよい。

出力遅延量演算部１６６は、遅延パラメータ１７６を参照して、同期動作の対象となる産業用ロボット６００との間でタイミング調整に必要な出力遅延量を決定する。

各軸指令値演算部１６８は、対象のサーボドライバ５００が構成する機構またはロボットのキネマティクス１７４を参照して、指令値演算部１６４によって決定された指令値を実現するための各軸に与えられる指令値を決定する。キネマティクス１７４は、サーボモータ５５０が組み込まれた機構またはロボットの物理的な位置および姿勢と、サーボモータ５５０の回転角度との関係を規定する情報を含む。キネマティクス１７４を参照して、目標軌跡演算部１６２により決定される目標軌跡を実現するためのサーボモータ５５０の各々の回転角度などが算出される。

各軸指令値演算部１６８は、出力遅延量演算部１６６によって決定された出力遅延量に応じて、決定した各軸指令値を対象のサーボドライバ５００へ送信する。各軸指令値演算部１６８が決定した各軸指令値は、フィールドネットワークコントローラ１０８を通じて送信される。

このように、ユーザプログラム処理部１６０と、目標軌跡演算部１６２と、指令値演算部１６４と、各軸指令値演算部１６８とは、モーション命令１１０６に従って所定周期毎に指令値を生成してサーボドライバ５００へ送信する指令送信部に相当する。

制御装置１００は、機能構成として、ロボットプログラム処理部１８０と、指令値同期部１８２と、出力遅延量演算部１８４と、入力遅延演算部１８６とをさらに含む。これらの機能モジュールは、ロボットプログラム１１０８の処理に向けられる。

ロボットプログラム処理部１８０は、ストレージ１１０に格納されているロボットプログラム１１０８を読み出して内容を解釈してコマンドを生成する。すなわち、ロボットプログラム処理部１８０は、所定のプログラミング言語で記述されたロボットプログラム１１０８を解釈してコマンドを生成して産業用ロボット６００へ順次送信するコマンド送信部に相当する。

ロボットプログラム処理部１８０は、コマンドの生成に際して、入力遅延演算部１８６により算出される入力遅延（フィードバック遅れ）を考慮してもよい。

指令値同期部１８２は、同期動作の対象となる１または複数のサーボドライバ５００との間でタイミング調整に必要な情報を共有する。

出力遅延量演算部１８４は、遅延パラメータ１７６を参照して、同期動作の対象となる１または複数のサーボドライバ５００との間でタイミング調整に必要な出力遅延量を決定する。出力遅延量演算部１８４は、決定した出力遅延量に応じて、ロボットプログラム処理部１８０により生成されたコマンドを対象の産業用ロボット６００へ送信する。コマンは、フィールドネットワークコントローラ１０８を通じて送信される。

以上のように、モーション命令１１０６についての出力遅延量演算部１６６、および、ロボットプログラム１１０８についての出力遅延量演算部１８４は、サーボドライバ５００によるサーボモータ５５０の駆動と産業用ロボット６００の動作とが同期するように、モーション命令１１０６に従って生成される指令値（各軸に与えられる指令値）の送信、および、ロボットプログラム１１０８を解釈して生成されるコマンドの送信の少なくとも一方を変更する同期調整部に相当する。

遅延パラメータ１７６は、（１）フィールドネットワーク２０を介して伝送される通信フレームの伝送遅延、（２）制御装置１００の制御周期（モーション命令１１０６に従って指令値が更新される周期）、（３）サーボドライバ５００が指令を受けてサーボモータ５５０を駆動するまでのむだ時間、（４）制御装置１００の処理リソースの大きさ（ロボットプログラム１１０８の解釈に要する時間）、（５）産業用ロボット６００（ロボットコントローラ６５０）がコマンドを受けて動作を開始するためのむだ時間、などを考慮して決定された遅延時間を含んでいてもよい。

遅延パラメータ１７６に含まれる遅延時間は、制御システム１を設計した段階で算出される理論値であってもよいし、制御システム１の立ち上げ時に計測された実測値であってもよいし、制御システム１の運転中に計測された値に基づいて動的に更新される値であってもよいし、制御システム１の必要な構成について計測された各種情報に基づいて所定の演算式に従って決定される値であってもよい。

すなわち、本実施の形態に係る制御装置１００は、図１３に示すような遅延時間の差を吸収するための情報を予め保持あるいは都度計測できるようになっている。同期調整部に相当する出力遅延量演算部１６６および出力遅延量演算部１８４は、制御装置１００からのコマンドの送信に要する時間（コマンド送信７２に要する時間）を考慮して、同期動作に必要な調整を行ってもよい。また、同期調整部に相当する出力遅延量演算部１６６および出力遅延量演算部１８４は、産業用ロボット６００によるコマンドの解釈に要する時間（コマンドを解釈して指令値を生成するのに要する処理時間７４）を考慮して、同期動作に必要な調整を行ってもよい。さらに、同期調整部に相当する出力遅延量演算部１６６および出力遅延量演算部１８４は、アクチュエータが指令値に従って動作を開始するための応答遅延６４、および、アクチュエータが指令値に従って動作を開始するための応答遅延７６を考慮して、同期動作に必要な調整を行ってもよい。

制御装置１００は、機能構成として、状態値更新部１９０と、状態値保持部１９２とをさらに含む。これらの機能モジュールは、状態値の一例であるＩＯデータの更新処理に向けられる。すなわち、状態値更新部１９０は、フィールドネットワーク２０に介して接続されているセンサあるいはＩＯユニット９００から入力データを周期的に取得するとともに、ユーザプログラム１１０４の実行によって制御周期毎に算出される指令値（出力データ）をフィールドネットワーク２０を介して対応するアクチュエータあるいはＩＯユニット９００へ送信する。このように、状態値更新部１９０は、所定周期毎にセンサから状態値を収集する状態値取得部に相当する。

状態値保持部１９２は、状態値更新部１９０により更新される入力データおよび指令値（出力データ）を保持する記憶部であり、ユーザプログラム処理部１６０およびロボットプログラム処理部１８０からアクセス可能である。すなわち、ユーザプログラム処理部１６０およびロボットプログラム処理部１８０は、状態値保持部１９２にアクセスすることで、処理の実行中に入力データを参照するとともに、算出した指令値（出力データ）を出力できる。

以下、遅延時間の差を吸収して、アクチュエータを同期動作させるためのいくつかの実装例について説明する。

（ｄ２：モーション命令に従う指令値の送信遅延：実装例その１）
アクチュエータを同期動作させる一つの実装例として、制御装置１００がモーション命令１１０６に従う指令値の送信を待機して、ロボットプログラム１１０８に従う産業用ロボット６００の動作と同期させる構成について説明する。

図１５は、本実施の形態に係る制御システム１におけるアクチュエータの同期動作を実現するための実装例を説明するための図である。図１５を参照して、時刻ｔ１１において、ユーザプログラム１１０４に含まれるモーション命令１１０６の処理が開始されると、モーション命令１１０６に基づいて指令値が生成される（指令値生成６０）。

一方、同じ時刻ｔ１１において、ロボットプログラム１１０８が解釈されてコマンドが生成される（コマンド生成７０）。そして、生成されたコマンドが産業用ロボット６００へ送信される（コマンド送信７２）。

産業用ロボット６００（ロボットコントローラ６５０）は、制御装置１００からのコマンドを解釈して指令値を生成した上で、動作を開始する。産業用ロボット６００が動作を開始するタイミングは時刻ｔ１３であるとする。

制御装置１００は、産業用ロボット６００へコマンドを送信するのに要する時間、産業用ロボット６００がコマンドから指令値を生成するのに要する時間、および、産業用ロボット６００での応答遅延などに基づいて、産業用ロボット６００が動作を開始する時刻ｔ１３を推定する。また、制御装置１００は、モーション命令１１０６に従う指令値に関して発生する、伝送遅延６２および応答遅延６４を考慮して、モーション命令１１０６に基づいて生成された指令値送信６６の開始タイミングを決定する（時刻ｔ１２）。そして、制御装置１００は、時刻ｔ１２において、モーション命令１１０６に従う指令値の送信を開始する。

このように、制御装置１００がモーション命令１１０６に従う指令値の送信を遅らせることで、ロボットプログラム１１０８により制御される産業用ロボット６００と同期した動作を実現できる。すなわち、制御装置１００の出力遅延量演算部１６６（図１４参照）は、モーション命令１１０６に従って生成される指令値（各軸に与えられる指令値）の送信を遅延させる。

図１６は、本実施の形態に係る制御システム１におけるアクチュエータの同期動作を実現するための制御装置１００における処理手順を示すフローチャートである。図１６に示す各ステップは、典型的には、制御装置１００のプロセッサ１０２がシステムプログラム１１０２を実行することで実現される。

図１６を参照して、制御装置１００は、異なる種類のアクチュエータを同期動作させるための命令が処理対象になると（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、対象のモーション命令１１０６を解釈して目標軌跡を生成する（ステップＳ１０２）とともに、対象のロボットプログラム１１０８を解釈してコマンドを生成する（ステップＳ１０４）。

制御装置１００は、遅延パラメータ１７６を参照して、生成された目標軌跡およびコマンドに対応する待機時間を決定する（ステップＳ１０６）。すなわち、図１５に示す時刻ｔ１２までの待機時間が決定される。

制御装置１００は、生成したコマンドを産業用ロボット６００に順次送信する（ステップＳ１０８）。そして、制御装置１００は、ステップＳ１０６において決定された待機時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１１０）。

ステップＳ１０６において決定された待機時間が経過していれば（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、ステップＳ１０２において生成した目標軌跡に基づいて指令値（モーション命令１１０６に従う指令値）を決定し（ステップＳ１１２）、決定した指令値を対象のサーボドライバ５００へ制御周期毎に送信する（ステップＳ１１４）。新たな命令が処理対象になる毎に、図１６に示される処理が繰り返し実行される。

以上のように、制御装置１００がモーション命令１１０６に従う指令値の送信を待機することで、ロボットプログラム１１０８に従う産業用ロボット６００の動作と同期させることができる。すなわち、制御装置１００によって制御される異なる種類のアクチュエータ同士を、より正確に同期動作させることができる。

（ｄ３：指令値およびコマンドの処理開始タイミングの指定：実装例その２）
アクチュエータを同期動作させる別の実装例として、モーション命令１１０６に従う指令値、および、ロボットプログラム１１０８から生成されたコマンドに対して、それぞれ処理開始タイミングを指定することで、動作を同期させる構成について説明する。

図１７は、本実施の形態に係る制御システム１におけるアクチュエータの同期動作を実現するための別の実装例を説明するための図である。図１７を参照して、時刻ｔ２１において、ユーザプログラム１１０４に含まれるモーション命令１１０６の処理が開始されると、モーション命令１１０６に基づいて指令値が生成される（指令値生成６０）。一方、同じ時刻ｔ２１において、ロボットプログラム１１０８が解釈されてコマンドが生成される（コマンド生成７０）。

制御装置１００は、サーボドライバ５００での応答遅延６４、産業用ロボット６００へコマンドを送信するのに要する時間、産業用ロボット６００がコマンドから指令値を生成するのに要する時間（処理時間７４）、および、産業用ロボット６００での応答遅延７６などに基づいて、同期動作を開始すべき時刻ｔ２４を決定する。そして、制御装置１００は、同期動作を開始する時刻ｔ２４に応じて決定される処理開始時刻をそれぞれ付加して、生成した所定期間に亘る指令値（指令値群）を対象のサーボドライバ５００へ送信するとともに（指令値送信６７）、生成したコマンドを対象の産業用ロボット６００へ送信する（コマンド送信７３）。

サーボドライバ５００は、制御装置１００から指定された処理開始時刻ｔ２３が到来すると、受信している指令値群に従ってサーボモータ５５０を駆動する処理を開始し、産業用ロボット６００は、制御装置１００から指定された処理開始時刻ｔ２２が到来すると、受信しているコマンドに従ってロボット本体６１０を駆動する処理を開始する。

すなわち、サーボドライバ５００が処理開始時刻ｔ２３から指令値群の処理を開始すると、応答遅延６４だけ遅れて、時刻ｔ２４からサーボモータ５５０が駆動される。また、産業用ロボット６００が処理開始時刻ｔ２２からコマンドの処理を開始すると、コマンドから指令値を生成するのに要する処理時間７４、および、応答遅延７６だけ遅れて、時刻ｔ２４からロボット本体６１０の動作が開始する。

このように、制御装置１００の出力遅延量演算部１６６（図１４参照）は、モーション命令１１０６に従って生成される指令値（各軸に与えられる指令値）をサーボドライバ５００で処理を開始すべき処理開始時刻ｔ２３（第１のタイミング）を送信される指令（各軸に与えられる指令値）に付加する。また、制御装置１００の出力遅延量演算部１８４（図１４参照）は、ロボットプログラム１１０８から生成されたコマンドを産業用ロボット６００で処理を開始すべき処理開始時刻ｔ２２（第２のタイミング）を送信される指令（コマンド）に付加する。

以上のような処理開始時刻を指定することで、制御装置１００が、モーション命令１１０６に従う指令値、および、ロボットプログラム１１０８から生成されたコマンドに対して、それぞれ処理開始タイミングを指定することで、サーボモータ５５０および産業用ロボット６００との間で同期動作を実現できる。

なお、フィールドネットワーク２０に接続されているスレーブデバイスの各々は、通信マスタである制御装置１００と同期されたカウンタを有しており、この同期されたカウンタに基づいて、制御装置１００から指定された処理開始時刻が到来すると、処理を開始できる。

図１８は、本実施の形態に係る制御システム１におけるアクチュエータの同期動作を実現するための制御装置１００における別の処理手順を示すフローチャートである。図１８に示す各ステップは、典型的には、制御装置１００のプロセッサ１０２がシステムプログラム１１０２を実行することで実現される。

図１８を参照して、制御装置１００は、異なる種類のアクチュエータを同期動作させるための命令が処理対象になると（ステップＳ２００においてＹＥＳ）、対象のモーション命令１１０６を解釈して目標軌跡を生成し（ステップＳ２０２）、制御周期毎の指令値を所定期間に亘って算出して、指令値群を生成する（ステップＳ２０４）。

並列的に、制御装置１００は、対象のロボットプログラム１１０８を解釈してコマンドを生成する（ステップＳ２０６）
制御装置１００は、遅延パラメータ１７６を参照して、生成された指令値群およびコマンドの処理を開始する処理開始時刻をそれぞれ決定する（ステップＳ２０８）。すなわち、図１７に示す処理開始時刻ｔ２２およびｔ２３が決定される。

最終的に、制御装置１００は、生成した指令値群に決定された処理開始時刻の情報を付加して、対象のサーボドライバ５００へ送信する（ステップＳ２１０）。並列的に、制御装置１００は、生成したコマンドに決定された処理開始時刻の情報を付加して、対象の産業用ロボット６００へ順次送信する（ステップＳ２１２）。新たな命令が処理対象になる毎に、図１８に示される処理が繰り返し実行される。

対象のサーボドライバ５００および産業用ロボット６００は、指定された処理開始時刻が到来すると、対象の処理を開始する。

以上のように、制御装置１００がモーション命令１１０６に従う指令値、および、ロボットプログラム１１０８から生成されたコマンドに対して、それぞれ処理開始タイミングを指定することで、制御装置１００によって制御される異なる種類のアクチュエータ同士を、より正確に同期動作させることができる。

（ｄ４：実装例その２の変形例）
上述の図１７および図１８においては、モーション命令１１０６に従う指令値、および、ロボットプログラム１１０８から生成されたコマンドの両方に対して、処理開始のタイミングを指定する情報を付加する構成例について説明したが、これに限られず、いずれか一方にのみ処理開始のタイミングを指定する情報を付加するようにしてもよい。

また、上述の図１７および図１８においては、モーション命令１１０６に従う指令値、および、ロボットプログラム１１０８から生成されたコマンドの両方に対して、それぞれ異なる処理開始時刻を付与する構成例について説明したが、応答遅延などが十分に小さい場合には、同一の処理開始時刻を付与するようにしてもよい。

＜Ｅ．同期動作の設定＞
上述の図１６および図１８に示すフローチャートは、異なる種類のアクチュエータを同期動作させるための命令が処理対象であるか否かを評価する処理を含む。このような異なる種類のアクチュエータを同期動作させるための命令は、ユーザプログラム１１０４において、ユーザが任意に作成することもできるが、同期動作させる対象を予め設定する環境を提供してもよい。以下、同期動作させる対象を予め設定する構成例について説明する。

図１９は、本実施の形態に係る制御システム１のサポート装置２００において提供されるユーザインターフェイスの一例を示す模式図である。図１９（Ａ）には、同期動作させる対象のアクチュエータを設定するためのユーザインターフェイス画面２５０の一例を示す。

ユーザインターフェイス画面２５０においては、同期動作させる対象のグループを示すオブジェクトあるいは変数を規定できるようになっている。ユーザは、同期動作グループ設定２５２に任意の文字列を指定できる。同期動作グループ設定２５２に指定された文字列は、図１９（Ｂ）に示すユーザプログラム１１０４の開発環境において、オブジェクトあるいは変数として参照可能になる。

ユーザは、グループに属するアクチュエータの数をメンバ数設定欄２５４に設定するとともに、メンバとなるアクチュエータを示す変数をメンバ設定欄２５６に設定することができる。これらの内容が設定された後、生成ボタン２５８が押下されることで、メンバ設定欄２５６に設定されたアクチュエータからなる同期動作グループの設定が有効化される。この例では、変数「Ｓｙｎｃ＿Ｇｒ０００」が参照可能になる。

図１９（Ｂ）には、ユーザプログラムを開発するためのユーザインターフェイス画面２６０の一例を示す。ユーザは、ユーザインターフェイス画面２６０において、任意のユーザプログラムを作成できる。図１９（Ｂ）に示す例では、同期動作の対象となる複数のアクチュエータを同期して動作させるためのファンクションブロック２６２が規定されている。ファンクションブロック２６２の入力２６４に変数「Ｓｙｎｃ＿Ｇｒ０００」を指定することで、変数「Ｓｙｎｃ＿Ｇｒ０００」として規定される複数のアクチュエータの間について、上述したような処理が実行される。

このように、サポート装置２００は、動作を同期させなければならないサーボドライバ５００および産業用ロボット６００の設定を受け付ける設定受付部に相当する。

上述したような構成により、ユーザは、異なる種類のアクチュエータを同期動作グループのメンバとして設定した場合であっても、種類の相違などを気にすることなく、容易に同期動作を実現できる。

なお、同期動作グループを示す変数については、図１９（Ｂ）に示されるユーザプログラムの例に限らず、任意の形態で参照できるようにしてもよい。

＜Ｆ．入力および出力を含む同期動作＞
上述の実施の形態においては、モータドライバおよびロボットといったアクチュエータを同期動作させる処理に着目して説明したが、入力および出力を含めて一連の処理を同期させてもよい。

図２０は、本実施の形態に係る制御システムにおける入力および出力を含む同期動作を説明するためのタイムチャートである。図２０には、一例として、３つのセンサ０１，０２，０３とカスタムロボット５４０および産業用ロボット６００とが同期動作を行う例を示す。あるタイミングにおいて、３つのセンサ０１，０２，０３のそれぞれが示すセンシング結果（入力値）を取得するとともに、その取得された各センサからの入力値に基づいて制御演算が実行される。そして、制御演算の実行結果に基づいて、カスタムロボット５４０および産業用ロボット６００に対して指令が与えられる。上述したような処理によって、カスタムロボット５４０および産業用ロボット６００は、あるタイミングにおいて同期して動作を開始する。

このように、制御装置１００（図１４に示す状態値取得部に相当する状態値更新部１９０）は、グループに設定された複数の入力デバイスから同期したタイミングで状態値を取得することができる。

本実施の形態に係る制御システム１は、図２０に示すように、センサなどの１または複数の入力デバイスと、複数のアクチュエータとを単一のグループと見なして、より精度の高い同期制御を実現することもできる。

１または複数の入力デバイスと、複数のアクチュエータとを単一のグループに設定する方法としては、任意の方法を採用できる。

図２１は、本実施の形態に係る制御システム１のサポート装置２００において提供されるユーザインターフェイスの別の一例を示す模式図である。図２１に示されるユーザインターフェイス画面２６０Ａにおいては、同期動作の対象となる１または複数の入力デバイスと複数のアクチュエータとを同期して動作させるためのファンクションブロック２６２Ａが規定されている。ファンクションブロック２６２Ａの入力２６４に変数「Ｓｙｎｃ＿Ｇｒ０００」を指定することで、変数「Ｓｙｎｃ＿Ｇｒ０００」として規定される複数のアクチュエータが同期動作の対象であることを規定される。

さらに、ファンクションブロック２６２Ａの入力２６５に変数「Ｉｎｐｕｔ＿００１」，「Ｉｎｐｕｔ＿００２」，「Ｉｎｐｕｔ＿００３」を指定することで、対応する入力デバイスが、変数「Ｓｙｎｃ＿Ｇｒ０００」として規定される複数のアクチュエータと同期されることを規定される。

図２１に示すようなユーザインターフェイス画面２６０Ａを用いることで、入力および出力を含めた同期動作を実現できる。

さらに、同期動作させる対象の入力デバイスおよびアクチュエータを設定するためのユーザインターフェイス画面２５０Ａを提供してもよい。

図２２は、本実施の形態に係る制御システム１のサポート装置２００において提供される同期動作させる対象の入力デバイスおよびアクチュエータを設定するためのユーザインターフェイス画面の一例を示す模式図である。図２２を参照して、ユーザインターフェイス画面２５０Ａは、図１９（Ａ）に示されるユーザインターフェイス画面２５０において、入力デバイスをさらに設定できるようにしたものに相当する。ユーザインターフェイス画面２５０Ａに対して、ユーザは、グループに属する入力デバイスの数をメンバ数設定欄２５５に設定するとともに、メンバとなる入力デバイスを示す変数をメンバ設定欄２５７に設定することができる。これらの内容が設定された後、生成ボタン２５８が押下されることで、メンバ設定欄２５６に設定されたアクチュエータからなる同期動作グループの設定が有効化される。この例では、変数「Ｓｙｎｃ＿Ｇｒ０００」が参照可能になる。

すなわち、変数「Ｓｙｎｃ＿Ｇｒ０００」は、設定された入力デバイスおよび出力デバイス（アクチュエータ）をメンバとして含むオブジェクトとして取り扱うことができる。

このように、同期動作の対象となる入力デバイスおよび出力デバイス（アクチュエータ）を単一のユーザインターフェイス画面上で設定できるので、ユーザによる設定の手間を低減できる。入力デバイスおよびアクチュエータを含めて同期動作させることができるので、より精度の高い同期制御を実現することもできる。

＜Ｇ．変形例＞
上述の説明においては、１つの制御装置１００が異なる種類のアクチュエータを含む様々なデバイスを統合して制御する構成例について示したが、複数の制御装置１００が連係して、様々なデバイスを統合して制御するようにしてもよい。すなわち、複数の制御装置１００の間で処理を分担して実行するような構成を採用してもよい。このような構成についても、本願発明の技術的範囲から除外されるものではない。

また、上述の説明においては、単一のフィールドネットワーク２０にすべてのデバイスが接続される例を示すが、これに限らず、例えば、制御装置１００が複数のフィールドネットワーク２０に接続されており、各デバイスはいずれかのフィールドネットワークに接続されていてもよい。このような構成についても、本願発明の技術的範囲から除外されるものではない。

さらに、図２には、様々なデバイスがフィールドネットワーク２０に接続される例を示すが、すべての種類のデバイスがフィールドネットワーク２０に接続されていなくてもよい。

＜Ｈ．付記＞
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。

［構成１］
制御システム（１）であって、
制御対象を制御するための制御装置（１００）と、
センサ（９５０）、モータドライバ（５００）およびロボット（６００）を前記制御装置に接続するためのネットワーク（２０）とを備え、
前記制御装置は、
所定周期毎に前記センサから状態値を収集する状態値取得部（１９０）と、
モーション命令（１１０６）に従って所定周期毎に指令値を生成して前記モータドライバへ送信する指令送信部（１６０，１６２，１６４，１６８）と、
所定のプログラミング言語で記述されたプログラム（１１０８）を解釈してコマンドを生成して前記ロボットへ順次送信するコマンド送信部（１８０）とを含む、制御システム。

［構成２］
前記モータドライバによるモータの駆動と前記ロボットの動作とが同期するように、前記指令送信部による前記指令値の送信、および、前記コマンド送信部による前記コマンドの送信の少なくとも一方を変更する同期調整部（１６６，１８４）をさらに備える、構成１に記載の制御システム。

［構成３］
前記同期調整部は、前記指令送信部による前記指令値の送信を遅延させる、構成２に記載の制御システム。

［構成４］
前記同期調整部は、前記指令送信部が送信する前記指令値を前記モータドライバで処理を開始すべき第１のタイミング（ｔ２３）、および、前記コマンド送信部が送信する前記コマンドを前記ロボットで処理を開始すべき第２のタイミング（ｔ２２）の少なくとも一方を、送信される指令に付加する、構成２に記載の制御システム。

［構成５］
前記同期調整部は、前記コマンド送信部による前記コマンドの送信に要する時間（７２）を考慮して、前記指令送信部による前記指令値の送信、および、前記コマンド送信部による前記コマンドの送信の少なくとも一方を変更する、構成２〜４のいずれか１項に記載の制御システム。

［構成６］
前記ロボットは、前記コマンドを解釈した結果に応じて動作し、
前記同期調整部は、前記ロボットによる前記コマンドの解釈に要する時間（７４）を考慮して、前記指令送信部による前記指令値の送信、および、前記コマンド送信部による前記コマンドの送信の少なくとも一方を変更する、構成２〜５のいずれか１項に記載の制御システム。

［構成７］
動作を同期させなければならない前記モータドライバおよび前記ロボットの設定を受け付ける設定受付部（２００）をさらに備える、構成２〜６のいずれか１項に記載の制御システム。

［構成８］
前記ネットワークには、安全制御を実行する安全コントローラ（７００）、および、撮像された画像に対して認識処理を行って認識結果を出力する視覚センサ（８００）の少なくとも一方が接続される、構成１〜７のいずれか１項に記載の制御システム。

［構成９］
制御対象を制御するための制御装置（１００）であって、
ネットワーク（２０）を介して、センサ（９５０）、モータドライバ（５００）およびロボット（６００）との間でデータをやり取りするネットワークインターフェイス（１０８）と、
所定周期毎にセンサから状態値を収集する状態値取得部（１９０）と、
モーション命令（１１０６）に従って所定周期毎に指令値を生成して前記モータドライバへ送信する指令送信部（１６０，１６２，１６４，１６８）と、
所定のプログラミング言語で記述されたプログラム（１１０８）を解釈してコマンドを生成して前記ロボットへ順次送信するコマンド送信部（１８０）とを備える、制御装置。

［構成１０］
制御対象を制御するための制御装置（１００）を含む制御システム（１）における制御方法であって、前記制御装置にはネットワーク（２０）を介して、センサ（９５０）、モータドライバ（５００）およびロボット（６００）が接続されており、前記制御方法は、
前記制御装置が、所定周期毎に前記センサから状態値を収集するステップと、
前記制御装置が、モーション命令に従って所定周期毎に指令値を生成して前記モータドライバへ送信するステップ（Ｓ１１４，Ｓ２１０）と、
前記制御装置が、所定のプログラミング言語で記述されたプログラムを解釈してコマンドを生成して前記ロボットへ順次送信するステップ（Ｓ１０８，Ｓ２１２）とを備える、制御方法。

＜Ｉ．利点＞
本実施の形態に係る制御システム１によれば、１または複数のモータ（あるいは、１または複数のモータにより構成される機構）と、１または複数の産業用ロボットとを単一の制御装置で制御することができる。このように複数のアクチュエータを単一の制御装置で制御できるため、複数のアクチュエータに対する制御内容を制御装置で実行されるユーザプログラムで規定できるため、複雑な制御を実現するにあたっても、ユーザは、設計時にアクチュエータ間の同期などを考慮しなくても、同期動作を実現できる。

また、本実施の形態に係る制御システム１によれば、モータおよび産業用ロボットだけではなく、安全コントローラ、視覚センサ、ＩＯユニットなどについても、同一のネットワークに接続でき、制御装置がこれらのデバイスを統合して制御できるので、より複雑な制御をより容易に実現できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 制御システム、１０ ネットワークハブ、１２ 上位ネットワーク、２０ フィールドネットワーク、３０ 軸、３２ ハンド、４０ 箱、４２ ワーク、４４ 吸着部、４６ リンク機構、６０ 指令値生成、６２ 伝送遅延、６４，７６ 応答遅延、６６，６７ 指令値送信、７０ コマンド生成、７２，７３ コマンド送信、７４ 処理時間、１００ 制御装置、１０１ 演算ユニット、１０２，２０２，５１２，６６２，７１１，７３１，７４１，９１２ プロセッサ、１０４，２０４，５１６，６６６，７１２，７３２，７４２，９１６ メインメモリ、１０６ 上位ネットワークコントローラ、１０８，５０２，６５２，７１４，９０２ フィールドネットワークコントローラ、１０９，１１７，５０３，６５３，７１５，７１８，７３９，７４９，９０３ カウンタ、１１０，２１０，５２０，６７０，７１３，７３３ ストレージ、１１２ メモリカードインターフェイス、１１４ メモリカード、１１６，７１７，７３８，７４８ ローカルバスコントローラ、１１８，２１８，７１９，７３７，７４７ プロセッサバス、１２０，２２０，７１６ ＵＳＢコントローラ、１２２，７６０ ローカルバス、１３０ 拡張ユニット、１４０ モーション命令解釈、１４１ モーション命令実行指示、１４２，６７４ 目標軌跡生成処理、１４４，６７６ 指令値決定処理、１４６ プログラム解釈、１４８ コマンド生成処理、１５０ 通信フレーム伝送処理、１５２ ユーザプログラム実行処理、１５４ モーション処理、１５６ ロボット処理、１５８ ロボットプログラム解釈処理、１５９ バッファ、１６０ ユーザプログラム処理部、１６２ 目標軌跡演算部、１６４ 指令値演算部、１６６，１８４ 出力遅延量演算部、１６８ 軸指令値演算部、１７０，１８６ 入力遅延演算部、１７４ キネマティクス、１７６ 遅延パラメータ、１８０ ロボットプログラム処理部、１８２ 指令値同期部、１９０ 状態値更新部、１９２ 状態値保持部、２００ サポート装置、２０６ 入力部、２０８ 出力部、２１２ 光学ドライブ、２１４ 記憶媒体、２２２ 通信コントローラ、２５０，２５０Ａ，２６０，２６０Ａ ユーザインターフェイス画面、２５２ 同期動作グループ設定、２５４，２５５ メンバ数設定欄、２５６，２５７ メンバ設定欄、２５８ 生成ボタン、２６２，２６２Ａ ファンクションブロック、２６４，２６５ 入力、３００ 表示装置、４００ サーバ装置、５００ サーボドライバ、５１０，６６０，９１０ 演算処理回路、５３０，６８０ ドライブ回路、５３２ フィードバック受信回路、５４０ カスタムロボット、５５０，６９０ サーボモータ、５５２ 三相交流モータ、５５４ エンコーダ、６００ 産業用ロボット、６１０ ロボット本体、６５０ ロボットコントローラ、６６８，９３０ インターフェイス回路、６７２ コマンド解釈、７００ 安全コントローラ、７１０ 通信インターフェイスユニット、７３０ 安全制御ユニット、７３４，５２０４，６７０４ 設定情報、７３５ 安全プログラム、７３６，１１０２ システムプログラム、７４０ 安全拡張ユニット、７４３ モジュール、７５０ 安全デバイス、８００ 視覚センサ、９００ ＩＯユニット、９２０ ＲＯＭ、９２２ ファームウェア、９５０ 力覚センサ、１１０４ ユーザプログラム、１１０５ シーケンス命令、１１０６ モーション命令、１１０８ ロボットプログラム、２１０４ 開発プログラム、５２０２ サーボ制御プログラム、６７０２ ロボットシステムプログラム、Ｔ１ 制御周期、Ｔ２ アプリケーション実行周期、ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３，ｔ２１，ｔ２４ 時刻、ｔ２２，ｔ２３ 処理開始時刻。

Claims (10)

1. 制御システムであって、
   制御対象を制御するための制御装置と、
   センサ、モータドライバおよびロボットを前記制御装置に接続するためのネットワークとを備え、
   前記制御装置は、
   所定周期毎に前記センサから状態値を収集する状態値取得部と、
   モーション命令に従って所定周期毎に指令値を生成して前記モータドライバへ送信する指令送信部と、
   所定のプログラミング言語で記述されたプログラムを解釈してコマンドを生成して前記ロボットへ順次送信するコマンド送信部とを含む、制御システム。
2. 前記モータドライバによるモータの駆動と前記ロボットの動作とが同期するように、前記指令送信部による前記指令値の送信、および、前記コマンド送信部による前記コマンドの送信の少なくとも一方を変更する同期調整部をさらに備える、請求項１に記載の制御システム。
3. 前記同期調整部は、前記指令送信部による前記指令値の送信を遅延させる、請求項２に記載の制御システム。
4. 前記同期調整部は、前記指令送信部が送信する前記指令値を前記モータドライバで処理を開始すべき第１のタイミング、および、前記コマンド送信部が送信する前記コマンドを前記ロボットで処理を開始すべき第２のタイミングの少なくとも一方を、送信される指令に付加する、請求項２に記載の制御システム。
5. 前記同期調整部は、前記コマンド送信部による前記コマンドの送信に要する時間を考慮して、前記指令送信部による前記指令値の送信、および、前記コマンド送信部による前記コマンドの送信の少なくとも一方を変更する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の制御システム。
6. 前記ロボットは、前記コマンドを解釈した結果に応じて動作し、
   前記同期調整部は、前記ロボットによる前記コマンドの解釈に要する時間を考慮して、前記指令送信部による前記指令値の送信、および、前記コマンド送信部による前記コマンドの送信の少なくとも一方を変更する、請求項２〜５のいずれか１項に記載の制御システム。
7. 動作を同期させなければならない前記モータドライバおよび前記ロボットの設定を受け付ける設定受付部をさらに備える、請求項２〜６のいずれか１項に記載の制御システム。
8. 前記ネットワークには、安全制御を実行する安全コントローラ、および、撮像された画像に対して認識処理を行って認識結果を出力する視覚センサの少なくとも一方が接続される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の制御システム。
9. 制御対象を制御するための制御装置であって、
   ネットワークを介して、センサ、モータドライバおよびロボットとの間でデータをやり取りするネットワークインターフェイスと、
   所定周期毎に前記センサから状態値を収集する状態値取得部と、
   モーション命令に従って所定周期毎に指令値を生成して前記モータドライバへ送信する指令送信部と、
   所定のプログラミング言語で記述されたプログラムを解釈してコマンドを生成して前記ロボットへ順次送信するコマンド送信部とを備える、制御装置。
10. 制御対象を制御するための制御装置を含む制御システムにおける制御方法であって、前記制御装置にはネットワークを介して、センサ、モータドライバおよびロボットが接続されており、前記制御方法は、
    前記制御装置が、所定周期毎に前記センサから状態値を収集するステップと、
    前記制御装置が、モーション命令に従って所定周期毎に指令値を生成して前記モータドライバへ送信するステップと、
    前記制御装置が、所定のプログラミング言語で記述されたプログラムを解釈してコマンドを生成して前記ロボットへ順次送信するステップとを備える、制御方法。

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