JP2022139199A - 複数の移動機構を制御するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の移動機構を制御するシステムおよび方法の拡張性を向上させる。【解決手段】操作端末４００は、特定移動機構２００に対する第１指令Ｃｍ１を統合制御装置１００に出力する。統合制御装置１００は、第１指令Ｃｍ１に基づいて特定移動機構２００に対応する第２指令Ｃｍ２を生成し、特定制御装置２５０に第２指令Ｃｍ２を出力する。統合制御装置１００または特定制御装置２５０は、第２指令Ｃｍ２に基づいて特定移動機構２００の動作の時間変化を規定する動作プロファイルを生成する。特定制御装置２５０は、動作プロファイルに基づいて特定移動機構２００を制御する。【選択図】図１

Description

本開示は、複数の移動機構を制御するシステムおよび方法に関する。

従来、複数の移動機構を制御する制御システムが知られている。たとえば、特開２０１９－７９３４４号公報（特許文献１）には、ネットワーク接続される複数の駆動機器に対して、単一の教示装置を用いて、対応する制御対象の動作を同時に教示することができる制御システムが開示されている。

特開２０１９－７９３４４号公報

特許文献１においては、教示装置の指令体系と異なる指令体系を有する制御対象の駆動機器が制御システムに追加された場合、当該教示装置によって当該制御対象を操作することはできない。特許文献１に開示された制御システムの拡張性には、改善の余地がある。

本開示は上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の移動機構を制御するシステムおよび方法の拡張性を向上させることである。

本開示の一局面に係るシステムは、複数の制御装置と、統合制御装置と、操作端末とを備える。複数の制御装置は、複数の移動機構をそれぞれ制御する。統合制御装置は、複数の移動機構の各々に対する指令を、当該移動機構を制御する制御装置に出力する。操作端末は、複数の移動機構のいずれかである特定移動機構に対する第１指令を統合制御装置に出力する。統合制御装置は、第１指令に基づいて特定移動機構に対応する第２指令を生成し、特定移動機構を制御する特定制御装置に第２指令を出力する。統合制御装置または特定制御装置は、第２指令に基づいて特定移動機構の動作の時間変化を規定する動作プロファイルを生成する。特定制御装置は、動作プロファイルに基づいて特定移動機構を制御する。

この開示によれば、任意の移動機構に対する操作端末からの操作指令が統合制御装置において当該移動機構に対応する指令に変換される。その結果、操作端末の指令体系と異なる指令体系を有する移動機構がシステムの制御対象に追加された場合でも、操作端末の指令体系を変更することなく操作端末によって当該移動機構を操作することができる。上記システムによれば、複数の移動機構を制御するシステムの拡張性を向上させることができる。

上記の開示において、特定制御装置は、動作プロファイルを生成してもよい。
この開示によれば、動作プロファイルを生成するために必要な計算負荷を複数の制御装置に分散することができるため、操作端末による操作時における統合制御装置の処理効率を向上させることができる。

上記の開示において、統合制御装置は、動作プロファイルを生成してもよい。
この開示によれば、複数の移動機構に関する制御情報を有する統合制御装置が操作端末からの操作指令に対応する動作プロファイルを生成するため、複数の移動機構が互いに協調して動作することを当該操作指令が指定する場合に、動作中の或る移動機構が他の移動機構の動作を妨げることを防止することができる。また、操作端末による操作時に複数の制御装置の各々が動作プロファイルを生成する必要がないため、操作対象の制御装置の計算負荷を低減することができる。その結果、当該制御装置の処理効率を向上させることができる。

上記の開示において、複数の移動機構は、第１型の移動機構と、第２型の移動機構とを含んでもよい。操作端末は、操作対象の移動機構の型に応じて、操作対象の移動機構のパラメータを設定するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を切り替えてもよい。

この開示によれば、ユーザによって選択された移動機構の型に応じてＧＵＩが変化することにより、ユーザは、当該移動機構の操作に必要なパラメータを知ることができる。ユーザは移動機構の型に固有のパラメータを予め知る必要がないため、操作端末による複数の移動機構の操作性を向上させることができる。

本開示の他の局面に係る方法は、複数の移動機構を制御する方法であって、複数の移動機構のいずれかである特定移動機構に対する第１指令を統合制御装置に出力するステップと、第１指令に基づいて特定移動機構に対応する第２指令を生成するステップと、特定移動機構を制御する特定制御装置に第２指令を出力するステップと、第２指令に基づいて特定移動機構の動作の時間変化を規定する動作プロファイルを生成するステップと、動作プロファイルに基づいて特定移動機構を制御するステップとを含む。統合制御装置または特定制御装置は、動作プロファイルを生成する。

この開示によれば、任意の移動機構に対する操作端末からの操作指令が統合制御装置において当該移動機構に対応する指令に変換される。その結果、操作指令の指令体系と異なる指令体系を有する移動機構が制御対象に追加された場合でも、操作指令の指令体系を変更することなく上記方法によって当該移動機構を操作することができる。上記方法によれば、複数の移動機構を制御する方法の拡張性を向上させることができる。

本開示に係るシステムまたは方法によれば、統合制御装置が第１指令に基づいて特定移動機構に対応する第２指令を生成することにより、拡張性を向上させることができる。

実施の形態１に係る制御システムの構成および制御情報の流れを併せて示すブロック図である。 図１のティーチングペンダントにおいて行われる指令送信処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１のロジック制御部がティーチングペンダントから操作指令を受信した場合に統合制御装置において行われる指令変換処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１の統合制御装置からの指令が複数の制御装置の各々に受信された場合に、当該制御装置において行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１の制御システムのネットワーク構成例を示すブロック図である。 図１の統合制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 図１のロボット制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 図１のサーボ制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 図１のティーチングペンダントのハードウェア構成例を示すブロック図である。 図９のタッチパネルに表示される操作ダイアログの一例を示す図である。 図１０のコンボボックスが押下されて展開された様子を示す図である。 図１１のコンボボックスにおいてロボットが選択された場合の操作ダイアログを示す図である。 図１１のコンボボックスにおいてロボットが選択された場合の操作ダイアログを示す図である。 図１１のコンボボックスにおいてサーボが選択された場合の操作ダイアログを示す図である。 実施の形態２に係る制御システムの構成および制御情報の流れを併せて示すブロック図である。 図１５のロジック制御部がティーチングペンダントから操作指令を受信した場合に統合制御装置において行われる指令変換処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１５の統合制御装置からの指令が複数の制御装置の各々に受信された場合に、当該制御装置において行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。

［実施の形態１］
＜適用例＞
図１は、実施の形態１に係る制御システム１の構成および制御情報の流れを併せて示すブロック図である。図１に示されるように、制御システム１は、統合制御装置１００と、ロボット制御装置２５０と、サーボ制御装置３５０と、ティーチングペンダント４００とを備える。

統合制御装置１００は、フィールドネットワーク２０を介して、ロボット制御装置２５０、サーボ制御装置３５０、およびティーチングペンダント４００（操作端末）に接続されている。統合制御装置１００は、ロボット制御装置２５０およびサーボ制御装置３５０の各々に当該制御装置が接続された移動機構への指令を出力する。

フィールドネットワーク２０は、定周期通信を行うバスまたはネットワークを採用することが好ましい。このような定周期通信を行うバスまたはネットワークとしては、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（登録商標）、またはＣｏｍｐｏＮｅｔ（登録商標）などが知られている。データの到達時間が保証される点において、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）が好ましい。

ロボット制御装置２５０は、ロボット２００（移動機構）に接続されている。ロボット制御装置２５０は、統合制御装置１００からの指令に基づいて、ロボット２００を制御する。

ロボット２００としては、アプリケーションに応じて任意に作成される１または複数の軸または関節を有するカスタムロボットが用いられてもよい。さらに、ロボット２００としては、水平多関節（スカラ）ロボット、垂直多関節ロボット、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。

サーボ制御装置３５０は、少なくとも１つのサーボ３００（移動機構）に接続されている。サーボ制御装置３５０は、統合制御装置１００からの指令に基づいて、少なくとも１つのサーボ３００を制御する。

ティーチングペンダント４００は、ユーザＵｓからの入力を受ける。ティーチングペンダント４００は、当該入力に基づいて、制御システム１によって制御される複数の移動機構のうち、ユーザＵｓによって指定された移動機構（特定移動機構）に対する操作指令Ｃｍ１（第１指令）を生成し、操作指令Ｃｍ１を統合制御装置１００に出力する。操作指令Ｃｍ１は、ティーチングペンダント４００の識別子、当該移動機構に対する所望の動作、当該動作後の目標位置、および当該移動機構を制御する制御装置のネットワークノード識別子を含む。図１においては、操作指令Ｃｍ１がロボット２００への指令であるとする。

統合制御装置１００は、ロジック制御部１１０と、指令生成部１２０と、通信部１３０とを含む。ロジック制御部１１０は、ティーチングペンダント４００からの操作指令Ｃｍ１を受けた場合、操作指令Ｃｍ１を解釈して、操作指令Ｃｍ１に対応する制御指示Ｉｓｐを指令生成部１２０に出力する。

指令生成部１２０は、制御指示Ｉｓｐに基づいて、ロボット２００に対応する制御プログラムを解釈してロボット２００への指令Ｃｍ２を生成し、指令Ｃｍ２を通信部１３０に出力する。指令Ｃｍ２は、指令Ｃｍ２がティーチングペンダント４００からの操作指令に基づくことを示す情報を含む。図１においては、ロボットプログラムＰｒｂおよびサーボプログラムＰｓｖがロボット２００およびサーボ３００にそれぞれ対応する制御プログラムである。ロボットプログラムＰｒｂおよびサーボプログラムＰｓｖの各々は、たとえば、Ｖ＋言語などの制御用プログラミング言語、またはＧコードなどのＮＣ（Numerical Control）制御に係るプログラミング言語を用いて記述されてもよい。

通信部１３０は、ネットワーク構成情報セットＳｎを参照して、指令Ｃｍ２において指定された移動機構を制御する制御装置に指令Ｃｍ２を送信する。図１において通信部１３０は、指令Ｃｍ２を制御装置２５０に送信する。ネットワーク構成情報セットＳｎには、フィールドネットワーク２０に接続された複数の移動機構の情報が含まれる。たとえば、ネットワーク構成情報セットＳｎには、或る移動機構のタイプ、当該移動機構を制御する制御装置のネットワークノード識別子、および当該タイプに固有の情報が含まれる。

図１に示されるネットワーク構成情報セットＳｎの一例においては、ティーチングペンダント４００および複数の移動機構毎にセクションが設けられている。ティーチングペンダント４００のセクションにおいては、ティーチングペンダント４００のネットワーク構成情報として、ティーチングペンダント４００のタイプがティーチングペンダント型であること、ティーチングペンダント４００のネットワークノード識別子が１であること等が定められている。ロボット２００のセクションにおいては、ロボット２００のネットワーク構成情報として、ロボット２００のタイプがロボット１型（第１型）であること、ロボット制御装置２５０のネットワークノード識別子が２であること、軸数が４であること、およびその他の軸変数等が定められている。サーボ３００のセクションにおいては、サーボ３００のネットワーク構成情報として、サーボ３００のタイプがサーボ型（第２型）であること、サーボ制御装置３５０のネットワークノード識別子が３であること、およびサーボ変数等が定められている。

ロボット制御装置２５０は、通信部２５１と、指令生成部２５２と、プロファイル生成部２５３とを含む。通信部２５１は、統合制御装置１００から指令を受けて、当該指令を指令生成部２５２に出力する。

指令生成部２５２は、ロボット２００に関するネットワーク構成情報Ｔｎ２を参照して、指令において指定されているネットワークノード識別子が２である場合、指令に対応する動作プロファイル（目標軌跡）の生成をプロファイル生成部２５３に指示する。ネットワーク構成情報Ｔｎ２は、ネットワーク構成情報セットＳｎのロボット２００のセクションに含まれている。動作プロファイルにおいては、指令に対応する動作が開始してから当該動作が終了するまでの時間経過に応じたロボット２００のＴＣＰ（Tool Center Point）の変化が規定される。たとえば、ロボット２００の動作プロファイルには、典型的には、ロボット２００の先端部（ＴＣＰ）の時間毎の位置（時間に対する位置の変化）、ロボット２００の先端部の時間毎の速度（時間に対する速度の変化）、および／または、ロボット２００の先端部の時間毎の加速度（時間に対する加速度の変化）などが含まれる。

プロファイル生成部２５３は、ロボット２００のキネマティクスに基づいて、動作プロファイルを生成する。プロファイル生成部２５３は、当該動作プロファイルに基づいて指令値Ｐｃ２（たとえば、ロボット２００に含まれる複数の関節（ジョイント）の各々の位置）を算出し、指令値Ｐｃ２をロボット２００に出力する。なお、ロボットの軸は、関節を構成することもあるので、以下の説明では、ロボットの「軸または関節」とも称す。すなわち、本明細書において、ロボットの「軸」との用語は、軸および関節を含む意味で用いられる。

サーボ制御装置３５０は、サーボ３００を制御する。サーボ制御装置３５０は、通信部３５１と、指令生成部３５２と、プロファイル生成部３５３とを含む。通信部３５１は、統合制御装置１００から指令を受けて、当該指令を指令生成部３５２に出力する。

指令生成部３５２は、サーボ３００に関するネットワーク構成情報Ｔｎ３を参照して、指令において指定されているネットワークノード識別子が３である場合、指令に対応する動作プロファイルの生成をプロファイル生成部３５３に指示する。ネットワーク構成情報Ｔｎ３は、ネットワーク構成情報セットＳｎのサーボ３００のセクションに含まれている。動作プロファイルにおいては、指令に対応する動作が開始してから当該動作が終了するまでの時間経過に応じたサーボ３００の動作の変化が規定される。たとえば、サーボ３００の動作プロファイルには、典型的には、サーボ３００の時間毎の角度（時間に対する回転角の変化）、サーボ３００の時間毎の角速度（時間に対する角速度の変化）、および／または、サーボ３００の時間毎の角加速度（時間に対する角加速度の変化）などが含まれる。

プロファイル生成部３５３は、生成された動作プロファイルに基づいて指令値（たとえば、サーボ３００の回転角）を算出し、当該指令値をサーボ３００に出力する。

ティーチングペンダント４００は、通信部４５１と、指令生成部４５２と、入出力部４５３とを含む。入出力部４５３は、システム操作アプリケーションのＧＵＩ（Graphical User Interface）をユーザＵｓに表示する。入出力部４５３は、入出力部４５３へのユーザＵｓの入力情報を指令生成部４５２に出力する。入出力部４５３は、たとえば、ディスプレイ、タッチパネル、および操作ボタン等を含む。指令生成部４５２は、ネットワーク構成情報セットＳｎを参照して、入出力部４５３からの入力情報に基づいて、操作指令Ｃｍ１を生成し、操作指令Ｃｍ１を通信部４５１に出力する。通信部４５１は、操作指令Ｃｍ１を統合制御装置１００に送信する。

ティーチングペンダント４００は、制御システム１全体のシミュレーションを行うＩＤＥ（Integrated Development Environment）機能を有していてもよい。ティーチングペンダント４００においては、リアルタイム（ネットワーク周期毎）に、複数の移動機構の各々の状態を確認することができてもよい。ティーチングペンダント４００は、ＮＣプログラム、ロボットプログラム、および入出力／モーションコントロール用のプログラムの各々の作成機能および表示機能を有していてもよい。

なお、ネットワーク構成情報セットＳｎは、たとえば、制御システム１の初期化処理において統合制御装置１００およびティーチングペンダント４００の各々において設定されてもよい。また、複数の移動機構の各々が参照するネットワーク構成情報に含まれる情報は、ネットワーク構成情報セットＳｎに基づいて、指令Ｃｍ２とともに当該移動機構に送信されてもよい。

制御システム１においては、任意の移動機構に対するティーチングペンダント４００からの操作指令が統合制御装置１００において当該移動機構に対応する指令に変換される。その結果、ティーチングペンダント４００の指令体系と異なる指令体系を有する移動機構の制御装置が制御システム１に追加された場合でも、ティーチングペンダント４００の指令体系を変更することなくティーチングペンダント４００によって当該移動機構を操作することができる。制御システム１によれば、複数の移動機構を制御するシステムおよび方法の拡張性を向上させることができる。また、制御システム１によれば、動作プロファイルを生成するために必要な計算負荷を複数の制御装置に分散することができるため、ティーチングペンダント４００による操作時における統合制御装置１００の処理効率を向上させることができる。

図２は、図１のティーチングペンダント４００において行われる指令送信処理の流れの一例を示すフローチャートである。図２に示される処理は、ティーチングペンダント４００を統合的に制御する不図示のメインルーチンによって呼び出される。以下では、ステップを単にＳと記載する。

図２に示されるように、指令生成部１２０は、Ｓ１０１においてユーザＵｓの入力に基づいて操作指令Ｃｍ１を生成し、処理をＳ１０２に進める。指令生成部１２０は、Ｓ１０２において操作指令Ｃｍ１を通信部４５１に出力する。通信部４５１は、Ｓ１０３において操作指令Ｃｍ１を統合制御装置１００に送信する。

図３は、図１のロジック制御部１１０がティーチングペンダント４００から操作指令Ｃｍ１を受信した場合に統合制御装置１００において行われる指令変換処理の流れの一例を示すフローチャートである。図３に示される処理は、統合制御装置１００を統合的に制御する不図示のメインルーチンによって呼び出される。

図３に示されるように、ロジック制御部１１０は、Ｓ１１１において操作指令Ｃｍ１を解釈して、操作指令Ｃｍ１に対応する制御指示Ｉｓｐを生成し、処理をＳ１１２に進める。ロジック制御部１１０は、Ｓ１１２において制御指示Ｉｓｐを指令生成部１２０に出力する。指令生成部１２０は、Ｓ１１３において、制御指示Ｉｓｐに対応する指令Ｃｍ２を生成し、処理をＳ１１４に進める。指令生成部１２０は、Ｓ１１４において、指令Ｃｍ２を通信部１３０に出力する。通信部１３０は、Ｓ１１５において、指令Ｃｍ２に対応する移動機構（図１においてはロボット２００）を制御する制御装置（図１においてはロボット制御装置２５０）に出力し、処理をメインルーチンに返す。

図４は、図１の統合制御装置１００からの指令が制御装置２５０，３５０の各々に受信された場合に、当該制御装置において行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４に示される処理は、当該制御装置を統合的に制御する不図示のメインルーチンによって呼び出される。

図４に示されるように、指令生成部２５２（３５２）は、Ｓ２１１において、動作プロファイルの作成をプロファイル生成部２５３（３５３）に指示する。プロファイル生成部２５３（３５３）は、Ｓ２１２において、統合制御装置１００からの指令に対応する動作プロファイルを生成し、処理をＳ２１３に進める。プロファイル生成部２５３（３５３）は、Ｓ２１３において、Ｓ２１２の動作プロファイルに基づいて指令値を算出し、処理をＳ２１４に進める。プロファイル生成部２５３（３５３）は、Ｓ２１４において、Ｓ２１３の指令値を移動機構に出力し、処理をメインルーチンに返す。

＜制御システムのネットワーク構成例＞
図５は、図１の制御システム１のネットワーク構成例を示すブロック図である。図５に示されるように、制御システム１は、フィールドネットワーク２０に加えて、上位ネットワーク１２およびサポート装置８００に接続されている。

統合制御装置１００は、上位ネットワーク１２を介して、他の装置にも接続されている。上位ネットワーク１２は、ゲートウェイ７００を介して、外部ネットワークであるインターネットに接続されている。上位ネットワーク１２には、一般的なネットワークプロトコルであるイーサネット（登録商標）、あるいはＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）が採用されてもよい。より具体的には、上位ネットワーク１２には、少なくとも１つの表示装置５００および少なくとも１つのサーバ装置６００が接続されてもよい。

表示装置５００は、ユーザからの操作を受けて、統合制御装置１００に対してユーザ操作に応じたコマンドなどを出力するとともに、統合制御装置１００での演算結果などをグラフィカルに表示する。

サーバ装置６００としては、データベースシステム、または製造実行システム（ＭＥＳ：Manufacturing Execution System）などが想定される。製造実行システムは、制御対象の製造装置または設備からの情報を取得して、生産全体を監視および管理するものであり、オーダ情報、品質情報、あるいは出荷情報などを扱うこともできる。これらに限らず、情報系サービスを提供する装置を上位ネットワーク１２に接続するようにしてもよい。情報系サービスとしては、制御対象の製造装置または設備からの情報を取得して、マクロ的またはミクロ的な分析などを行う処理が想定される。たとえば、情報系サービスとしては、制御対象の製造装置または設備からの情報に含まれる何らかの特徴的な傾向を抽出するデータマイニング、あるいは制御対象の設備または機械からの情報に基づく機械学習を行うための機械学習ツールなどが想定される。

統合制御装置１００は、サポート装置８００が接続可能に構成されている。サポート装置８００は、統合制御装置１００が移動機構を制御するために必要な準備を支援する装置である。具体的には、サポート装置８００は、統合制御装置１００で実行されるプログラムの開発環境（プログラム作成編集ツール、パーサ、およびコンパイラなど）、統合制御装置１００および統合制御装置１００に接続される各種デバイスの構成情報（コンフィギュレーション）を設定するための設定環境、生成したプログラムを統合制御装置１００へ出力する機能、および統合制御装置１００上で実行されるプログラムなどをオンラインで修正および変更を行う機能などを提供する。

制御システム１においては、統合制御装置１００、サポート装置８００、および表示装置５００がそれぞれ別体として構成されているが、これらの機能の全部または一部を単一の装置に集約するような構成が採用されてもよい。

統合制御装置１００は、一の生産現場のみで使用される場合に限らず、他の生産現場においても使用される。また、一の生産現場内においても複数の異なるラインで使用される場合もある。

＜統合制御装置のハードウェア構成例＞
図６は、図１の統合制御装置１００のハードウェア構成例を示すブロック図である。図６に示されるように、統合制御装置１００は、プロセッサ１０２と、メインメモリ１０４と、ストレージ１６０と、メモリカードインターフェイス１１２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、ローカルバスコントローラ１１６と、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェイスを提供するＵＳＢコントローラ１７０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）および／または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１６０に格納されたプログラムを読み出して、メインメモリ１０４に展開して実行することで、移動機構に対する制御演算を実現する。

メインメモリ１０４は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）および／または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１６０は、たとえば、ＳＳＤ（Solid State Drive）および／または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１６０には、システムプログラムＰｓｃと、移動機構プログラムＰｍと、ネットワーク構成情報セットＳｎとが保存されている。システムプログラムＰｓｃは、統合制御装置１００を統合的に制御して、統合制御装置１００の各機能を実現するためのプログラム（たとえばユーザプログラム）を含む。すなわち、システムプログラムＰｓｃを実行するプロセッサ１０２が、図１のロジック制御部１１０、指令生成部１２０、および通信部１３０に対応する。移動機構プログラムＰｍは、図１のロボットプログラムＰｒｂ，サーボプログラムＰｓｖを含む。

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。

上位ネットワークコントローラ１０６は、上位ネットワーク１２（たとえばローカルエリアネットワーク）を介して、上位ネットワーク１２に接続された任意の情報処理装置との間でデータを遣り取りする。

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、ロボット２００，サーボ３００，ティーチングペンダント４００等の任意のデバイスとの間でデータを遣り取りする。

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、統合制御装置１００を構成する任意の機能ユニット１８０との間でデータを遣り取りする。機能ユニット１８０は、たとえば、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Ｉ／Ｏ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Ｉ／Ｏユニット、ならびに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。

ＵＳＢコントローラ１７０は、ＵＳＢ接続を介して、任意の情報処理装置との間でデータを遣り取りする。ＵＳＢコントローラ１７０には、たとえばサポート装置８００が接続される。

＜制御装置のハードウェア構成例＞
図７は、図１のロボット制御装置２５０のハードウェア構成例を示すブロック図である。図７に示されるように、ロボット制御装置２５０は、フィールドネットワークコントローラ２７０と、制御処理回路２６０とを含む。

フィールドネットワークコントローラ２７０は、フィールドネットワーク２０を介して、主として、統合制御装置１００との間でデータを遣り取りする。

制御処理回路２６０は、ロボット２００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、制御処理回路２６０は、プロセッサ２６２と、メインメモリ２６４と、ストレージ２６６と、インターフェイス回路２６８とを含む。

プロセッサ２６２は、ロボット２００を駆動するための制御演算を実行する。メインメモリ２６４は、たとえば、ＤＲＡＭおよび／またはＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ２６６は、たとえば、ＳＳＤおよび／またはＨＤＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。プロセッサ２６２は、ストレージ２６６に格納されたプログラムを読み出して、メインメモリ２６４に展開して実行することで、ロボット２００に対する制御演算を実現する。

ストレージ２６６には、ロボット制御プログラムＰｃｒと、ネットワーク構成情報Ｔｎ２とが保存されている。ロボット制御プログラムＰｃｒは、ロボット制御装置２５０を統合的に制御して、ロボット制御装置２５０の各機能を実現するためのプログラムを含む。すなわち、ロボット制御プログラムＰｃｒを実行するプロセッサ２６２が、図１の通信部２５１、指令生成部２５２、およびプロファイル生成部２５３に対応する。

インターフェイス回路２６８は、プロセッサ２６２から出力された指令値を、ロボット２００に出力する。

図８は、図１のサーボ制御装置３５０のハードウェア構成例を示すブロック図である。図８に示されるように、サーボ制御装置３５０は、フィールドネットワークコントローラ３７０と、制御処理回路３６０とを含む。

フィールドネットワークコントローラ３７０は、フィールドネットワーク２０を介して、主として、統合制御装置１００との間でデータを遣り取りする。

制御処理回路３６０は、サーボ３００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、制御処理回路３６０は、プロセッサ３６２と、メインメモリ３６４と、ストレージ３６６と、インターフェイス回路３６８とを含む。

プロセッサ３６２は、サーボ３００を駆動するための制御演算を実行する。メインメモリ３６４は、たとえば、ＤＲＡＭおよび／またはＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ３６６は、たとえば、ＳＳＤおよび／またはＨＤＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。プロセッサ３６２は、ストレージ３６６に格納されたプログラムを読み出して、メインメモリ３６４に展開して実行することで、サーボ３００に対する制御演算を実現する。

ストレージ３６６には、サーボ制御プログラムＰｃｓと、ネットワーク構成情報Ｔｎ３とが保存されている。サーボ制御プログラムＰｃｓは、サーボ制御装置３５０を統合的に制御して、サーボ制御装置３５０の各機能を実現するためのプログラムを含む。すなわち、サーボ制御プログラムＰｃｓを実行するプロセッサ３６２が、図１の通信部３５１、指令生成部３５２、およびプロファイル生成部３５３に対応する。

インターフェイス回路３６８は、プロセッサ３６２から出力された指令値を、サーボ３００に出力する。

＜ティーチングペンダントのハードウェア構成例＞
図９は、図１のティーチングペンダント４００のハードウェア構成例を示すブロック図である。図９に示されるように、ティーチングペンダント４００は、フィールドネットワークコントローラ４７０と、制御処理回路４６０と、操作キー群４８１と、タッチパネル４８２とを含む。

フィールドネットワークコントローラ４７０は、フィールドネットワーク２０を介して、主として、統合制御装置１００との間でデータを遣り取りする。

制御処理回路４６０は、プロセッサ４６２と、メインメモリ４６４と、ストレージ４６６と、インターフェイス回路４６８とを含む。

プロセッサ４６２は、ロボット２００を駆動するための制御演算を実行する。メインメモリ４６４は、たとえば、ＤＲＡＭおよび／またはＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ４６６は、たとえば、ＳＳＤおよび／またはＨＤＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。プロセッサ４６２は、ストレージ４６６に格納されたプログラムを読み出して、メインメモリ４６４に展開して実行することで、ティーチングペンダント４００の各種機能を実現する。

ストレージ４６６には、ファームウェアプログラムＰｆｍと、システム操作プログラムＰｏｐと、ネットワーク構成情報セットＳｎとが保存されている。ファームウェアプログラムＰｆｍは、ティーチングペンダント４００を統合的に制御して、ティーチングペンダント４００の各機能を実現するためのプログラムを含む。システム操作プログラムＰｏｐは、プロセッサ４６２によって実行されることにより、ユーザが各移動機構の操作に関する情報を入力するためのＧＵＩをタッチパネル４８２に表示する。システム操作プログラムＰｏｐは、当該ＧＵＩに入力された情報に基づいてユーザによって指定された移動機構への操作指令を生成して、当該操作指令を統合制御装置１００に送信する。すなわち、システム操作プログラムＰｏｐを実行するプロセッサ４６２が、図１の通信部４５１、および指令生成部４５２に対応する。

インターフェイス回路４６８は、操作キー群４８１およびタッチパネル４８２との間で信号を遣り取りする。操作キー群４８１は、ユーザ操作を受け付ける入力装置である。操作キー群４８０は、入力状態を示すインジケータおよびキーボードなどを含んでいてもよい。タッチパネル４８２は、システム操作プログラムＰｏｐのＧＵＩを表示するディスプレイとして機能するとともに、当該ＧＵＩへのユーザのタッチ操作を受ける。

図１０は、図９のタッチパネル４８２に表示される操作ダイアログＤｇの一例を示す図である。図１０に示されるように、操作ダイアログＤｇは、操作対象の移動機構を選択するコンボボックスＣｂを含む。

図１１は、図１０のコンボボックスＣｂが押下されて展開された様子を示す図である。図１１に示されるように、ユーザが選択可能な操作対象として、ロボット＿ＳＣＡＲＡ、ロボット＿ＡＲＴＩＣＵＬＡＲ、およびサーボがコンボボックスＣｂに示されている。なお、ロボット＿ＳＣＡＲＡのタイプはロボット１型であり、ロボット＿ＡＲＴＩＣＵＬＡＲのタイプはロボット２型である。

図１２は、図１１のコンボボックスＣｂにおいてロボット＿ＳＣＡＲＡが選択された場合の操作ダイアログＤｇを示す図である。図１２に示されるように、ロボット＿ＳＣＡＲＡに対しては、４つのジョイントＪ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４に関する操作の設定が可能である。ロボット１型は、４つのジョイントを有するロボットのタイプである。

図１３は、図１１のコンボボックスＣｂにおいてロボット＿ＡＲＴＩＣＵＬＡＲが選択された場合の操作ダイアログＤｇを示す図である。図１２に示されるように、ロボット＿ＡＲＴＩＣＵＬＡＲに対しては、６つのジョイントＪ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６に関する操作の設定が可能である。ロボット２型は、６つのジョイントを有するロボットのタイプである。

図１４は、図１１のコンボボックスＣｂにおいてサーボが選択された場合の操作ダイアログＤｇを示す図である。図１４に示されるように、サーボに対しては、サーボドライバに関する操作の設定が可能である。

ユーザによって選択された移動機構のタイプに応じて操作ダイアログのＧＵＩが変化することにより、ユーザは、当該移動機構の操作に必要なパラメータを知ることができる。ユーザは移動機構のタイプに固有のパラメータを予め知る必要がないため、ティーチングペンダント４００による複数の移動機構の操作性を向上させることができる。

以上、実施の形態１に係るシステムおよび方法によれば、拡張性を向上させることができる。

［実施の形態２］
実施の形態１においては、操作端末によって或る移動機構に対する操作が行われる場合に、当該移動機構を制御する制御装置が動作プロファイルを生成する構成について説明した。実施の形態２においては、操作端末によって或る移動機構に対する操作が行われる場合に、統合制御装置が動作プロファイルを生成する構成について説明する。実施の形態２に係るシステムおよび方法によれば、複数の移動機構に関する制御情報を有する統合制御装置が操作端末からの操作指令に対応する動作プロファイルを生成するため、複数の移動機構が互いに協調して動作することを当該操作指令が指定する場合に、動作中の或る移動機構が他の移動機構の動作を妨げることを防止することができる。また、実施の形態２に係るシステムおよび方法によれば、操作端末による操作時に複数の制御装置の各々が動作プロファイルを生成する必要がないため、操作対象の制御装置の計算負荷を低減することができる。その結果、当該制御装置の処理効率を向上させることができる。

図１５は、実施の形態２に係る制御システム２の構成および制御情報の流れを併せて示すブロック図である。制御システム２の構成は、図１の指令生成部１２０，２５２，３５２および通信部１３０が指令生成部１２０Ｂ，２５２Ｂ，３５２Ｂおよび通信部１３０Ｂにそれぞれ置き換えられているとともに、プロファイル生成部１４０が追加された構成である。これら以外の制御システム２の構成は制御システム１の構成と同様であるため、同様の構成についての説明を繰り返さない。

図１５に示されるように、指令生成部１２０Ｂは、実施の形態１と同様に指令Ｃｍ２を通信部１３０に出力するとともに、指令Ｃｍ２に対応する動作プロファイルの生成をプロファイル生成部１４０に指示する。

プロファイル生成部１４０は、指令Ｃｍ２において指定された移動機構（図１５においてはロボット２００）のキネマティクスに基づいて、指令Ｃｍ２に対応する動作プロファイルを生成する。プロファイル生成部１４０は、当該動作プロファイルに基づいて、当該移動機構に対する指令値Ｐｃ２を算出し、指令値Ｐｃ２を通信部１３０Ｂに出力する。

通信部１３０Ｂは、指令Ｃｍ２および指令値Ｐｃ２を指令Ｃｍ２において指定された移動機構に送信する。

指令生成部２５２Ｂは、ロボット２００に関するネットワーク構成情報Ｔｎ２を参照して、指令において指定されているネットワークノード識別子が２であり、かつ当該指令がティーチングペンダント４００からの操作指令に基づく場合、当該指令とともに受信した指令値をロボット２００に出力する。

指令生成部３５２Ｂは、サーボ３００に関するネットワーク構成情報Ｔｎ３を参照して、指令において指定されているネットワークノード識別子が３であり、かつ当該指令がティーチングペンダント４００からの操作指令に基づく場合、当該指令とともに受信した指令値をサーボ３００に出力する。

図１６は、図１５のロジック制御部１１０がティーチングペンダント４００から操作指令Ｃｍ１を受信した場合に統合制御装置１００において行われる指令変換処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１６に示されるフローチャートは、図３のＳ１１３とＳ１１４との間にＳ１２４，Ｓ１３０が追加されているとともに、Ｓ１２４と「リターン」との間にＳ１２５～Ｓ１２９が追加されたフローチャートである。

図１６に示されるように、実施の形態１と同様に、ロジック制御部１１０はＳ１１１，Ｓ１１２を実行し、指令生成部１２０ＢはＳ１１３を実行する。指令生成部１２０Ｂは、Ｓ１２４において、統合制御装置１００において動作プロファイルが作成されるか否かを判定する。統合制御装置１００において動作プロファイルが作成されるか否かは、たとえば、指令に対応する動作が、複数の移動機構が互いに協調する必要のある協調動作か否かによって判定される。協調動作には、たとえば複数の移動機構が互いに同期して停止する同期停止が含まれる。

統合制御装置１００において動作プロファイルが作成されない場合（Ｓ１２４においてＮＯ）、指令生成部１２０Ｂは、Ｓ１３０においてプロファイル作成指示を指令に追加して、処理をＳ１１４に進める。指令生成部１２０Ｂは、Ｓ１１４において、Ｓ１３０の指令を通信部１３０に出力する。通信部１３０は、Ｓ１１５において、指令において指定された移動機構を制御する制御装置に当該指令を出力し、処理をメインルーチンに返す。

統合制御装置１００において動作プロファイルが作成される場合（Ｓ１２４においてＹＥＳ）、指令生成部１２０Ｂは、Ｓ１２５において、指令を通信部１３０およびプロファイル生成部１４０に出力する。プロファイル生成部１４０は、Ｓ１２６において、指令に対応する動作プロファイルを生成し、処理をＳ１２７に進める。プロファイル生成部１４０は、Ｓ１２７において、動作プロファイルに基づいて指令値を算出し、処理をＳ１２８に進める。プロファイル生成部１４０は、Ｓ１２８において、指令値を通信部１３０に出力する。通信部１３０は、Ｓ１２９において指令および指令値を当該指令において指定された移動機構を制御する制御装置に出力し、処理をメインルーチンに返す。

図１７は、図１５の統合制御装置１００からの指令が制御装置２５０，３５０の各々に受信された場合に、当該制御装置において行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１７に示されるフローチャートは、図４に示される処理に、Ｓ２２１，Ｓ２２２が追加されたフローチャートである。

図１７に示されるように、指令生成部２５２Ｂ（３５２Ｂ）は、Ｓ２２１において統合制御装置１００からの指令がプロファイル作成指示を含むか否かを判定する。当該指令がプロファイル作成指示を含まない場合（Ｓ２２１においてＮＯ）、指令生成部１２０Ｂは、Ｓ２２２において、統合制御装置１００からの指令値を操作対象の移動機構に出力し、処理をメインルーチンに返す。当該指令がプロファイル作成指示を含む場合（Ｓ２２１においてＹＥＳ）、指令生成部２５２Ｂ（３５２Ｂ）およびプロファイル生成部２５３（３５３）は、実施の形態１と同様にＳ２１１～Ｓ２１４を実行して処理をメインルーチンに返す。

以上、実施の形態２に係るシステムおよび方法によれば、拡張性を向上させることができる。

＜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］
複数の移動機構（２００，３００）をそれぞれ制御する複数の制御装置（２５０，３５０）と、
前記複数の移動機構（２００，３００）の各々に対する指令を、当該移動機構を制御する制御装置に出力する統合制御装置（１００）と、
前記複数の移動機構（２００，３００）のいずれかである特定移動機構（２００）に対する第１指令（Ｃｍ１）を前記統合制御装置（１００）に出力する操作端末（４００）とを備え、
前記統合制御装置（１００）は、前記第１指令（Ｃｍ１）に基づいて前記特定移動機構（２００）に対応する第２指令（Ｃｍ２）を生成し、前記特定移動機構（２００）を制御する特定制御装置（２５０）に前記第２指令（Ｃｍ２）を出力し、
前記統合制御装置（１００）または前記特定制御装置（２５０）は、前記第２指令（Ｃｍ２）に基づいて前記特定移動機構（２００）の動作の時間変化を規定する動作プロファイルを生成し、
前記特定制御装置（２５０）は、前記動作プロファイルに基づいて前記特定移動機構（２００）を制御する、システム（１，２）。

［構成２］
前記特定制御装置（２５０）は、前記動作プロファイルを生成する、構成１に記載のシステム（１）。

［構成３］
前記統合制御装置（１００）は、前記動作プロファイルを生成する、構成１に記載のシステム（２）。

［構成４］
前記複数の移動機構（２００，３００）は、第１型の移動機構（２００）と、第２型の移動機構（３００）とを含み、
前記操作端末（４００）は、操作対象の移動機構の型に応じて、前記操作対象の移動機構のパラメータを設定するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を切り替える、構成１～３のいずれかに記載のシステム（１，２）。

［構成５］
複数の移動機構（２００，３００）を制御する方法であって、
前記複数の移動機構（２００，３００）のいずれかである特定移動機構（２００）に対する第１指令（Ｃｍ１）を統合制御装置（１００）に出力するステップ（Ｓ１０３）と、
前記第１指令（Ｃｍ１）に基づいて前記特定移動機構（２００）に対応する第２指令（Ｃｍ２）を生成するステップ（Ｓ１１３）と、
前記特定移動機構（２００）を制御する特定制御装置（２５０）に前記第２指令（Ｃｍ２）を出力するステップ（Ｓ１１５）と、
前記第２指令（Ｃｍ２）に基づいて前記特定移動機構（２００）の動作の時間変化を規定する動作プロファイルを生成するステップ（Ｓ２１２）と、
前記動作プロファイルに基づいて前記特定移動機構（２００）を制御するステップ（Ｓ２１４）とを含み、
前記統合制御装置（１００）または前記特定制御装置（２５０）は、前記動作プロファイルを生成する、方法。

今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わされて実施されることも予定されている。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て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。

１，２ 制御システム、１２ 上位ネットワーク、２０ フィールドネットワーク、１００ 統合制御装置、１０２，２６２，３６２，４６２ プロセッサ、１０４，２６４，３６４，４６４ メインメモリ、１０６ 上位ネットワークコントローラ、１０８，２７０，３７０，４７０ フィールドネットワークコントローラ、１１０ ロジック制御部、１１２ メモリカードインターフェイス、１１４ メモリカード、１１６ ローカルバスコントローラ、１１８ プロセッサバス、１２０，１２０Ｂ，２５２，２５２Ｂ，３５２，３５２Ｂ，４５２ 指令生成部、１２２ ローカルバス、１３０，１３０Ｂ，２５１，３５１，４５１ 通信部、１４０，２５３，３５３ プロファイル生成部、１６０，２６６，３６６，４６６ ストレージ、１７０ ＵＳＢコントローラ、１８０ 機能ユニット、２００ ロボット、２５０ ロボット制御装置、２６０，３６０，４６０ 制御処理回路、２６８，３６８，４６８ インターフェイス回路、３００ サーボ、３５０ サーボ制御装置、４００ ティーチングペンダント、４５３ 入出力部、４８０，４８１ 操作キー群、４８２ タッチパネル、５００ 表示装置、６００ サーバ装置、７００ ゲートウェイ、８００ サポート装置、Ｃｂ コンボボックス、Ｃｍ１ 操作指令、Ｄｇ 操作ダイアログ、Ｉｓｐ 制御指示、Ｐｃ２ 指令値、Ｐｃｒ ロボット制御プログラム、Ｐｃｓ サーボ制御プログラム、Ｐｍ 移動機構プログラム、Ｐｏｐ システム操作プログラム、Ｐｒｂ ロボットプログラム、Ｐｓｃ システムプログラム、Ｐｓｖ サーボプログラム、Ｓｎ ネットワーク構成情報セット、Ｔｎ２，Ｔｎ３ ネットワーク構成情報、Ｕｓ ユーザ。

Claims (5)

1. 複数の移動機構をそれぞれ制御する複数の制御装置と、
   前記複数の移動機構の各々に対する指令を、当該移動機構を制御する制御装置に出力する統合制御装置と、
   前記複数の移動機構のいずれかである特定移動機構に対する第１指令を前記統合制御装置に出力する操作端末とを備え、
   前記統合制御装置は、前記第１指令に基づいて前記特定移動機構に対応する第２指令を生成し、前記特定移動機構を制御する特定制御装置に前記第２指令を出力し、
   前記統合制御装置または前記特定制御装置は、前記第２指令に基づいて前記特定移動機構の動作の時間変化を規定する動作プロファイルを生成し、
   前記特定制御装置は、前記動作プロファイルに基づいて前記特定移動機構を制御する、システム。
2. 前記特定制御装置は、前記動作プロファイルを生成する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記統合制御装置は、前記動作プロファイルを生成する、請求項１に記載のシステム。
4. 前記複数の移動機構は、第１型の移動機構と、第２型の移動機構とを含み、
   前記操作端末は、操作対象の移動機構の型に応じて、前記操作対象の移動機構のパラメータを設定するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を切り替える、請求項１～３のいずれか１項に記載のシステム。
5. 複数の移動機構を制御する方法であって、
   前記複数の移動機構のいずれかである特定移動機構に対する第１指令を統合制御装置に出力するステップと、
   前記第１指令に基づいて前記特定移動機構に対応する第２指令を生成するステップと、
   前記特定移動機構を制御する特定制御装置に前記第２指令を出力するステップと、
   前記第２指令に基づいて前記特定移動機構の動作の時間変化を規定する動作プロファイルを生成するステップと、
   前記動作プロファイルに基づいて前記特定移動機構を制御するステップとを含み、
   前記統合制御装置または前記特定制御装置は、前記動作プロファイルを生成する、方法。
   

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