JP2023111378A - ロボット制御システムおよびロボット制御システムを構成する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】１または複数のロボットの制御に必要なモジュールを最適に配置できるロボット制御システムなどを提供する。【解決手段】ロボット制御システムの開発支援装置は、制御プログラムを逐次解釈する第１のモジュールと、第１のモジュールによる解釈結果に基づいて中間表現を生成する第２のモジュールと、中間表現に従ってロボットに対する指令値を生成する第３のモジュールとのうち、３のモジュールを、設定されたアプリケーション、および、各コントローラで利用可能なリソースのうち少なくとも一方に基づいて、１または複数の第１のコントローラならびに１または複数の第２のコントローラのうちいずれのコントローラに配置するのかを決定する構成決定部と、決定した配置先に各モジュールが配置されるように、対象のコントローラを構成する構成反映部とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボット制御システムおよび当該ロボット制御システムを構成する方法に関する。

生産現場において、様々なロボットの導入および実用化が進行している。生産設備と連携してロボットを動作させる必要なども生じるため、共通の制御装置により１または複数のロボットを制御するような構成が開示されている（特許文献１～４参照）。

特開２０２１－１４２６２５号公報 特開２０２１－１４４５８６号公報 特開２０２１－１４４５８７号公報 特開２０２１－１４４５８８号公報

生産現場で利用されるロボットは、用途に応じて様々な動作を行わせる必要がある。例えば、複数のロボットで同一のワークに対して何らかの処理を行うような場合には、当該複数のロボット間を互いに同期させる必要がある。また、ワークをより高い精度で加工する場合には、ロボットをより高い応答性で動作させる必要がある。

このように、ロボット毎に要求される性能などが行っており、このような要求に応じて、必要なモジュールを最適な計算リソースに配置することが好ましい。

本発明は、１または複数のロボットの制御に必要なモジュールを最適に配置できるロボット制御システムなどを提供することを目的としている。

本発明のある局面に従えば、１または複数のロボットを制御するロボット制御システムは、開発支援装置と、１または複数の第１のコントローラと、ロボットを駆動する１または複数の第２のコントローラとを含む。開発支援装置は、制御プログラムを逐次解釈する第１のモジュールと、第１のモジュールによる解釈結果に基づいて中間表現を生成する第２のモジュールと、中間表現に従ってロボットに対する指令値を生成する第３のモジュールとのうち、第３のモジュールを、設定されたアプリケーション、および、各コントローラで利用可能なリソースのうち少なくとも一方に基づいて、１または複数の第１のコントローラならびに１または複数の第２のコントローラのうちいずれのコントローラに配置するのかを決定する構成決定部と、決定した配置先に各モジュールが配置されるように、対象のコントローラを構成する構成反映部とを含む。

この構成によれば、１または複数のロボットの制御に必要な第３のモジュールの配置先を、設定されたアプリケーション、および、各コントローラで利用可能なリソースのうち少なくとも一方に基づいて最適化できる。

第３のモジュールは、ロボット毎に用意されてもよい。この構成によれば、ロボット毎に独立した制御を実現できる。

構成決定部は、同期すべき複数のロボットの指定に従って、当該同期すべき複数のロボットにそれぞれ対応付けられる複数の第３のモジュールを同一の第１のコントローラに配置するようにしてもよい。この構成によれば、同一の第１のコントローラに複数の第３のモジュールが配置されることで、ロボットを同期して動作させることができる。

構成決定部は、第１のモジュールおよび第２のモジュールの各々を、１または複数の第１のコントローラのうちいずれのコントローラに配置するのかをさらに決定するようにしてもよい。この構成によれば、１または複数のロボットの制御に必要な、第１のモジュールおよび第２のモジュールの配置先を、設定されたアプリケーション、および、各コントローラで利用可能なリソースのうち少なくとも一方に基づいて最適化できる。

開発支援装置は、ロボット制御システムに含まれる各コントローラで利用可能なリソースに基づいて、コントローラ毎に、第１のモジュール、第２のモジュールおよび第３のモジュールのうち配置可能なモジュールを提示するユーザインターフェイス部をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、ユーザは、各モジュールをいずれのコントローラに配置可能であるかを容易に把握できる。

ユーザインターフェイス部は、各モジュールを配置すべきコントローラの指定を受け付け、構成決定部は、コントローラの指定に従って、モジュールの配置先を決定するようにしてもよい。この構成によれば、ユーザは、各モジュールの配置先を任意に指定できる。

構成反映部は、決定した配置先に設定情報を送信することで、対象のモジュールを有効化するようにしてもよい。この構成によれば、各モジュールを実現するためのプログラムを送信する場合に比較して、より迅速にシステムを構成できる。

本発明の別の局面に従えば、１または複数のロボットを制御する制御システムを構成する方法が提供される。制御システムは、１または複数の第１のコントローラと、ロボットを駆動する１または複数の第２のコントローラとを含む。方法は、制御プログラムを逐次解釈する第１のモジュールと、第１のモジュールによる解釈結果に基づいて中間表現を生成する第２のモジュールと、中間表現に従ってロボットに対する指令値を生成する第３のモジュールとのうち、第３のモジュールを、１または複数の第１のコントローラならびに１または複数の第２のコントローラのうちいずれのコントローラに配置するのかを決定するステップとを含む。

本発明によれば、１または複数のロボットの制御に必要なモジュールを最適に配置できる。

本実施の形態に係るロボット制御システムの全体構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係るロボット制御システムの機能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開発支援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ロボット制御システムのロボット制御に係る機能構成例を示す模式図である。 本実施の形態に係るロボット制御システムにおける機能モジュールの配置例を示す模式図である。 本実施の形態に係るロボット制御システムにおける機能モジュールの別の配置例を示す模式図である。 本実施の形態に係るロボット制御システムが提供する機能モジュール配置に係る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。 本実施の形態に係るロボット制御システムにおける機能モジュールの配置を実現するため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ロボット制御システムが提供する機能モジュール配置に係るユーザインターフェイス画面の別の一例を示す模式図である。 本実施の形態に係るロボット制御システムにおける機能モジュールの配置を実現するための別の処理手順を示すフローチャートである。

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。

図１は、本実施の形態に係るロボット制御システム１の全体構成例を示す模式図である。図１を参照して、ロボット制御システム１は、１または複数のロボット２００－１，２００－２，２００－３，…（以下、「ロボット２００」とも総称する。）を制御する。

より具体的には、ロボット制御システム１は、制御装置１００と、１または複数のロボット２００－１，２００－２，２００－３，…とを含む。なお、制御装置１００は、複数であってもよいし、後述するような共有サーバがさらに付加されてもよい。

制御装置１００は、第１のコントローラに相当し、任意の制御プログラムに従ってロボット２００を制御する。制御プログラムは、例えば、任意の高級言語（例えば、Ｖ＋言語などのロボット制御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）で記述されていてもよい。

ロボット２００は、第２のコントローラに相当し、後述するようなロボットコントローラ２５０およびサーボドライバ２６０を有している。ロボット２００は、例えば、多関節ロボット、スカラーロボット、モバイルロボット、任意に構成されたロボットなどどのようなものであってもよい。

制御装置１００は、上位ネットワーク１０を介して、表示装置４００と接続されていてもよい。上位ネットワーク１０には、産業用ネットワーク用のプロトコルであるやＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰなどを用いることができる。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２００と接続されている。フィールドネットワーク２０には、産業用ネットワーク用のプロトコルである、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）やＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰなどを用いることができる。なお、フィールドネットワーク２０には、定周期通信が可能な通信プロトコルを採用することが好ましい。制御装置１００には、開発支援装置３００が接続可能になっていてもよい。

図２は、本実施の形態に係るロボット制御システム１の機能構成例を示す模式図である。図２を参照して、開発支援装置３００は、ロボット制御システム１に必要な機能モジュール（後述する、解釈部、統合指示部、ロボット制御部）をデバイス（計算リソース）に配置する。

開発支援装置３００は、機能構成として、構成反映モジュール３４０と、構成決定モジュール３４２と、ユーザインターフェイスモジュール３４４とを含む。

ユーザインターフェイスモジュール３４４は、ユーザインターフェイス画面を提供するとともに、ユーザ操作を受け付ける。

構成決定モジュール３４２は、機能モジュールの配置先を決定する。より具体的には、構成決定モジュール３４２は、制御プログラムを逐次解釈する解釈部（第１のモジュール）と、解釈部による解釈結果に基づいて中間表現を生成する統合指示部（第２のモジュール）と、中間表現に従ってロボット２００に対する指令値を生成するロボット制御部（第３のモジュール）とのうち、第３のモジュールを、設定されたアプリケーション、および、各コントローラで利用可能なリソースのうち少なくとも一方に基づいて、制御装置１００および共有サーバ、ならびに、１または複数のロボットコントローラ（第２のコントローラ）のうちいずれのコントローラに配置するのかを決定する。

また、構成決定モジュール３４２は、解釈部（第１のモジュール）および統合指示部（第２のモジュール）の各々を、制御装置１００および共有サーバ（第１のコントローラ）のうちいずれのコントローラに配置するのかをさらに決定するようにしてもよい。

構成反映モジュール３４０は、決定した配置先に各モジュールが配置されるように、対象のコントローラを構成する。

このような機能構成を採用することで、１または複数のロボット２００の制御に必要な機能モジュールを最適に配置できる。

＜Ｂ．ハードウェア構成例＞
次に、本実施の形態に係るロボット制御システム１のハードウェア構成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）インターフェイスを提供するＵＳＢコントローラ１２０と、メモリカードインターフェイス１２２とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス１３０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み出して、メインメモリ１０４に展開して実行することで、後述するような処理を実現する。

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１１２などが格納される。

上位ネットワークコントローラ１０６は、上位ネットワーク１０を介して、任意の情報処理装置（図２に示される表示装置４００など）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、ロボット２００との間でデータをやり取りする。

ＵＳＢコントローラ１２０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やり取りする。

メモリカードインターフェイス１２２は、着脱可能な記憶媒体の一例であるメモリカード１２４を受け付ける。メモリカードインターフェイス１２２は、メモリカード１２４に対して任意のデータの読み書きが可能になっている。

（ｂ２：ロボット２００）
図４は、本実施の形態に係るロボット２００のハードウェア構成例を示す模式図である。図４を参照して、ロボット２００は、ロボットコントローラ２５０と、サーボドライバ２６０とを含む。

ロボットコントローラ２５０は、ロボットを駆動するコントローラであり、フィールドネットワークコントローラ２１０と、制御処理回路２２０とを含む。

フィールドネットワークコントローラ２１０は、フィールドネットワーク２０を介して、制御装置１００との間でデータをやり取りする。

制御処理回路２２０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２２０は、プロセッサ２２２と、メインメモリ２２４と、ストレージ２２６と、インターフェイス回路２３０とを含む。

プロセッサ２２２は、ロボットを駆動するための制御演算を実行する。メインメモリ２２４は、例えば、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２２６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２２６には、ロボット２００の制御を実現するためのシステムプログラム２２８が格納される。

インターフェイス回路２３０は、サーボドライバ２６０との間で信号をやり取りする。
サーボドライバ２６０は、１または複数のモータ２６２－１，２６２－２，２６２－３，…，２６２－Ｎに電力を供給して駆動する。モータ２６２－１，２６２－２，２６２－３，…，２６２－Ｎは、ロボット２００を構成する軸と機械的に連結されている。モータ２６２－１，２６２－２，２６２－３，…，２６２－Ｎが回転することで、ロボット２００の位置および姿勢が変化することになる。

（ｂ３：開発支援装置３００）
図５は、本実施の形態に係る開発支援装置３００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、開発支援装置３００は、ＣＰＵやＧＰＵなどのプロセッサ３０２と、メインメモリ３０４と、入力部３０６と、表示部３０８と、ストレージ３１０と、ＵＳＢコントローラ３２０と、ネットワークコントローラ３２２と、光学ドライブ３２４とを含む。これらのコンポーネントは、バス３３０を介して接続される。

プロセッサ３０２は、ストレージ３１０に格納された各種プログラムを読み出して、メインメモリ３０４に展開して実行することで、開発支援装置３００で後述するような処理を実現する。

ストレージ３１０は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤなどで構成される。ストレージ３１０には、典型的には、ＯＳ３１２と、後述するような処理を実現するための開発支援プログラム３１４とが格納される。なお、ストレージ３１０には、図５に示すプログラム以外の必要なプログラムが格納されてもよい。

入力部３０６は、マウス、キーボード、タッチパネルなどで構成され、ユーザからの指示を受け付ける。表示部３０８は、ディスプレイ、各種インジケータなどで構成され、プロセッサ３０２からの処理結果などを出力する。

ＵＳＢコントローラ３２０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やり取りする。

ネットワークコントローラ３２２は、任意の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。

光学ドライブ３２４は、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録媒体３２６（例えば、ＤＶＤなどの光学記録媒体）からプログラムを読み取って、ストレージ３１０などに格納する。

開発支援装置３００で実行される各種プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体３２６を介してインストールされてもよいが、ネットワーク上の任意のサーバ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。

（ｂ４：表示装置４００）
本実施の形態に係る表示装置４００は、一例として、汎用パソコンを用いて実現されてもよい。表示装置４００の基本的なハードウェア構成例は、周知であるので、ここでは詳細な説明は行わない。

（ｂ５：共有サーバ）
本実施の形態に係るロボット制御システム１は、計算リソースを提供する情報処理装置として図示しない共有サーバを有していてもよい。共有サーバは、汎用的なアーキテクチャに従うコンピュータが用いられてもよい。

（ｂ６：その他の形態）
図３～図５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、本実施の形態に係るロボット制御システムの実現に必要な処理の一部または全部を、いわゆるクラウド上の計算リソースを用いて実行するようにしてもよい。本実施の形態に係るロボット制御システムをどのようなハードウェアリソースおよびソフトウェアリソースを用いて実現するのかについては、任意に設計および選択できる事項である。

＜Ｃ．機能構成例＞
次に、本実施の形態に係るロボット制御システム１の機能（functionality）構成例について説明する。

図６は、本実施の形態に係るロボット制御システム１のロボット制御に係る機能構成例を示す模式図である。図６を参照して、ロボット制御システム１は、ロボット制御に係る機能モジュールとして、解釈部５０と、統合指示部６０と、１または複数のロボット制御部７０とを含む。

解釈部５０は、制御プログラム３０を逐次解釈し、解釈結果としての中間表現を生成する。

統合指示部６０は、解釈部５０による解釈結果（解釈結果としての中間表現）に基づいて対象のロボット制御部７０に向けた中間表現を生成し、生成した中間表現を対象のロボット制御部７０へ順次提供する。より具体的には、統合指示部６０は、中間表現に含まれる識別情報に基づいて、当該中間表現の送信先となるロボット制御部７０を決定する。

ロボット制御部７０は、ロボット２００毎に用意される。図６に示す構成例においては、ロボット２００－１～２００－３のサーボドライバ２６０－１～２６０－３にそれぞれ対応付けて、ロボット制御部７０－１～７０－３が用意されている。

ロボット制御部７０の各々は、中間表現に従ってロボットに対する指令値を生成する。より具体的には、ロボット制御部７０の各々は、統合指示部６０から受信した中間表現に対応する内部コマンドを生成し、生成した内部コマンドに従って、制御周期毎の指令値を生成する。生成される指令値は、ロボット２００のサーボドライバ２６０へ提供される。

制御周期毎の指令値は、例えば、ロボット２００を構成するモータ２６２の各々に対する目標位置（目標角度）あるいは目標速度（目標角速度）であってもよい。

ロボット制御部７０は、生成した内部コマンドに従って、ロボット２００が移動すべき軌道を生成するとともに、生成した軌道を実現するための各軸の位置（角度）をキネマティクス計算により算出する。

＜Ｄ．機能モジュール配置の最適化＞
本実施の形態に係るロボット制御システム１においては、ロボット制御に係る機能モジュールの配置先を最適化することができる。

図７は、本実施の形態に係るロボット制御システム１における機能モジュールの配置例を示す模式図である。図７を参照して、解釈部５０、統合指示部６０、および、ロボット制御部７０－１～７０－３が制御装置１００に配置されている。図７に示す配置例においては、ロボット制御部７０－１～７０－３の各々は、対応付けられたロボット２００－１～２００－３に対する指令値を制御周期毎に生成する。制御装置１００からロボット２００－１～２００－３の各々までの指令値の伝送にかかる遅延時間は、ロボット２００－１～２００－３の間で実質的に差はない。そのため、ロボット２００－１～２００－３を互いに同期して制御することができる。但し、制御装置１００は、解釈部５０、統合指示部６０、および、ロボット制御部７０－１～７０－３の処理をすべて実行する必要があるので、より多くの計算リソースが必要となる。

図８は、本実施の形態に係るロボット制御システム１における機能モジュールの別の配置例を示す模式図である。図８を参照して、解釈部５０、統合指示部６０、および、ロボット制御部７０－２，７０－３が制御装置１００に配置されており、ロボット制御部７０－１がロボット２００－１に配置されている。

図８に示す配置例においては、ロボット制御部７０－１が制御周期毎に生成した指令値は、フィールドネットワーク２０を介することなくサーボドライバ２６０（図４参照）へ提供される。そのため、指令値の伝送にかかる遅延時間の影響を実質的に無視できる。

一方、ロボット制御部７０－２，７０－３の各々は、対応付けられたロボット２００－２，２００－３に対する指令値を制御周期毎に生成する。制御装置１００からロボット２００－２，２００－３の各々までの指令値の伝送にかかる遅延時間は、ロボット２００－２，２００－３の間で実質的に差はない。そのため、ロボット２００－２，２００－３を互いに同期して制御することができる。

なお、図７および図８に示す配置例に限定されることなく、解釈部５０、統合指示部６０、および、ロボット制御部７０－１～７０－３をどのように配置してもよい。さらに、制御装置１００およびロボット２００に加えて、計算リソースを提供する別の情報処理装置が追加されてもよい。

但し、上述したように、機能モジュールの配置先に依存して、ロボット２００の制御性能が変化し得る。そのため、本実施の形態に係るロボット制御システム１は、要求に応じて、機能モジュールをどのように配置すべかについて、ユーザを支援することが可能になっている。

＜Ｅ．機能モジュール配置に係る支援機能＞
次に、本実施の形態に係るロボット制御システム１が提供する機能モジュール配置に係る支援機能について説明する。

本実施の形態に係るロボット制御システム１において、開発支援装置３００は、設定されたアプリケーション、および、各コントローラで利用可能なリソースのうち少なくとも一方に基づいて、解釈部５０、統合指示部６０、および、ロボット制御部７０をいずれのコントローラに配置するのかを決定する。

（ｅ１：アプリケーション依存）
まず、設定されたアプリケーションに基づいて、ロボット制御部７０の配置先を決定する処理について説明する。

上述したように、ロボット制御部７０を制御装置１００およびロボット２００（ロボットコントローラ２５０）のいずれに配置するかによって、発揮される性能が異なる場合がある。そのため、ロボット２００が担当するアプリケーションに依存して、ロボット制御部７０をいずれのデバイス（計算リソース）に配置するかを最適化することが好ましい。

図９は、本実施の形態に係るロボット制御システム１が提供する機能モジュール配置に係る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９に示すユーザインターフェイス画面３５０は、制御装置１００に接続されているロボット２００を特定するためのロボット番号カラム３５１と、ロボット２００が担当するアプリケーションを示すアプリケーション種別カラム３５２と、複数のロボット間で同期が必要であるか否かを示す同期カラム３５３と、ロボット制御部７０を制御装置１００またはロボット２００のいずれに配置するかを示す配置位置カラム３５４，３５５とを含む。

ロボット番号カラム３５１の値は、制御装置１００の設定情報に基づいて、開発支援装置３００により決定される。

アプリケーション種別カラム３５２の値は、基本的には、ユーザが目的に応じて設定する。但し、制御装置１００の設定情報に基づいて、開発支援装置３００により決定されてもよい。より具体的には、制御装置１００で実行されるユーザプログラムに組み込まれるライブラリなどの情報に基づいて、アプリケーションを特定することができる。

アプリケーション種別カラム３５２に設定される値としては、例えば、ワークを掴んで別の位置に配置するピック＆プレイス動作（Pick and place）、ワーク同士を組み付ける組み付け動作（Assembly）、あるワークに別のワークを装着するキッティング動作（Kitting）、ワークに塗料や樹脂などを塗布するディスペンシング動作（Dispensing）、溶接動作（Welding）、および、研磨動作（Polishing）などが挙げられる。設定される動作に応じて、要求される動作の精度や速度などが異なる。

同期カラム３５３の値は、ユーザがアプリケーション種別に応じて設定してもよいし、開発支援装置３００がアプリケーション種別に応じて自動的に設定してもよい。同期カラム３５３に設定される値としては、例えば、ロボット間の同期（Multi-robot synchronization）、コンベアなどの軸との同期（Robot to axes synchronization）、および、同期不要（None）などが挙げられる。

配置位置カラム３５４および配置位置カラム３５５のいずれか一方に、配置フラグが設定される。配置フラグは、各ロボット２００に対する指令値を生成するロボット制御部７０を配置する位置を示す。すなわち、配置位置カラム３５４にフラグが設定されている場合には、ロボット制御部７０は制御装置１００に配置され、配置位置カラム３５５にフラグが設定されている場合には、ロボット制御部７０はロボット２００（ロボットコントローラ２５０）に配置される。

ロボット制御部７０がいずれに配置されるのかについては、設定されたアプリケーション種別、および／または、同期の要否などに応じて決定される。

図９に示す例では、ロボット番号が「１」および「２」の２つのロボット２００の間では同期が必要であると設定されており、この場合には、それぞれのロボット２００に対応する２つのロボット制御部７０は、制御装置１００に配置される。このように、開発支援装置３００は、同期すべき複数のロボット２００の指定に従って、当該同期すべき複数のロボット２００にそれぞれ対応付けられる複数のロボット制御部７０を同一のコントローラに配置する。

ロボット番号が「３」のロボット２００については、組み付け動作であり、要求される応答性は相対的に低いので、ロボット制御部７０は、制御装置１００に配置される。

一方、ロボット番号が「４」のロボット２００については、ピック＆プレイス動作であり、要求される応答性は相対的に高いので、ロボット制御部７０は、ロボット２００（ロボットコントローラ２５０）に配置される。

このように、開発支援装置３００は、ロボット２００が担当するアプリケーションに依存して、ロボット制御部７０をいずれのデバイス（計算リソース）に配置するかを最適化する。すなわち、開発支援装置３００は、設定されたアプリケーションに基づいて、ロボット制御部７０を、制御装置１００および共有サーバならびに１または複数のロボットコントローラ２５０のうちいずれのコントローラに配置するのかを決定する。

なお、解釈部５０および統合指示部６０については、制御装置１００または共有サーバに配置されることを前提としたが、設定されたアプリケーションに基づいて配置先を動的に決定してもよい。

図１０は、本実施の形態に係るロボット制御システム１における機能モジュールの配置を実現するための処理手順を示すフローチャートである。図１０に示す各ステップは、典型的には、開発支援装置３００のプロセッサ３０２が開発支援プログラム３１４を実行することで実現されてもよい。

図１０を参照して、開発支援装置３００は、ユーザ操作に応じて、制御装置１００に接続されるロボット２００の設定情報などを取得し（ステップＳ１００）、取得した情報などに基づいて、ロボット２００のアプリケーション種別および同期要否などを決定し（ステップＳ１０２）、ユーザインターフェイス画面３５０を表示する（ステップＳ１０４）。また、開発支援装置３００は、ユーザ操作に応じて、アプリケーション種別カラム３５２、および／または、同期カラム３５３の値を変更する（ステップＳ１０６）。

続いて、開発支援装置３００は、ユーザ操作に応じて、ユーザインターフェイス画面３５０の設定値に基づいて、ロボット２００毎に、対応するロボット制御部７０を制御装置１００およびロボット２００（ロボットコントローラ２５０）のいずれに配置すべきかを決定し（ステップＳ１０８）、ユーザインターフェイス画面３５０に反映する（ステップＳ１１０）。また、開発支援装置３００は、ユーザ操作に応じて、ロボット制御部７０の配置先を変更する（ステップＳ１１２）。

このように、開発支援装置３００は、設定されたアプリケーションに基づいて、ロボット制御部７０を制御装置１００および共有サーバならびに１または複数のロボットコントローラ２５０のうちいずれのコントローラに配置するのかを決定する処理を実行する。なお、開発支援装置３００は、設定されたアプリケーションに基づいて、解釈部５０および統合指示部６０を、制御装置１００または共有サーバのうちいずれのコントローラに配置するのかを決定してもよい。

最終的に、開発支援装置３００は、ユーザ操作に応じて、設定された配置先にロボット制御部７０を配置する（ステップＳ１１４）。より具体的には、開発支援装置３００は、ロボット制御部７０を実現するためのプログラムモジュールを配置先に転送してもよいし、ロボット制御部７０が有効化されるように設定を配置先に送信してもよい。制御装置１００およびロボットコントローラ２５０のいずれにおいてもロボット制御部７０を実現できる場合には、開発支援装置３００は、決定した配置先に設定情報を送信することで、対象の機能モジュールを有効化する。

以上のような処理によって、ロボット制御部７０の各々が設定されたデバイス（計算リソース）に配置される。

（ｅ２：計算リソース依存）
上述の説明においては、１または複数のロボット制御部７０の各々をデバイス（計算リソース）に配置する処理を説明した。ロボット制御部７０に加えて、解釈部５０および統合指示部６０についても配置すべきデバイス（計算リソース）を任意に設定できるようにしてもよい。

このような設定の例として、各コントローラで利用可能なリソースに基づいて、解釈部５０、統合指示部６０、および、ロボット制御部７０の配置先を決定する処理について説明する。すなわち、利用可能な計算リソースを考慮して、各機能モジュールの配置先を決定してもよい。

図１１は、本実施の形態に係るロボット制御システム１が提供する機能モジュール配置に係るユーザインターフェイス画面の別の一例を示す模式図である。図１１に示すユーザインターフェイス画面３６０は、ロボット制御システム１において利用可能なデバイスを示す装置カラム３６１と、機能モジュールの実行に利用可能な計算リソースを示す計算リソースカラム３６２と、各計算リソースに配置可能な機能モジュールを示す機能モジュールカラム３６３と、機能モジュールの配置先として決定された計算リソースを示す配置先カラム３６４とを含む。

装置カラム３６１には、ロボット制御システム１において利用可能なデバイスが提示される。図１１に示す例では、制御装置１００およびロボット２００に含まれるロボットコントローラ２５０に加えて、共有サーバが示されている。例えば、上位ネットワーク１０を介して、制御装置１００と通信可能に接続されたコンピュータであり、機能モジュールを実現するための実行環境を有している。

計算リソースカラム３６２には、デバイスで利用可能な計算リソースが提示されている。１つのデバイスが複数の機能モジュールを実行することができる場合もあるため、１種類の機能モジュールを実行する計算リソースを「スロット（Slot）」と称する。図１１に示す例では、１つの共有サーバは、３つのスロットを提供しており、制御装置１００は、２つのスロットを提供している。

機能モジュールカラム３６３には、各スロットに配置可能な機能モジュールが提示されている。図１１に示す例では、共有サーバが提供するスロットでは、解釈部５０が実行可能であり、制御装置１００が提供するスロット１では、解釈部５０および統合指示部６０が実行可能であり、制御装置１００が提供するスロット２では、３つのロボット制御部７０が実行可能である。また、ロボット２００のロボットコントローラ２５０では、ロボット制御部７０が実行可能である。

このように、開発支援装置３００のユーザインターフェイスモジュール３４４は、ロボット制御システム１に含まれる各コントローラで利用可能な計算リソースに基づいて、コントローラ毎に、解釈部５０、統合指示部６０およびロボット制御部７０のうち配置可能な機能モジュールを提示する。

配置先カラム３６４には、各機能モジュールをいずれの計算リソース（スロット）で実行させるかを示す選択が設定される。図１１に示す例では、共有サーバのスロット１において解釈部５０が実行され、制御装置１００のスロット１において統合指示部６０が実行され、制御装置１００のスロット２において２つのロボット制御部７０が実行され、ロボットコントローラ３のスロット１において１つのロボット制御部７０が実行されるように設定されている。

配置先カラム３６４における設定は、機能モジュールカラム３６３に表示される機能モジュールのうちから、ユーザが任意に選択してもよいし、予め定められた基準などに沿って、自動的に選択されてもよい。

このように、開発支援装置３００のユーザインターフェイスモジュール３４４は、各機能モジュールを配置すべきコントローラの指定を受け付け、開発支援装置３００の構成決定モジュール３４２は、コントローラの指定に従って、機能モジュールの配置先を決定する。

上述したように、開発支援装置３００は、ロボット制御システム１において利用可能な計算リソースを考慮して、各機能モジュールをいずれのデバイス（計算リソース）に配置するかを最適化する。すなわち、開発支援装置３００は、各コントローラで利用可能なリソースに基づいて、解釈部５０および統合指示部６０を、制御装置１００および共有サーバのうちいずれのコントローラに配置するのかを決定するとともに、ロボット制御部７０を、１または複数の制御装置１００ならびに１または複数のロボットコントローラ２５０のうちいずれのコントローラに配置するのかを決定する。

図１２は、本実施の形態に係るロボット制御システム１における機能モジュールの配置を実現するための別の処理手順を示すフローチャートである。図１２に示す各ステップは、典型的には、開発支援装置３００のプロセッサ３０２が開発支援プログラム３１４を実行することで実現されてもよい。

図１２を参照して、開発支援装置３００は、ユーザ操作に応じて、制御装置１００と通信可能なデバイスの情報などを取得し（ステップＳ２００）、取得したデバイスの情報に基づいて、各デバイスで利用可能な計算リソースを特定する（ステップＳ２０２）。さらに、開発支援装置３００は、特定した計算リソース毎に実行可能な機能モジュールを決定する（ステップＳ２０４）。そして、開発支援装置３００は、取得した情報に基づいて、ユーザインターフェイス画面３６０を表示する（ステップＳ２０６）。

続いて、開発支援装置３００は、ユーザ操作に応じて、各機能モジュールを実行する計算リソースを決定する（ステップＳ２０８）。すなわち、開発支援装置３００は、各コントローラで利用可能なリソースに基づいて、解釈部５０、統合指示部６０およびロボット制御部７０を配置するコントローラを決定する。

開発支援装置３００は、決定された各機能モジュールの配置先に従って、各機能モジュールを決定された配置先にそれぞれ配置する（ステップＳ２１０）。より具体的には、開発支援装置３００は、各機能モジュールを実現するためのプログラムモジュールを配置先に転送してもよいし、各機能モジュールが有効化されるように設定を配置先に送信してもよい。いずれのコントローラにおいても機能モジュールを実現できる場合には、開発支援装置３００は、決定した配置先に設定情報を送信することで、対象の機能モジュールを有効化する。

以上のような処理によって、各機能モジュールが指定された配置先に配置される。
（ｅ３：アプリケーションおよび計算リソース依存）
説明の便宜上、アプリケーション依存の処理および計算リソース依存の処理をそれぞれ別々に説明したが、２つの処理を組み合わせてもよい。この場合には、例えば、いずれの処理おいても許容される配置先を配置先の候補としてユーザへ提示するようにしてもよい。

＜Ｆ．変形例＞
上述の説明においては、制御装置１００、ロボット２００（ロボットコントローラ２５０）、共有サーバなどのローカルな計算リソースを用いる例を説明したが、さらに、クラウド上の計算リソースを用いるようにしてもよい。クラウド上の計算リソース自体の制限は無視できるが、大量のデータを送受信する場合には、通信遅延などが制約となり得るので、要求される動作の精度や速度などに応じて、クラウド上の計算リソースを用いるか否かが決定される。

＜Ｇ．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］
１または複数のロボット（２００）を制御するロボット制御システム（１）であって、
開発支援装置（３００）と、
１または複数の第１のコントローラ（１００）と、
ロボットを駆動する１または複数の第２のコントローラ（２５０）とを備え、
前記開発支援装置は、
制御プログラムを逐次解釈する第１のモジュール（５０）と、前記第１のモジュールによる解釈結果に基づいて中間表現を生成する第２のモジュール（６０）と、前記中間表現に従ってロボットに対する指令値を生成する第３のモジュール（７０）とのうち、前記第３のモジュールを、設定されたアプリケーション、および、各コントローラで利用可能なリソースのうち少なくとも一方に基づいて、前記１または複数の第１のコントローラならびに前記１または複数の第２のコントローラのうちいずれのコントローラに配置するのかを決定する構成決定部（３４２）と、
決定した配置先に各モジュールが配置されるように、対象のコントローラを構成する構成反映部（３４０）とを備える、ロボット制御システム。

［構成２］
前記第３のモジュールは、ロボット毎に用意される、構成１に記載のロボット制御システム。

［構成３］
前記構成決定部は、同期すべき複数のロボットの指定に従って、当該同期すべき複数のロボットにそれぞれ対応付けられる複数の前記第３のモジュールを同一の第１のコントローラに配置する、構成２に記載のロボット制御システム。

［構成４］
前記構成決定部は、前記第１のモジュールおよび前記第２のモジュールの各々を、前記１または複数の第１のコントローラのうちいずれのコントローラに配置するのかをさらに決定する、構成１～３のいずれか１項に記載のロボット制御システム。

［構成５］
前記開発支援装置は、前記ロボット制御システムに含まれる各コントローラで利用可能なリソースに基づいて、コントローラ毎に、前記第１のモジュール、前記第２のモジュールおよび前記第３のモジュールのうち配置可能なモジュールを提示するユーザインターフェイス部（３４６）をさらに備える、構成１～４のいずれか１項に記載のロボット制御システム。

［構成６］
前記ユーザインターフェイス部は、各モジュールを配置すべきコントローラの指定を受け付け、
前記構成決定部は、前記コントローラの指定に従って、モジュールの配置先を決定する、構成５に記載のロボット制御システム。

［構成７］
前記構成反映部は、前記決定した配置先に設定情報を送信することで、対象のモジュールを有効化する、構成１～６のいずれか１項に記載のロボット制御システム。

［構成８］
１または複数のロボットを制御する制御システムを構成する方法であって、前記制御システムは、１または複数の第１のコントローラ（１００）と、ロボットを駆動する１または複数の第２のコントローラ（２５０）とを備え、前記方法は、
制御プログラムを逐次解釈する第１のモジュール（５０）と、前記第１のモジュールによる解釈結果に基づいて中間表現を生成する第２のモジュール（６０）と、前記中間表現に従ってロボットに対する指令値を生成する第３のモジュールとのうち、前記第３のモジュール（７０）を、前記１または複数の第１のコントローラならびに前記１または複数の第２のコントローラのうちいずれのコントローラに配置するのかを決定するステップ（Ｓ１０８～Ｓ１１２；Ｓ２０８～Ｓ２１０）を備える、制御システムを構成する方法。

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 ロボット制御システム、１０ 上位ネットワーク、２０ フィールドネットワーク、３０ 制御プログラム、５０ 解釈部、６０ 統合指示部、７０ ロボット制御部、１００ 制御装置、１０２，２２２，３０２ プロセッサ、１０４，２２４，３０４ メインメモリ、１０６ 上位ネットワークコントローラ、１０８，２１０ フィールドネットワークコントローラ、１１０，２２６，３１０ ストレージ、１１２，２２８ システムプログラム、１２０，３２０ ＵＳＢコントローラ、１２２ メモリカードインターフェイス、１２４ メモリカード、１３０ プロセッサバス、２００ ロボット、２２０ 制御処理回路、２３０ インターフェイス回路、２５０ ロボットコントローラ、２６０ サーボドライバ、２６２ モータ、３００ 開発支援装置、３０６ 入力部、３０８ 表示部、３１２ ＯＳ、３１４ 開発支援プログラム、３２２ ネットワークコントローラ、３２４ 光学ドライブ、３２６ 記録媒体、３３０ バス、３４０ 構成反映モジュール、３４２ 構成決定モジュール、３４４ ユーザインターフェイスモジュール、３５０，３６０ ユーザインターフェイス画面、３５１ ロボット番号カラム、３５２ アプリケーション種別カラム、３５３ 同期カラム、３５４，３５５ 配置位置カラム、３６１ 装置カラム、３６２ 計算リソースカラム、３６３ 機能モジュールカラム、３６４ 配置先カラム、４００ 表示装置。

Claims (8)

1. １または複数のロボットを制御するロボット制御システムであって、
   開発支援装置と、
   １または複数の第１のコントローラと、
   ロボットを駆動する１または複数の第２のコントローラとを備え、
   前記開発支援装置は、
   制御プログラムを逐次解釈する第１のモジュールと、前記第１のモジュールによる解釈結果に基づいて中間表現を生成する第２のモジュールと、前記中間表現に従ってロボットに対する指令値を生成する第３のモジュールとのうち、前記第３のモジュールを、設定されたアプリケーション、および、各コントローラで利用可能なリソースのうち少なくとも一方に基づいて、前記１または複数の第１のコントローラならびに前記１または複数の第２のコントローラのうちいずれのコントローラに配置するのかを決定する構成決定部と、
   決定した配置先に各モジュールが配置されるように、対象のコントローラを構成する構成反映部とを備える、ロボット制御システム。
2. 前記第３のモジュールは、ロボット毎に用意される、請求項１に記載のロボット制御システム。
3. 前記構成決定部は、同期すべき複数のロボットの指定に従って、当該同期すべき複数のロボットにそれぞれ対応付けられる複数の前記第３のモジュールを同一の第１のコントローラに配置する、請求項２に記載のロボット制御システム。
4. 前記構成決定部は、前記第１のモジュールおよび前記第２のモジュールの各々を、前記１または複数の第１のコントローラのうちいずれのコントローラに配置するのかをさらに決定する、請求項１～３のいずれか１項に記載のロボット制御システム。
5. 前記開発支援装置は、前記ロボット制御システムに含まれる各コントローラで利用可能なリソースに基づいて、コントローラ毎に、前記第１のモジュール、前記第２のモジュールおよび前記第３のモジュールのうち配置可能なモジュールを提示するユーザインターフェイス部をさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載のロボット制御システム。
6. 前記ユーザインターフェイス部は、各モジュールを配置すべきコントローラの指定を受け付け、
   前記構成決定部は、前記コントローラの指定に従って、モジュールの配置先を決定する、請求項５に記載のロボット制御システム。
7. 前記構成反映部は、前記決定した配置先に設定情報を送信することで、対象のモジュールを有効化する、請求項１～６のいずれか１項に記載のロボット制御システム。
8. １または複数のロボットを制御する制御システムを構成する方法であって、前記制御システムは、１または複数の第１のコントローラと、ロボットを駆動する１または複数の第２のコントローラとを備え、前記方法は、
   制御プログラムを逐次解釈する第１のモジュールと、前記第１のモジュールによる解釈結果に基づいて中間表現を生成する第２のモジュールと、前記中間表現に従ってロボットに対する指令値を生成する第３のモジュールとのうち、前記第３のモジュールを、前記１または複数の第１のコントローラならびに前記１または複数の第２のコントローラのうちいずれのコントローラに配置するのかを決定するステップを備える、制御システムを構成する方法。

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