JP6333790B2 - ネットワークを介して接続された複数の制御装置を備えるロボットシステム - Google Patents

Description

本発明は、ネットワークを介して接続された複数の制御装置を備えるロボットシステムに関する。

複数のロボット制御装置を備える従来のロボットシステムにおいては、各々のロボット制御装置に対して１つの教示操作盤が使用される。そのため、一人のオペレータが複数のロボットに対して教示を行う場合、教示対象のロボットに応じて操作する教示操作盤を持ち替える必要があり、作業効率が低い。また、一人のオペレータが同時に操作可能な教示操作盤は１つであるにもかかわらず、ロボットの数と同じ数の教示操作盤が必要なので、コスト増大の要因になり得る。

特許文献１には、１つの教示装置が、ネットワークを介して１つまたは２つ以上のロボット制御装置に選択的に接続可能なロボットシステムが開示されている。しかしながら、この関連技術によれば、オペレータは、教示対象のロボット制御装置を選択してログインした後に教示を行う必要があるので、作業効率が低い。

国際公開第２００６／０９６６９５号

したがって、１つの教示操作盤で複数のロボットに対する教示を容易に行うことができるロボットシステムが求められている。

本願の１番目の発明によれば、少なくとも２つのロボットをそれぞれ制御する少なくとも２つのロボット制御装置と、前記少なくとも２つのロボット制御装置を互いに接続するネットワークと、前記ネットワークに接続可能であって、前記少なくとも２つのロボットの動作を教示するように構成される教示操作盤と、前記少なくとも２つのロボット制御装置から選択されるいずれか１つのロボット制御装置および前記教示操作盤が互いに通信できるように、前記ネットワークの通信先を選択的に決定する通信部と、を備えるロボットシステムであって、前記少なくとも２つのロボット制御装置は、それぞれ対応するロボットが、自動運転される自動運転フェーズにあるか、または前記教示操作盤によって教示される教示フェーズにあるか、或いは保守工程が実行される保守フェーズにあるか、を電源投入時に自動的に判定するフェーズ判定部と、前記フェーズ判定部によって、それぞれ対応するロボットの状態が前記教示フェーズまたは前記保守フェーズに切替えられたと判定されたときに、前記教示操作盤に接続要求を通知する通知部と、電源投入時に前記ネットワークへの接続が確立したことを判定し前記フェーズ判定部に通知する接続判定部と、を備えており、前記フェーズ判定部は、前記接続判定部が電源投入時に前記ネットワークへの接続の確立を通知したときに、当該ロボット制御装置に対応するロボットが保守フェーズにあると判定し、前記通信部は、前記接続要求に応答して、該接続要求を発信した前記ロボット制御装置ではないロボット制御装置と通信が確立しているときは、接続中の前記ロボット制御装置との通信を遮断し、該接続要求を発信した前記ロボット制御装置と、前記教示操作盤とが互いに通信できるように前記通信先を切替えるように構成される、ロボットシステムが提供される。
本願の２番目の発明によれば、１番目の発明に係るロボットシステムにおいて、前記ロボットシステムは、前記少なくとも２つのロボット制御装置にそれぞれ設けられていて、対応するロボットを自動運転させるための自動運転モードと、前記教示操作盤を用いて対応するロボットに教示するための教示モードと、を切替える切替装置をさらに備えており、前記フェーズ判定部は、前記教示モードが選択されているときに、ロボットが教示フェーズにあると判定するように構成される。
本願の３番目の発明によれば、１番目または２番目の発明に係るロボットシステムにおいて、前記少なくとも２つのロボット制御装置は、当該ロボット制御装置または対応する前記ロボットにおいて異常が発生したときに、前記教示操作盤に前記異常の内容を表示する表示部をさらに備えており、前記フェーズ判定部は、前記異常が発生したロボット、または前記異常が発生したロボット制御装置によって制御されるロボットが保守フェーズにあると判定するように構成される。

これら並びに他の本発明の目的、特徴および利点は、添付図面に示される本発明の例示的な実施形態に係る詳細な説明を参照することによって、より明らかになるであろう。

本発明に係るロボットシステムによれば、１つの教示操作盤で複数のロボットに対する教示を行えるので、システムコストを削減できる。また、教示操作盤が、教示対象のロボット制御装置に自動的に接続されるので、作業効率を向上できる。

一実施形態に係るロボットシステムの構成を示す図である。 ロボットシステムの機能ブロック図である。 一実施形態に係るロボットシステムによって実行される処理を表すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、一実施形態に係るロボットシステムの構成例を示している。ロボットシステム１０は、第１のロボット２１と、第２のロボット２２と、第３のロボット２３と、第１のロボット２１を制御する第１のロボット制御装置３１と、第２のロボット２２を制御する第２のロボット制御装置３２と、第３のロボット２３を制御する第３のロボット制御装置３３と、教示操作盤１２と、を備えている。

第１のロボット２１、第２のロボット２２および第３のロボット２３は、それぞれ公知の構成を有するロボットであり、同じタイプのロボットであってもよいし、或いは異なるタイプのロボットであってもよい。

ロボット制御装置３１、３２および３３には、それぞれ切替装置４１、４２および４３が設けられている。切替装置４１、４２および４３は、それぞれ対応するロボット２１、２２および２３の動作モードを切替えるために使用される。具体的には、ロボット２１、２２および２３は、切替装置４１、４２および４３によって、自動運転モードと教示モードとの間で交互に切替えられるように構成されている。

切替装置４１，４２，４３は、例えばスイッチの形態を有しており、オペレータによって手動操作される。自動運転モードが選択されているとき、ロボット２１、２２および２３は、予め定められる制御プログラムに従って自動運転される。教示モードが選択されているとき、ロボット２１、２２および２３は、教示操作盤１２の指令に従って動作する。

ロボット制御装置３１、３２および３３は、それぞれ公知の構成要素、例えばＣＰＵ、メモリおよびインタフェイスを備えるデジタルコンピュータである。

ＣＰＵは、対応するロボット２１、２２および２３を制御するのに必要な演算を実行する。メモリは、ＲＯＭ、揮発性メモリおよび不揮発性メモリを備えている。ＲＯＭには、ロボット制御装置３１、３２および３３の動作全般を制御する基本プログラムが格納されている。不揮発性メモリには、ロボット２１、２２および２３を制御する制御プログラムおよび各種パラメータなどの設定値が格納されている。揮発性メモリは、ＣＰＵの演算結果、各種入力情報などを一時的に記憶するために使用される。

インタフェイスは、ロボット制御装置３１、３２および３３と外部装置とを接続するのに使用される。例えば、ロボット制御装置３１、３２および３３は、インタフェイスを介して、切替装置４１、４２および４３の切替操作に対応する信号を受信する。

図１に示されるように、ロボット制御装置３１、３２および３３は、ネットワーク５０を介して互いに接続されている。ネットワーク５０は、例えばイーサネット（登録商標）または無線ＬＡＮなどの公知のネットワークである。

教示操作盤１２は、ネットワーク５０に接続可能であり、ネットワーク５０を介してロボット制御装置３１、３２および３３に接続されるように構成される。教示操作盤１２は、ロボット制御装置３１、３２および３３から選択される１つのロボット制御装置、例えば第１のロボット制御装置３１と通信可能である。その場合、オペレータは、通信先のロボット制御装置３１によって制御されるロボット２１に対して教示を行うことができる。

すなわち、教示操作盤１２が１つのロボット制御装置、例えば第１のロボット制御装置３１と通信可能な状態にあるとき、教示操作盤１２は、他のロボット制御装置３２および３３とは通信が遮断される。教示操作盤１２の通信先のロボット制御装置の切替については、詳細に後述する。

本実施形態においては、ロボット制御装置３１、３２および３３は、対応するロボット２１、２２および２３の動作状況（フェーズ）を自動的に判定するように構成されている。ロボット２１、２２および２３の動作状況は、自動運転フェーズと、教示フェーズと、保守フェーズと、に分けられる。

自動運転フェーズは、ロボット２１、２２および２３が予め定められる制御プログラムに従って自動運転されている状態を意味する。教示フェーズは、ロボット２１、２２および２３が、オペレータによって教示操作盤１２を介して教示されている状態を意味する。保守フェーズは、ロボット２１、２２および２３の保守工程、例えばロボット２１、２２および２３の状態を確認する作業またはアラーム停止からの復旧作業が行われている状態を意味する。

図２は、ロボットシステム１０の機能ブロック図を示している。図２においては、簡単のため、第１のロボット制御装置３１のみが示されている。しかしながら、第１のロボット制御装置３１についての説明は、第２のロボット制御装置３２および第３のロボット制御装置３３にも同様に当てはまる。以下、便宜上、第１のロボット制御装置３１を単に「ロボット制御装置３１」と称することがある。同様に、第１のロボット２１を単に「ロボット２１」と称することがある。

図２に示されるように、ロボット制御装置３１は、フェーズ判定部６１と、通知部６２と、表示部６３と、接続判定部６４と、を備えている。また、教示操作盤１２は、通信部１４を備えている。

フェーズ判定部６１は、ロボット制御装置３１によって制御されるロボット２１が、自動運転フェーズにあるか、または教示操作盤１２によって教示される教示フェーズにあるか、或いは保守工程が実行される保守フェーズにあるか、を自動的に判定する。

一実施形態において、フェーズ判定部６１は、オペレータによって切替装置４１において教示モードが選択されているときに、ロボット２１が教示フェーズにあると判定するように構成されてもよい。

一実施形態において、フェーズ判定部６１は、ロボット２１またはロボット制御装置３１において異常が発生しているときにロボット２１が保守フェーズにあると判定するように構成されてもよい。

一実施形態において、フェーズ判定部６１は、ロボット制御装置３１がネットワーク５０に対して非接続状態から接続状態に切替えられたときに、ロボット２１が保守フェーズにあると判定するように構成されてもよい。

通知部６２は、フェーズ判定部６１によって、ロボット制御装置３１によって制御されるロボットの状態が教示フェーズまたは保守フェーズに切替えられたと判定されたときに、教示操作盤１２に接続要求を通知する。

表示部６３は、ロボット２１またはロボット制御装置３１において異常が発生したときに、教示操作盤１２に異常の内容を表示する。

接続判定部６４は、ロボット制御装置３１がネットワークに接続されているか否かを判定する。接続判定部６４は、ロボット制御装置３１が非接続状態から接続状態に変更されたときに信号を発生するように構成される。フェーズ判定部６１は、接続判定部６４からの信号に応答してロボット２１が保守フェーズにあると判定する。

通信部１４は、第１のロボット制御装置３１、第２のロボット制御装置３２および第３のロボット制御装置３３から選択されるいずれか１つのロボット制御装置（例えば第１のロボット制御装置３１）と、教示操作盤１２とが互いに通信できるように、ネットワーク５０の通信先を選択的に決定する。本実施形態において、通信部１４は、ロボット制御装置３１、３２または３３からの接続要求に応じて、教示操作盤１２の通信先を決定する。

図３を参照して、一実施形態に係るロボットシステム１０において実行される処理について説明する。

ステップＳ１０１において、切替装置４１において教示モードが選択されているかを判定する。教示モードが選択されているとき（ステップＳ１０１の判定結果が肯定である場合）、ステップＳ１０２に進み、フェーズ判定部６１は、ロボット２１が教示フェーズにあると判定する。

ステップＳ１０１の判定結果が否定である場合、ステップＳ１０３に進み、ロボット２１またはロボット制御装置３１において異常が発生したか否かが判定される。

異常が発生しているとき（ステップＳ１０３の判定結果が肯定である場合）、ステップＳ１０４に進み、フェーズ判定部６１は、ロボット制御装置３１が保守フェーズにあると判定する。

ステップＳ１０２またはステップＳ１０４において、ロボット制御装置３１が教示フェーズまたは保守フェーズにあると判定された場合、ステップＳ１０６に進み、動作状況（フェーズ）が変化したか否かを判定する。すなわち、ステップＳ１０６では、フェーズの判定結果が、直前に判定された前の動作状況（フェーズ）から変化しているか否かが判定される。

動作状況が変化していないと判定された場合（ステップＳ１０６における判定結果が否定である場合）は、処理を終了する。

他方、ステップＳ１０６における判定結果が肯定であるときは、ステップＳ１０７に進み、通知部６２が、接続要求を教示操作盤１２に発信する。

また、ステップＳ１０３の判定結果が否定である場合、ステップＳ１０５に進み、フェーズ判定部６１は、ロボット制御装置３１が自動運転フェーズにあると判定する。ロボットが自動運転される自動運転フェーズの場合、教示操作盤１２を利用した教示は行われないので、処理は終了する。

ステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理は、所定の制御周期で繰返し実行される。

本実施形態によれば、１つの教示操作盤１２で複数のロボット２１、２２および２３に対する教示を行えるので、システムコストを削減できる。また、教示操作盤１２が、教示対象のロボット２１、２２または２３を制御するロボット制御装置３１、３２または３３に自動的に接続されるので、作業効率を向上できる。

また、本実施形態によれば、ロボット２１、２２または２３、或いはロボット制御装置３１、３２または３３において異常が発生したときに、当該ロボット制御装置３１、３２または３３は、教示操作盤１２に対して接続要求を発信する。オペレータは、教示操作盤１２を異常が発生したロボット制御装置に接続することによって、異常の内容を確認できるので、必要な対処を速やかに実行できる。

また、本実施形態によれば、ロボット制御装置３１、３２または３３に電源が投入され、ネットワーク５０に接続されたときに、当該ロボット制御装置３１、３２または３３は、教示操作盤１２に対して接続要求を発信する。例えば、停電などの原因でロボット制御装置３１、３２または３３に対する電力供給が遮断されると、教示操作盤１２と当該ロボット制御装置３１、３２または３３とのネットワーク接続が遮断される。その後、ネットワーク接続が回復すると、ロボット制御装置３１、３２または３３から接続要求が自動的に発信されるので、オペレータは、特別な操作を実行しなくても、電力遮断直前に実行していた教示操作盤１２を用いた作業を速やかに再開できる。

なお、図１に例示されたロボットシステム１０は、それぞれ３つのロボットおよびロボット制御装置を備えているものの、別の実施形態においては、２つの組または４つ以上の組のロボットおよびロボット制御装置が使用されてもよい。

図１に例示されたロボットシステム１０は、教示操作盤１２がネットワーク５０に直接接続されているものの、別の実施形態においては、教示操作盤１２が１つのロボット制御装置に接続されていて、当該ロボット制御装置を介してネットワーク５０に間接的に接続されていてもよい。

以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、当業者であれば、他の実施形態によっても本発明の意図する作用効果を実現できることを認識するであろう。特に、本発明の範囲を逸脱することなく、前述した実施形態の構成要素を削除または置換することができるし、或いは公知の手段をさらに付加することができる。また、本明細書において明示的または暗示的に開示される複数の実施形態の特徴を任意に組合せることによっても本発明を実施できることは当業者に自明である。

１０ ロボットシステム
１２ 教示操作盤
１４ 通信部
２１〜２３ ロボット
３１〜３３ ロボット制御装置
４１〜４３ 切替装置
６１ フェーズ判定部
６２ 通知部
６３ 表示部
６４ 接続判定部

Claims (3)

1. 少なくとも２つのロボットをそれぞれ制御する少なくとも２つのロボット制御装置と、
   前記少なくとも２つのロボット制御装置を互いに接続するネットワークと、
   前記ネットワークに接続可能であって、前記少なくとも２つのロボットの動作を教示するように構成される教示操作盤と、
   前記少なくとも２つのロボット制御装置から選択されるいずれか１つのロボット制御装置および前記教示操作盤が互いに通信できるように、前記ネットワークの通信先を選択的に決定する通信部と、を備えるロボットシステムであって、
   前記少なくとも２つのロボット制御装置は、
   それぞれ対応するロボットが、自動運転される自動運転フェーズにあるか、または前記教示操作盤によって教示される教示フェーズにあるか、或いは保守工程が実行される保守フェーズにあるか、を電源投入時に自動的に判定するフェーズ判定部と、
   前記フェーズ判定部によって、それぞれ対応するロボットの状態が前記教示フェーズまたは前記保守フェーズに切替えられたと判定されたときに、前記教示操作盤に接続要求を通知する通知部と、
   電源投入時に前記ネットワークへの接続が確立したことを判定し前記フェーズ判定部に通知する接続判定部と、を備えており、
   前記フェーズ判定部は、前記接続判定部が電源投入時に前記ネットワークへの接続の確立を通知したときに、当該ロボット制御装置に対応するロボットが保守フェーズにあると判定し、
   前記通信部は、前記接続要求に応答して、該接続要求を発信した前記ロボット制御装置ではないロボット制御装置と通信が確立しているときは、接続中の前記ロボット制御装置との通信を遮断し、該接続要求を発信した前記ロボット制御装置と、前記教示操作盤とが互いに通信できるように前記通信先を切替えるように構成される、
   ロボットシステム。
2. 前記ロボットシステムは、前記少なくとも２つのロボット制御装置にそれぞれ設けられていて、対応するロボットを自動運転させるための自動運転モードと、前記教示操作盤を用いて対応するロボットに教示するための教示モードと、を切替える切替装置をさらに備えており、
   前記フェーズ判定部は、前記教示モードが選択されているときに、ロボットが教示フェーズにあると判定するように構成されている、
   請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記少なくとも２つのロボット制御装置は、当該ロボット制御装置または対応する前記ロボットにおいて異常が発生したときに、前記教示操作盤に前記異常の内容を表示する表示部をさらに備えており、
   前記フェーズ判定部は、前記異常が発生したロボット、または前記異常が発生したロボット制御装置によって制御されるロボットが保守フェーズにあると判定するように構成される、請求項１または２に記載のロボットシステム。

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