JP7260728B1

JP7260728B1 - 数値制御装置及び数値制御システム

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Publication number: JP7260728B1
Application number: JP2023504114A
Authority: JP
Inventors: 一剛今西
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2022-11-07
Filing date: 2022-11-07
Publication date: 2023-04-18
Anticipated expiration: 2042-11-07
Also published as: WO2024100721A1

Abstract

負荷の再教示を行うことなく、誤った接触判定による協働ロボットの動作の停止を防ぐことができる数値制御装置及び数値制御システムを提供すること。数値制御プログラムを用いてロボット制御装置を介してロボットを制御する数値制御装置は、前記数値制御プログラム中のロボット制御指令を解析する解析部と、前記ロボット制御指令に応じて、前記ロボットが外力に応じて動作を停止する際における接触停止感度を変更するための信号を生成する感度変更部と、前記接触停止感度を変更するための信号を含むロボット指令信号を生成し、前記ロボット制御装置へ送信するロボット指令信号生成部と、を備える。

Description

本開示は、数値制御装置及び数値制御システムに関する。

従来、人との接触を検知して動作を停止する協働ロボットに関する技術が開示されている。例えば、協働ロボットの接触力を正確に計測するため、保持するワークの負荷情報を設定する技術が開示されている。

また、加工現場を自動化するため、工作機械からロボットを操作するシステムに関する技術が開示されている。例えば、工作機械のユーザが慣れ親しんだ数値制御指令を用いてロボットの運転を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４－２４１０１８号公報

ドアを開閉する動作などのような協働ロボットが物体に接触しながら移動する作業に対して変動負荷補正を用いる場合、負荷が経時によって変化すると、協働ロボットは、誤った接触判定により動作を停止する。そのため、負荷の再教示に手間が掛かっていた。よって、負荷の再教示を行うことなく、誤った接触判定による協働ロボットの動作の停止を防ぐことが望まれている。

本開示の一態様は、数値制御プログラムを用いてロボット制御装置を介してロボットを制御する数値制御装置であって、前記数値制御プログラム中のロボット制御指令を解析する解析部と、前記ロボット制御指令に応じて、前記ロボットが外力に応じて動作を停止する際における接触停止感度を変更するための信号を生成する感度変更部と、前記接触停止感度を変更するための信号を含むロボット指令信号を生成し、前記ロボット制御装置へ送信するロボット指令信号生成部と、を備える数値制御装置である。

本開示の一態様は、数値制御装置の数値制御プログラムを用いてロボット制御装置を介してロボットを制御する数値制御システムであって、前記数値制御装置は、前記数値制御プログラム中のロボット制御指令を解析する解析部と、前記ロボット制御指令に応じて、前記ロボットが外力に応じて動作を停止する際における接触停止感度を変更するための信号を生成する感度変更部と、前記接触停止感度を変更するための信号を含むロボット指令信号を生成し、前記ロボット制御装置へ送信するロボット指令信号生成部と、を備え、前記ロボット制御装置は、前記ロボット指令信号に基づいて、前記ロボットが外力に応じて動作を停止する際における前記接触停止感度を変更するロボット側感度変更部と、変更された前記接触停止感度に基づいて、前記ロボットが検出した負荷に応じて接触停止動作を前記ロボットに行わせる接触制御部と、を備える数値制御システムである。

本実施形態に係る数値制御システムの構成を示す機能ブロック図である。本実施形態に係る数値制御装置及びロボット制御装置の機能ブロック図である。接触停止感度変更指令の一例を示す図である。本実施形態に係る数値制御プログラムの例を示す図である。図４に示される数値制御プログラムを実行した際における数値制御装置とロボット制御装置との間の信号及び情報の流れを示すシーケンス図である。外部への接触を伴う作業を行う協働ロボットの一例を示す図である。

以下、本開示の実施形態の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る数値制御システム１の機能ブロック図である。

数値制御システム１は、図示しないワークを加工する工作機械２と、この工作機械２の動作を制御する数値制御装置（ＣＮＣ）４と、工作機械２の近傍に設けられた協働ロボット３と、協働ロボット３の動作を制御するロボット制御装置５と、を備える。数値制御システム１は、互いに通信可能に接続された数値制御装置４及びロボット制御装置５を用いることによって、工作機械２及び協働ロボット３の動作を連動して制御する。

工作機械２は、数値制御装置４から送信される工作機械制御信号に応じて図示しないワークを加工する。ここで工作機械２は、例えば、旋盤、ボール盤、フライス盤、研削盤、レーザ加工機、及び射出成形機等であるが、これらに限らない。

協働ロボット３は、ロボット制御装置５による制御下において動作し、例えば工作機械２によって加工されるワークに対し所定の作業を行う。協働ロボット３は、例えば多関節ロボットであり、そのアーム先端部３ａにはワークを把持したり、加工したり、検査したりするためのツール３ｂが取り付けられている。以下では、協働ロボット３は、６軸の多関節ロボットとした場合について説明するが、これに限らない。また以下では、協働ロボット３は、６軸の多関節ロボットとした場合について説明するが、軸数はこれに限らない。

協働ロボット３は、接触停止機能、退避モード機能、反転動作機能等のような機能を有し、人と協働で安全に作業することができる。接触停止機能は、人と軽い力（例えば、１０から２０Ｎ（すなわち、１から２ｋｇｆ））で接触したとき、即座に停止する機能である。退避モード機能は、人が協働ロボット３のアームを押すことによってアームを各軸において退避可能な機能である。反転動作機能は、協働ロボット３が硬い物体と接触した場合、アームが即座に反転することによって、挟み込みを軽減する機能である。協働ロボット３は、人との接触等のような外力を検出するために、外力検出センサを備える。外力検出センサは、例えば、トルクセンサ、力センサ等である。すなわち、協働ロボット３は、外力検出センサによって人との接触を検知し、ロボット制御装置５は、外力検出センサによって検出された外力に応じて協働ロボット３の動作を停止する。これにより、協働ロボット３は、人と協働で安全に作業することができる。

数値制御装置４及びロボット制御装置５は、それぞれＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等の演算処理手段、各種コンピュータプログラムを格納したＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）やＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等の補助記憶手段、演算処理手段がコンピュータプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するためのＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）といった主記憶手段、オペレータが各種操作を行うキーボードといった操作手段、及びオペレータに各種情報を表示するディスプレイといった表示手段等のハードウェアによって構成されるコンピュータである。これら数値制御装置４及びロボット制御装置５は、例えばイーサネット（登録商標）によって相互に各種信号を送受信することが可能となっている。

図２は、本実施形態に係る数値制御装置４及びロボット制御装置５の機能ブロック図である。先ず、数値制御装置４の詳細な構成について説明する。図２に示すように数値制御装置４は、上記ハードウェア構成によって、工作機械２の動作を制御する機能、協働ロボット３の制御軸の動作経路を生成する機能等のような各種機能を実現する。

数値制御装置４は、数値制御プログラムを用いてロボット制御装置５を介して協働ロボット３を制御する。すなわち、数値制御装置４は、ロボット用の数値制御プログラムに従って、協働ロボット３及びツール３ｂの動作を制御するための各種指令を生成し、ロボット制御装置５へ送信する。より具体的には、数値制御装置４は、プログラム入力部４１と、解析部４２と、動作制御部４３と、記憶部４４と、ロボット指令信号生成部４５と、データ送受信部４６と、感度変更部４７と、を備える。

プログラム入力部４１は、複数のロボット指令ブロックによって構成されるロボット用の数値制御プログラムを記憶部４４から読み出し、これを逐次解析部４２へ入力する。

解析部４２は、プログラム入力部４１から入力される数値制御プログラムに基づく指令種別を指令ブロックごとに解析し、その解析結果を動作制御部４３及びロボット指令信号生成部４５へ出力する。より具体的には、解析部４２は、指令ブロックの指令種別が工作機械２に対する工作機械用数値制御指令である場合、この工作機械用数値制御指令を動作制御部４３へ送信する。解析部４２は、指令ブロックの指令種別が協働ロボット３に対するロボット用数値制御指令である場合、このロボット用数値制御指令（以下、ロボット制御指令ともいう）をロボット指令信号生成部４５へ出力する。

動作制御部４３は、解析部４２から送信される解析結果に応じて工作機械２の動作を制御するための工作機械制御信号を生成し、工作機械２の各種軸を駆動するアクチュエータへ入力する。工作機械２は、動作制御部４３から入力される工作機械制御信号に応じて動作し、図示しないワークを加工する。

記憶部４４は、例えば、オペレータによる操作に基づいて作成された複数の数値制御プログラムを格納する。より具体的には、記憶部４４は、工作機械２の動作を制御するための工作機械２に対する複数の指令ブロックや協働ロボット３の動作を制御するための協働ロボット３に対する複数の指令ブロック等によって構成される数値制御プログラムを格納する。記憶部４４に格納されている数値制御プログラムは、ＧコードやＭコード等、工作機械２の動作を制御するため既知のプログラム言語で記述されている。

また、記憶部４４は、例えば、上記数値制御プログラムの下で作動する工作機械２の各種軸の位置（すなわち、工作機械２の刃物台やテーブル等の位置）を示す機械座標値を格納する。なお、これら機械座標値は、工作機械２上又は工作機械２の近傍の任意の位置に定められた基準点を原点とする工作機械座標系の下で定義される。記憶部４４には、数値制御プログラムの下で逐次変化する機械座標値の最新値が格納されるよう、図示しない処理によって逐次更新される。

また、記憶部４４は、例えば、ロボット制御装置５の制御下で作動する協働ロボット３の制御点（例えば、協働ロボット３のアーム先端部３ａ）の位置及び姿勢、換言すれば協働ロボット３の各制御軸の位置を示すロボット座標値が格納されている。なお、これらロボット座標値は、上述したように工作機械座標系とは異なるロボット座標系の下で定義される。記憶部４４には、数値制御プログラムの下で逐次変化するロボット座標値の最新値が格納されるよう、図示しない処理によりロボット制御装置５から取得されたロボット座標値によって逐次更新される。

また、記憶部４４は、例えば、オペレータにより入力された協働ロボット３の始点及び終点といった教示位置を記憶する。具体的には、記憶部４４は、ティーチペンダント等から入力された協働ロボット３の教示位置、キーボード等から入力された教示位置等を記憶する。協働ロボット３の教示位置には、協働ロボット３の各制御軸の位置を示すロボット座標値が含まれ、これらロボット座標値は、工作機械座標系とは異なるロボット座標系の下で定義される。

ロボット指令信号生成部４５は、解析部４２から入力されるロボット指令ブロック毎の解析結果に基づいて、ロボット指令ブロック毎にロボット指令信号を生成し、生成したロボット指令信号をデータ送受信部４６に書き込む。

具体的には、ロボット指令信号生成部４５は、解析部４２から入力される解析結果としてのロボット用数値制御指令に基づいて、ロボット指令ブロック毎にロボット指令信号を生成し、生成したロボット指令信号をデータ送受信部４６に書き込む。

データ送受信部４６は、ロボット制御装置５のデータ送受信部６０との間で指令及びロボット座標値等の各種データを送受信する。具体的には、データ送受信部４６は、ロボット指令信号生成部４５によって生成されたロボット指令信号をロボット制御装置５のデータ送受信部６０へ送信する。

感度変更部４７は、解析部４２によって解析されたロボット制御指令に応じて、協働ロボット３が外力に応じて動作を停止する際における接触停止動作の感度（以下、接触停止感度ともいう）を変更するための信号を生成する。

具体的には、感度変更部４７は、ロボット指令信号によって、協働ロボット３が外部の対象物への接触を伴う動作の前後において接触停止感度を変更してもよい。

また、感度変更部４７は、ロボット指令信号によって、協働ロボット３が外部への接触を伴う動作の方向に応じて接触停止感度を変更してもよい。例えば、感度変更部４７は、協働ロボット３が、ロボット制御指令に従って動作する方向に対する接触停止感度を相対的に低い設定に変更し、他の方向に対する接触停止感度を相対的に高い設定に変更してもよい。

これにより、数値制御装置４は、協働ロボット３が反力を受ける方向に対して、接触停止感度を相対的に低い設定に変更することによって、外部への接触を伴う動作を可能にする。また、数値制御装置４は、協働ロボット３が反力を受ける方向以外の方向に対して、接触停止感度を相対的に高い設定に変更することによって、接触停止感度を相対的に低い設定に変更する場合と比べて、協働ロボット３をより安全に停止させることができる。

また、感度変更部４７は、ロボット指令信号によって、協働ロボット３が接触する対象の重量又は対象のイナーシャの少なくとも一つに応じて接触停止感度を変更してもよい。

ロボット制御装置５は、変更された接触停止感度に応じて、協働ロボット３が外部の対象物への接触を伴う動作を協働ロボット３に実行させる、又は接触停止動作を協働ロボット３実行させる。

ここで、協働ロボット３が外部の対象物への接触を伴う動作は、協働ロボット３が、外部の対象物と接触しながら、指定方向へ移動する動作を示す。協働ロボット３が外部の対象物への接触を伴う動作は、例えば、協働ロボット３のハンドが、ドアのハンドルを把持しながら、ドアを開く方向へ移動する動作であってもよい。

また、接触停止動作は、協働ロボット３が、外部の対象物と接触しながら、指定方向へ移動する場合、一定以上の外力を検出すると、協働ロボット３が動作を停止することを示す。

次に、ロボット制御装置５の構成について詳細に説明する。図２に示すように、ロボット制御装置５には、上記ハードウェア構成によって、記憶部５１、解析部５２、ロボット命令生成部５３、プログラム管理部５４、軌跡制御部５５、キネマティクス制御部５６、サーボ制御部５７、負荷設定選択部５８、ダイナミクス制御部５９、データ送受信部６０、感度変更部６１、及び接触制御部６２等の各種機能が実現される。ロボット制御装置５は、これらのような機能部を用いることによって、数値制御装置４から送信される指令に基づいて協働ロボット３の動作を制御する。

記憶部５１は、協働ロボット３を制御するためのロボットプログラム及び各種情報を記憶する。また、記憶部５１は、協働ロボット３の負荷設定を記憶する。なお、本実施形態では、記憶部５１は、ロボット制御装置５に設けられているが、記憶部５１は、数値制御装置４に設けられてもよく、数値制御装置４及びロボット制御装置５の外部の電子機器や外部サーバー等に設けられてもよい。

データ送受信部６０は、数値制御装置４のデータ送受信部４６から送信されるロボット指令信号を受信する。また、データ送受信部６０は、受信したロボット指令信号を逐次、解析部５２へ出力する。

解析部５２は、データ送受信部６０から入力されるロボット指令信号を解析する。また、解析部５２は、その解析結果をロボット命令生成部５３へ出力する。また、解析部５２は、ロボット指令信号から協働ロボット３の負荷設定を選択するための信号が検出されると、後述の負荷設定選択部５８へ負荷設定を通知する。

ロボット命令生成部５３は、解析部５２から入力されるロボット指令信号の解析結果に基づいて、ロボット指令信号に応じたロボット命令を生成する。ロボット命令生成部５３は、生成したロボット命令をプログラム管理部５４へ出力する。

プログラム管理部５４は、ロボット命令生成部５３からロボット命令が入力されると、ロボット命令を逐次実行することにより、上記ロボット指令信号に応じた協働ロボット３の動作計画を生成し、軌跡制御部５５へ出力する。

また、プログラム管理部５４は、ロボット命令生成部５３から入力されるロボット命令がブロックロボット命令である場合には、記憶部５１に格納されているロボットプログラムに、入力されたブロックロボット命令を追加する。これにより記憶部５１には、数値制御装置４から送信されるロボット指令信号に応じたロボットプログラムが生成されて記憶される。記憶されたロボットプログラムは、プログラム管理部５４がロボット命令としてロボットプログラム起動指令を受けることにより、起動及び再生される。

軌跡制御部５５は、プログラム管理部５４から動作計画が入力されると、協働ロボット３の制御点の時系列データを算出し、キネマティクス制御部５６へ出力する。

キネマティクス制御部５６は、入力された時系列データから協働ロボット３の各関節の目標角度を算出し、サーボ制御部５７へ入力する。

サーボ制御部５７は、キネマティクス制御部５６から入力される目標角度が実現するように協働ロボット３の各サーボモータをフィードバック制御することによって協働ロボット３に対するロボット制御信号を生成し、協働ロボット３のサーボモータへ入力する。また、サーボ制御部５７は、後述のダイナミクス制御部５９により計算されたトルクを反映したロボット制御信号を生成する。これにより、ロボット制御装置５は、負荷設定に基づいて協働ロボット３を制御可能となっている。

負荷設定選択部５８は、解析部５２により解析されたロボット指令信号に応じて、記憶部５１に記憶された負荷設定を選択し、選択した負荷設定をダイナミクス制御部５９へ通知する。

ダイナミクス制御部５９は、負荷設定選択部５８により選択された負荷設定に基づいて、逆動力学計算により協働ロボット３に入力するトルクを計算する。ダイナミクス制御部５９は、計算により取得したトルクを、サーボ制御部５７へ出力する。

ここで、協働ロボット３の逆動力学計算とは、協働ロボット３の動作軌跡計画で算出される望みの運動（各関節の位置、速度、加速度の時系列データ）に基づいて、協働ロボット３に加わる手先負荷や重力、自重を考慮し、そのような応答を実現するための各モータへの入力トルクを計算する手法である。このような逆動力学計算に関するものとして、例えば、計算トルク法やニュートン・オイラー法等の数値計算方法が開示されている（例えば、特開平８－１１８２７５号公報、特開２０１５－５８５２０号公報）。

感度変更部６１は、数値制御装置４から送信された接触停止動作の感度を変更するための信号に応じて、接触停止感度を変更する。感度変更部６１は、変更した接触停止感度を接触制御部６２へ通知する。

接触制御部６２は、協働ロボット３における外力検出センサによる外力の検出結果に応じて、接触停止動作を制御する。

本実施形態に係る接触停止感度変更の概要は、以下に示すような制御である。解析部４２は、プログラム入力部４１から入力される数値制御プログラムから接触停止判定感度変更指令が抽出されると、感度変更部４７へ指令を通知する。感度変更部４７は、解析部４２によって解析された接触停止判定感度変更指令に応じて、接触停止動作の感度を変更するための信号を生成し、ロボット指令信号生成部４５及びデータ送受信部４６を介してロボット制御装置５へ送信する。

ロボット制御装置５の解析部５２は、ロボット指令信号から接触停止動作の感度を変更するための信号を検出すると、感度変更部６１へ変更内容を通知する。ロボット制御装置５の感度変更部６１は、解析部５２から通知された変更内容に応じて、接触停止感度を変更する。感度変更部６１は、変更した接触停止感度を接触制御部６２へ通知する。

接触制御部６２は、変更された接触停止感度に基づいて、協働ロボット３が検出した負荷に応じて接触停止動作を行う。また、接触制御部６２は、変更された接触停止感度によって設定される負荷を超える負荷が検出された場合、サーボ制御部５７に動作を停止することを通知する。

このような制御によって、数値制御装置４及びロボット制御装置５は、協働ロボット３の接触停止感度を変更し、負荷を再度教示することなく、協働ロボット３が外部の対象物と接触しながら動作することを可能にする。

図３は、接触停止感度変更指令の一例を示す図である。図３に示されるように、接触停止感度変更指令は、複数の接触停止感度（Ｎｏ．１からＮｏ．１０）と、各接触停止感度に対応する指令（Ｇ２００からＧ２０９）と、を含む。接触停止感度は、Ｎｏ．１が最も感度が低く、Ｎｏ．の値が増加するに従って感度が高くなり、Ｎｏ．１０が最も感度が高い。

図３に示されるように、接触停止感度が相対的に低い場合、ロボット制御装置５は、協働ロボット３における外力検出センサが、外力として、相対的に大きな負荷を検出すると、接触を伴う動作を停止する。また、接触停止感度が相対的に高い場合、ロボット制御装置５は、協働ロボット３における外力検出センサが、外力として、相対的に小さい負荷を検出すると、接触を伴う動作を停止する。

図４は、本実施形態に係る数値制御プログラムの例を示す図である。図５は、図４に示される数値制御プログラムを実行した際における数値制御装置４とロボット制御装置５との間の信号及び情報の流れを示すシーケンス図である。図６は、外部への接触を伴う作業を行う協働ロボット３の一例を示す図である。

図６に示されるように、協働ロボット３が、外部の作業対象物７におけるドア８を移動方向Ｘに対して開閉中に、数値制御装置４及びロボット制御装置５は、協働ロボット３の接触停止感度を低く設定する。なお、協働ロボット３が、外部の作業対象物７におけるドア８を移動方向Ｘに対して開閉中に、協働ロボット３の負荷は、経時的に変化する。

先ず、“Ｇ２０９”が指令され、感度変更部４７は、接触停止動作の感度を相対的に高い設定に変更するための信号を生成し、ロボット指令信号生成部４５及びデータ送受信部４６を介してロボット制御装置５へ送信する。ロボット制御装置５の解析部５２は、ロボット指令信号から接触停止動作の感度を変更するための信号を検出すると、感度変更部６１へ変更内容を通知する。ロボット制御装置５の感度変更部６１は、解析部５２から通知された変更内容に応じて、接触停止感度を相対的に高い設定に変更する。感度変更部６１は、変更した接触停止感度を接触制御部６２へ通知する。

次いで、協働ロボット３の位置が不明であるため、“Ｇ６８．８”が入力され、各軸座標系が選択される。“Ｇ７．３Ｊ１＝＿Ｊ２＝＿Ｊ３＝＿Ｊ４＝＿Ｊ５＝＿Ｊ６＝＿”が指令されると、ロボット制御装置５は、各軸座標系上の初期位置に協働ロボット３を位置決めする。なお、コマンド中のアンダーバーの部分には、協働ロボット３の指定位置の座標値が入力される。

次いで、“Ｇ６８．９”が指令され、直交座標系が選択される。“Ｇ０１Ｘ＿Ｙ＿Ｚ＿Ａ＿Ｂ＿Ｃ＿Ｐ＿”が指令されると、ロボット制御装置５は、直交座標系上のドア把持位置へ協働ロボット３０を直線移動させ、位置決めする。なお、コマンド中のアンダーバーの部分には、協働ロボット３の指定位置の座標値が入力される。

次いで、“Ｇ２０５”が指令され、感度変更部４７は、接触停止動作の感度を相対的に中間程度の設定に変更するための信号を生成し、ロボット指令信号生成部４５及びデータ送受信部４６を介してロボット制御装置５へ送信する。ロボット制御装置５の解析部５２は、ロボット指令信号から接触停止動作の感度を変更するための信号を検出すると、感度変更部６１へ変更内容を通知する。ロボット制御装置５の感度変更部６１は、解析部５２から通知された変更内容に応じて、接触停止感度を相対的に中間程度の設定に変更する。感度変更部６１は、変更した接触停止感度を接触制御部６２へ通知する。

次いで、“Ｍ１０１”が指令され、ロボット制御装置５は、協働ロボット３のハンドを閉じることによって、協働ロボット３は、ワークとしてのドアのハンドルを把持する。

次いで、“Ｇ２００”が指令され、感度変更部４７は、接触停止動作の感度を相対的に低い設定に変更するための信号を生成し、ロボット指令信号生成部４５及びデータ送受信部４６を介してロボット制御装置５へ送信する。ロボット制御装置５の解析部５２は、ロボット指令信号から接触停止動作の感度を変更するための信号を検出すると、感度変更部６１へ変更内容を通知する。ロボット制御装置５の感度変更部６１は、解析部５２から通知された変更内容に応じて、接触停止感度を相対的に低い設定に変更する。感度変更部６１は、変更した接触停止感度を接触制御部６２へ通知する。

次いで、“Ｇ０１Ｘ＿Ｙ＿Ｚ＿Ａ＿Ｂ＿Ｃ＿Ｐ＿”が指令されると、ロボット制御装置５は、直交座標系上のドア開端位置へ協働ロボット３を直線移動させ、位置決めする。

次いで、“Ｇ０１Ｘ＿Ｙ＿Ｚ＿Ａ＿Ｂ＿Ｃ＿Ｐ＿”が指令されると、ロボット制御装置５は、直交座標系上のドア閉端位置へ協働ロボット３を直線移動させ、位置決めする。

次いで、“Ｍ１００”が指令され、ロボット制御装置５は、協働ロボット３のハンドを開くことによって、協働ロボット３は、ドアのハンドルを開放する。

次いで、“Ｇ２０９”が指令され、感度変更部４７は、接触停止動作の感度を相対的に高い設定に変更するための信号を生成し、ロボット指令信号生成部４５及びデータ送受信部４６を介してロボット制御装置５へ送信する。ロボット制御装置５の解析部５２は、ロボット指令信号から接触停止動作の感度を変更するための信号を検出すると、感度変更部６１へ変更内容を通知する。ロボット制御装置５の感度変更部６１は、解析部５２から通知された変更内容に応じて、接触停止感度を相対的に高い設定に変更する。感度変更部６１は、変更した接触停止感度を接触制御部６２へ通知する。次いで、“Ｍ３０”が指令され、数値制御プログラムは終了する。

このように数値制御装置４及びロボット制御装置５は、協働ロボット３の動作内容に応じて接触停止感度を変更する。

以上説明したように本実施形態によれば、数値制御装置４は、数値制御プログラム中のロボット制御指令を解析する解析部４２と、ロボット制御指令に応じて、協働ロボット３が外力に応じて動作を停止する際における接触停止感度を変更するための信号を生成する感度変更部と、接触停止感度を変更するための信号を含むロボット指令信号を生成し、ロボット制御装置５へ送信するロボット指令信号生成部と、を備える。

このような構成によって、数値制御装置４は、数値制御プログラムを用いて協働ロボット３の接触停止感度を変更することができる。よって、数値制御装置４は、負荷の再教示を行うことなく、ロボット制御装置５による誤った接触停止判定を防止し、協働ロボット３が物体に接触しながらの動作することを可能にする。

また、感度変更部４７は、ロボット指令信号によって、協働ロボット３が外部の対象物への接触を伴う動作の前後において接触停止感度を変更してもよい。このような構成によって、数値制御装置４は、外部の対象物への接触を伴う動作の前後に応じた接触停止感度を用いて、協働ロボット３の接触停止動作を制御することができる。

また、感度変更部４７は、ロボット指令信号によって、協働ロボット３が外部への接触を伴う動作の方向に応じて接触停止感度を変更してもよい。このような構成によって、数値制御装置４は、外部の対象物への接触を伴う動作の方向に応じた接触停止感度を用いて、協働ロボット３の接触停止動作を制御することができる。

また、感度変更部４７は、ロボット指令信号によって、協働ロボット３が接触する対象の重量又は対象のイナーシャの少なくとも一つに応じて接触停止感度を変更してもよい。このような構成によって、数値制御装置４は、協働ロボット３が接触する対象の重量又は対象のイナーシャ応じた接触停止感度を用いて、協働ロボット３の接触停止動作を制御することができる。

また、数値制御システム１において、数値制御装置４は、数値制御プログラム中のロボット制御指令を解析する解析部４２と、ロボット制御指令に応じて、協働ロボット３が外力に応じて動作を停止する際における接触停止感度を変更するための信号を生成する感度変更部と、接触停止感度を変更するための信号を含むロボット指令信号を生成し、ロボット制御装置５へ送信するロボット指令信号生成部と、を備え、ロボット制御装置５は、ロボット指令信号に基づいて、協働ロボット３が外力に応じて動作を停止する際における接触停止感度を変更する感度変更部６１と、変更された接触停止感度に基づいて、協働ロボット３が検出した負荷に応じて前記接触停止動作を協働ロボット３に行わせる接触制御部６２と、を備える。

このような構成によって、数値制御システム１は、数値制御プログラムを用いて協働ロボット３の接触停止感度を変更することができる。よって、数値制御システム１は、負荷の再教示を行うことなく、ロボット制御装置５による誤った接触停止判定を防止し、協働ロボット３が物体に接触しながらの動作することを可能にする。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の数値制御システム１は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記の数値制御システム１により行なわれる制御方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙｃｏｍｐｕｔｅｒｒｅａｄａｂｌｅｍｅｄｉｕｍ）を用いて記憶され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅｓｔｏｒａｇｅｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｍｅｍｏｒｙ））を含む。

本開示について詳述したが、本開示は上述した個々の実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、または、特許請求の範囲に記載された内容とその均等物から導き出される本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、置き換え、変更、部分的削除等が可能である。また、これらの実施形態は、組み合わせて実施することもできる。例えば、上述した実施形態において、各動作の順序や各処理の順序は、一例として示したものであり、これらに限定されるものではない。また、上述した実施形態の説明に数値又は数式が用いられている場合も同様である。

上記実施形態及び変形例に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
数値制御プログラムを用いてロボット制御装置（５）を介してロボット（３）を制御する数値制御装置（４）であって、
前記数値制御プログラム中のロボット制御指令を解析する解析部（４２）と、
前記ロボット制御指令に応じて、前記ロボットが外力に応じて動作を停止する際における接触停止感度を変更するための信号を生成する感度変更部（４７）と、
前記接触停止感度を変更するための信号を含むロボット指令信号を生成し、前記ロボット制御装置へ送信するロボット指令信号生成部（４５）と、
を備える数値制御装置。
（付記２）
前記感度変更部（４７）は、前記ロボット指令信号によって、前記ロボット（３）が外部への接触を伴う動作の前後において前記接触停止感度を変更する、付記１に記載の数値制御装置。
（付記３）
前記感度変更部（４７）は、前記ロボット指令信号によって、前記ロボット（３）が外部への接触を伴う動作の方向に応じて前記接触停止感度を変更する、付記１に記載の数値制御装置。
（付記４）
前記感度変更部（４７）は、前記ロボット指令信号によって、前記ロボット（３）が接触する対象の重量又は前記対象のイナーシャの少なくとも一つに応じて前記接触停止感度を変更する、付記１に記載の数値制御装置。
（付記５）
前記ロボットは、人との接触を検知して動作を停止する協働ロボットである、付記１に記載の数値制御装置。
（付記６）
数値制御装置（４）の数値制御プログラムを用いてロボット制御装置（５）を介してロボット（３）を制御する数値制御システムであって、
前記数値制御装置は、
前記数値制御プログラム中のロボット制御指令を解析する解析部（４２）と、
前記ロボット制御指令に応じて、前記ロボットが外力に応じて動作を停止する際における接触停止感度を変更するための信号を生成する感度変更部（４７）と、
前記接触停止感度を変更するための信号を含むロボット指令信号を生成し、前記ロボット制御装置へ送信するロボット指令信号生成部と、
を備え、
前記ロボット制御装置は、
前記ロボット指令信号に基づいて、前記ロボットが外力に応じて動作を停止する際における前記接触停止感度を変更するロボット側感度変更部（６１）と、
変更された前記接触停止感度に基づいて、前記ロボットが検出した負荷に応じて接触停止動作を前記ロボットに行わせる接触制御部（６２）と、
を備える数値制御システム。
（付記７）
前記感度変更部（４７）は、前記ロボット指令信号によって、前記ロボット（３）が外部への接触を伴う動作の前後において前記接触停止感度を変更する、付記６に記載の数値制御システム。
（付記８）
前記感度変更部（４７）は、前記ロボット指令信号によって、前記ロボット（３）が外部への接触を伴う動作の方向に応じて前記接触停止感度を変更する、付記６に記載の数値制御システム。
（付記９）
前記感度変更部（４７）は、前記ロボット指令信号によって、前記ロボット（３）が接触する対象の重量又は前記対象のイナーシャの少なくとも一つに応じて前記接触停止感度を変更する、付記６に記載の数値制御システム。
（付記１０）
前記ロボットは、人との接触を検知して動作を停止する協働ロボットである、付記６に記載の数値制御システム。

１数値制御システム
２工作機械
３協働ロボット
４数値制御装置
５ロボット制御装置
４１プログラム入力部
４２解析部
４３動作制御部
４４記憶部
４５ロボット指令信号生成部
４６データ送受信部
４７感度変更部
５１記憶部
５２解析部
５３ロボット命令生成部
５４プログラム管理部
５５軌跡制御部
５６キネマティクス制御部
５７サーボ制御部
５８負荷設定選択部
５９ダイナミクス制御部
６０データ送受信部
６１感度変更部
６２接触制御部

Claims

数値制御プログラムを用いてロボット制御装置を介してロボットを制御する数値制御装置であって、
前記数値制御プログラム中のロボット制御指令を解析する解析部と、
前記ロボット制御指令に応じて、前記ロボットが外力に応じて動作を停止する際における接触停止感度を変更するための信号を生成する感度変更部と、
前記接触停止感度を変更するための信号を含むロボット指令信号を生成し、前記ロボット制御装置へ送信するロボット指令信号生成部と、
を備える数値制御装置。
前記感度変更部は、前記ロボット指令信号によって、前記ロボットが外部への接触を伴う動作の前後において前記接触停止感度を変更する、請求項１に記載の数値制御装置。
前記感度変更部は、前記ロボット指令信号によって、前記ロボットが外部への接触を伴う動作の方向に応じて前記接触停止感度を変更する、請求項１に記載の数値制御装置。
前記感度変更部は、前記ロボット指令信号によって、前記ロボットが接触する対象の重量又は前記対象のイナーシャの少なくとも一つに応じて前記接触停止感度を変更する、請求項１に記載の数値制御装置。
前記ロボットは、人との接触を検知して動作を停止する協働ロボットである、請求項１に記載の数値制御装置。
数値制御装置の数値制御プログラムを用いてロボット制御装置を介してロボットを制御する数値制御システムであって、
前記数値制御装置は、
前記数値制御プログラム中のロボット制御指令を解析する解析部と、
前記ロボット制御指令に応じて、前記ロボットが外力に応じて動作を停止する際における接触停止感度を変更するための信号を生成する感度変更部と、
前記接触停止感度を変更するための信号を含むロボット指令信号を生成し、前記ロボット制御装置へ送信するロボット指令信号生成部と、
を備え、
前記ロボット制御装置は、
前記ロボット指令信号に基づいて、前記ロボットが外力に応じて動作を停止する際における前記接触停止感度を変更するロボット側感度変更部と、
変更された前記接触停止感度に基づいて、前記ロボットが検出した負荷に応じて接触停止動作を前記ロボットに行わせる接触制御部と、
を備える数値制御システム。
前記感度変更部は、前記ロボット指令信号によって、前記ロボットが外部への接触を伴う動作の前後において前記接触停止感度を変更する、請求項６に記載の数値制御システム。
前記感度変更部は、前記ロボット指令信号によって、前記ロボットが外部への接触を伴う動作の方向に応じて前記接触停止感度を変更する、請求項６に記載の数値制御システム。
前記感度変更部は、前記ロボット指令信号によって、前記ロボットが接触する対象の重量又は前記対象のイナーシャの少なくとも一つに応じて前記接触停止感度を変更する、請求項６に記載の数値制御システム。
前記ロボットは、人との接触を検知して動作を停止する協働ロボットである、請求項６に記載の数値制御システム。