JP7452124B2 - ロボット制御システムおよび制御方法 - Google Patents

Description

本技術は、ロボット制御システム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、ロボットが様々なアプリケーションに用いられている。

一般的に、ロボットの制御には、所定のプログラミング言語で記述されたプログラムが用いられる。ロボットの制御をより簡素化する観点として、例えば、特開２０１８－１９６９０８号公報（特許文献１）は、ロボット言語を習得することなく、ロボットを使用した自動化設備を低コストで構築する構成を開示する。

特開２０１８－１９６９０８号公報

上述の先行技術文献に示される構成は、単に、ロボット言語により記述されたプログラムを作成するのではなく、ロボットコントローラに対するパラメータを入力することで、ロボットの動作を制御することで、構築コストを低減するものである。

しかしながら、実際の生産設備においては、予め作成されたプログラムに従って動作させるだけではなく、ティーチングペンダントなどによるユーザ操作にも対応する必要がある。上述の先行技術文献に示される構成は、このような動作の指示元が複数存在するような場合については、何ら想定していない。

本技術は、ロボットの挙動を指示するソースが複数存在する場合にも対応したロボット制御システムを提供することを目的とする。

本技術のある実施の形態に係るロボット制御システムは、第１の制御装置と、第１の制御装置とネットワーク接続され、ロボットを制御するための第２の制御装置とを含む。第１の制御装置は、ロボットの挙動を指示するコマンドを生成するための情報を提供する複数のソースのうちいずれかのソースを有効化する選択部と、複数のソースのうち有効化されたソースからの情報に従って生成されたコマンドを第２の制御装置へ送信する第１の通信部とを含む。第２の制御装置は、第１の制御装置から送信されるコマンドを受信する第２の通信部と、第１の制御装置からのコマンドによって指示された挙動を実現するように、ロボットの各軸を駆動するための指令値を順次生成する指令値生成部とを含む。

この構成によれば、第１の制御装置は、複数のソースのうち任意に選択されたいずれかのソースを有効化し、有効化したソースからの情報に従ってコマンドを生成できる。これによって、ロボット制御システムをフレキシブルに運用できる。

複数のソースは、ロボットプログラムを逐次実行するプログラム解釈部と、第１の制御装置とネットワーク接続され、ユーザ操作に応じて操作指令を生成する操作部と、第１の制御装置と接続され、ユーザ操作またはプログラム実行に応じて情報を提供する開発支援装置と、ＩＥＣプログラムを実行するプログラム実行部とのうち複数を含んでいてもよい。

この構成によれば、本来のロボットプログラムに従ってロボットを制御するだけではなく、操作部からの操作指令、開発支援装置からの指示、ＩＥＣプログラムの実行結果などに従って、ロボットを制御できる。

選択部は、第１の制御装置に外部から与えられる指令に従って、特定のソースを有効化するようにしてもよい。この構成によれば、第１の制御装置の外部にある情報処理装置などからの指示によって、有効化する操作を変更できるので、よりフレキシブルな運用を実現できる。

選択部は、予め定められた設定に従って、有効化するソースを決定するようにしてもよい。この構成によれば、特定のソースを優先するような運用が可能となる。

予め定められた設定は、ソースについての優先順位を含んでいてもよい。選択部は、複数のソースからそれぞれ情報が提供される場合に、より高い優先順位を有するソースを有効化してもよい。この構成によれば、優先順位に応じて、コマンドの生成元となるソースを自動的に決定できる。

第１の通信部は、選択部がいずれのソースを有効化しているかを、第２の制御装置へ通知するようにしてもよい。この構成によれば、第２の制御装置において、有効化されているソースに応じて処理を異ならせることもできる。これによって、有効化されているソースに応じたロボットの制御が可能となる。

指令値生成部は、選択部がいずれのソースを有効化しているかに応じて、ロボットの各軸を駆動するための指令値の生成特性を異ならせてもよい。この構成によれば、ソースに応じた特性でロボットを制御できる。

本技術の別の実施の形態によれば、第１の制御装置と、第１の制御装置とネットワーク接続され、ロボットを制御するための第２の制御装置とを備えるロボット制御システムにおける制御方法が提供される。制御方法は、第１の制御装置が、ロボットの挙動を指示するコマンドを生成するための情報を提供する複数のソースのうちいずれかのソースを有効化するステップと、第１の制御装置が、複数のソースのうち有効化されたソースからの情報に従って生成されたコマンドを第２の制御装置へ送信するステップと、第２の制御装置が、第１の制御装置から送信されるコマンドを受信するステップと、第２の制御装置が、第１の制御装置からのコマンドによって指示された挙動を実現するように、ロボットの各軸を駆動するための指令値を順次生成するステップとを含む。

本技術によれば、ロボットの挙動を指示するソースが複数存在する場合にも対応できる。

本実施の形態に係るロボット制御システムの概略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ロボット制御システムを構成す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ロボット制御システムを構成するロボットの別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を構成する操作ペンダン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ロボット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ロボット制御システムにおけるロボットの挙動を制御するための機能構成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を構成する制御装置で実行されるＩＥＣプログラムおよびロボットプログラムの一例を示す図である。 本実施の形態に係るロボット制御システムを構成する制御装置におけるプログラムの実行例を示すタイムチャートである。 本実施の形態に係るロボット制御システムにおけるソース選択機能を含むデータ処理を概略する模式図である。 本実施の形態に係るロボット制御システムにおけるソース選択機能の実装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指令値の生成特性を異ならせる例を示す図である。 本実施の形態に係るロボット制御システムの制御装置において指令値の生成特性を異ならせる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制御装置おいて指令値の生成特性を異ならせる別の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を構成する制御装置のＩＥＣプログラム実行エンジンによ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ロボット制御システムを構成する制御装置のロボットプログラム実行エンジンによ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ロボット制御システムを構成するロボットコントローラにおける処理手順を示すフローチャートである。

本技術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、本技術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の概略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、制御装置１００（第１の制御装置）と、制御装置１００とネットワーク接続され、ロボット２００を制御するためのロボットコントローラ２５０（第２の制御装置）とを含む。なお、制御装置１００には、複数のロボットコントローラ２５０が接続されてもよい。

以下の説明では、主としてロボット２００を制御するロボット制御システム１の構成例を示すが、ロボット制御システム１の制御対象はロボット２００に限られるものではない。例えば、制御装置１００は、ロボット２００に加えて、ロボット２００を含む生産設備を構成する様々な装置や機械を制御することができる。さらに、制御装置１００は、ロボット２００の動作を監視するセーフティコントローラと連係してもよい。すなわち、本明細書において、「ロボット制御システム」との用語は、ロボットを制御する機能を有しているシステムという意味で用いられ、ロボット以外を制御することを排除するものではない。

制御装置１００は、ロボット２００の挙動を指示するコマンド１５８を生成するコマンド生成モジュール１５６と、コマンド１５８をロボットコントローラ２５０へ送信する通信部５０（後述する、フィールドネットワークコントローラ１０８、通信制御モジュール１６０、通信ドライバ１６２などで構成）とを有している。

コマンド生成モジュール１５６には、コマンド１５８を生成するための情報を提供するソースが複数接続可能になっている。

本明細書において、「ソース」は、ロボット２００の挙動を指示するコマンドを生成するための情報の提供元を意味する。コマンドを生成するための情報としては、後述するような、内部コマンドおよび／またはユーザによって指示される操作指令などを含む。

コマンド生成モジュール１５６のソース選択機能１５７（選択部）は、複数のソースのうちいずれかのソースを有効化する。コマンド生成モジュール１５６は、ソース選択機能１５７により有効化されたソースからの情報に従って、コマンド１５８を生成する。

通信部５０は、複数のソースのうち有効化されたソースからの情報に従って生成されたコマンド１５８をロボットコントローラ２５０へ送信する。

ロボットコントローラ２５０は、制御装置１００から送信されるコマンド１５８を受信する通信部６０（後述する、フィールドネットワークコントローラ２５２、通信制御モジュール２８０、通信ドライバ２８２などで構成）と、制御装置１００からのコマンド１５８によって指示された挙動を実現するように、ロボット２００の各軸を駆動するための指令値を順次生成する指令値生成モジュール２９０（指令値生成部）とを有している。

なお、ロボット２００の軸は、関節（ジョイント）を構成することもあるので、以下の説明では、ロボット２００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２００の「軸」との用語は、軸および関節を含む意味で用いられる。

本実施の形態に係るロボット制御システム１においては、複数のソースを選択的に有効化できるので、本来のロボットプログラム１１０８による制御だけではなく、他のソースからの情報に従ってロボット２００を制御できる。その結果、ロボット制御システム１をフレキシブルに運用できる。

＜Ｂ．システム構成例＞
次に、本実施の形態に係るロボット制御システム１の構成例について説明する。

図２は、本実施の形態に係るロボット制御システム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ロボット制御システム１は、制御装置１００と、フィールドネットワーク２０を介して制御装置１００と接続された、１または複数のロボット２００を含む。

ロボット２００の各々は、ロボットコントローラ２５０により挙動が制御される。ロボットコントローラ２５０は、制御装置１００とネットワーク接続され、ロボット２００を制御する。より具体的には、ロボットコントローラ２５０は、制御装置１００からのコマンド１５８に従って、ロボット２００を制御するための指令値を出力する。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２００Ａ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２００Ｂが用いられてもよい。

フィールドネットワーク２０には、Ｉ／Ｏユニット、セーフティＩ／Ｏユニット、セーフティコントローラなどの任意のデバイスが接続されてもよい。図２に示す構成例においては、フィールドネットワーク２０には、ロボット２００を操作するための操作ペンダント３００が接続されている。

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。

制御装置１００は、上位ネットワーク１２を介して、サポート装置４００と、表示装置５００と、サーバ装置６００とに接続されてもよい。上位ネットワーク１２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。

＜Ｃ．ハードウェア構成例＞
次に、図２に示すロボット制御システム１を構成する主要装置のハードウェア構成例について説明する。

（ｃ１：制御装置１００）
図３は、本実施の形態に係るロボット制御システム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は、プロセッサ１０２と、メインメモリ１０４と、ストレージ１１０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１２０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み出して、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）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ＩＥＣプログラム１１０４などが格納される。ＩＥＣプログラム１１０４は、シーケンス命令および／またはモーション命令を含み得る。

本明細書において、「ＩＥＣプログラム」は、一般的なＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）で実行される処理を規定するプログラムという意味で用いられる。典型的には、ＩＥＣプログラムは、国際電気標準会議（ＩＥＣ：International Electrotechnical Commission）が定めるＩＥＣ６１１３１－３で規定されるいずれかの言語で記述されるプログラムを意味する。但し、ＩＥＣプログラムは、ＩＥＣ６１１３１－３で規定される言語以外のメーカ独自言語で記述されるプログラムを包含し得る。

ストレージ１１０には、ロボット２００の挙動を制御するためのロボットプログラム１１０８および設定情報１１０９がさらに格納されてもよい。ロボットプログラム１１０８は、後述するように、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。設定情報１１０９は、ロボット２００に対する各種設定値（例えば、速度制限値、加速度制限値、ジャーク制限値など）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、上位ネットワークを介して、任意の情報処理装置（図２に示されるサポート装置４００、表示装置５００、サーバ装置６００など）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などの任意のデバイスとの間でデータを遣り取りする。図２に示すシステム構成例において、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してもよい。

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を構成する任意の機能ユニット１３０との間でデータを遣り取りする。機能ユニット１３０は、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、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遣り取りする。

制御装置１００が提供するロボット２００の制御に係る機能については、後述する。
（ｃ２：ロボット２００およびロボットコントローラ２５０）
図４は、本実施の形態に係るロボット制御システム１を構成するロボット２００のハードウェア構成例を示す模式図である。図４には、ロボット２００としてカスタムロボット２００Ａを採用した場合の構成例を示す。

図４を参照して、カスタムロボット２００Ａは、ロボットコントローラ２５０に接続されている。なお、カスタムロボット２００Ａとロボットコントローラ２５０とは、一体的に構成されてもよいし、別体として構成されてもよい。

カスタムロボット２００Ａは、軸または関節の数に応じたドライブ回路２２０と、ドライブ回路２２０により駆動されるモータ２３０とを含む。ドライブ回路２２０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、ロボットコントローラ２５０からの指令値に従って指定された電圧・電流・位相の電力を生成して、モータ２３０へ供給する。

モータ２３０の各々は、カスタムロボット２００Ａを構成するアーム部２１０のいずれかの軸または関節と機械的に結合されており、モータ２３０の回転によって対応する軸または関節を駆動するアクチュエータである。

モータ２３０としては、駆動するアーム部２１０に応じた特性のモータを採用できる。例えば、モータ２３０として、誘導型モータ、同期型モータ、永久磁石型モータ、リラクタンスモータのいずれを採用してもよいし、回転型だけではなく、リニアモータを採用してもよい。駆動対象のモータ２３０に応じたドライブ回路２２０が採用される。

ロボットコントローラ２５０は、フィールドネットワークコントローラ２５２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２５２は、フィールドネットワーク２０を介して、主として、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、カスタムロボット２００Ａ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２６６と、ストレージ２７０と、インターフェイス回路２６８とを含む。

プロセッサ２６２は、カスタムロボット２００Ａを駆動するための制御演算を実行する。メインメモリ２６６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２７０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２７０には、ロボット２００を駆動するための制御を実現するためのロボットシステムプログラム２７０２、および、ロボットコントローラ２５０での処理に必要な設定パラメータ群を含む設定情報２７０４が格納される。

インターフェイス回路２６８は、それぞれのドライブ回路２２０に対して、それぞれ指令値を与える。インターフェイス回路２６８とドライブ回路２２０との間は、ハードワイヤーで電気的に接続されていてもよいし、データリンクで接続されていてもよい。

図５は、本実施の形態に係るロボット制御システム１を構成するロボット２００の別のハードウェア構成例を示す模式図である。図５には、ロボット２００として汎用ロボット２００Ｂを採用した場合の構成例を示す。

図５を参照して、汎用ロボット２００Ｂは、１または複数のモータおよびドライブ回路（図示しない）が組み込まれており、汎用ロボット２００Ｂの目標軌道が指示されると、指示された目標軌道に応じて１または複数のモータを駆動する。

図４に示すカスタムロボット２００Ａを駆動する場合には、軸または関節に対応するドライブ回路２２０に対してそれぞれ指令値を与える必要があるのに対して、図５に示す汎用ロボット２００Ｂを駆動する場合には、汎用ロボット２００Ｂの目標軌道を指示するだけでよい。

ロボットコントローラ２５０が提供するロボット２００の制御に係る機能については、後述する。

（ｃ３：操作ペンダント３００）
図６は、本実施の形態に係るロボット制御システム１を構成する操作ペンダント３００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、操作ペンダント３００は、フィールドネットワークコントローラ３５２と、制御処理回路３６０と、操作キー群３８０とを含む。

フィールドネットワークコントローラ３５２は、フィールドネットワーク２０を介して、主として、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、プロセッサ３６２と、メインメモリ３６６と、ファームウェア３７０と、インターフェイス回路３６８とを含む。

プロセッサ３６２は、ファームウェア３７０を実行することで、操作ペンダント３００に必要な処理を実現する。メインメモリ３６６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。

インターフェイス回路３６８は、操作キー群３８０との間で信号を遣り取りする。
操作キー群３８０は、ユーザ操作を受け付ける入力装置である。操作キー群３８０は、入力状態を示すインジケータなどを含んでいてもよい。

（ｃ４：サポート装置４００）
図７は、本実施の形態に係るロボット制御システム１を構成するサポート装置４００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４００は、制御装置１００で実行されるプログラムなどを開発するための開発支援装置であり、一例として、汎用パソコンを用いて実現されてもよい。

図７を参照して、サポート装置４００は、プロセッサ４０２と、メインメモリ４０４と、入力部４０６と、表示部４０８と、ストレージ４１０と、光学ドライブ４１２と、ＵＳＢコントローラ４２０と、通信コントローラ４２２とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス４１８を介して接続されている。

プロセッサ４０２は、ＣＰＵやＧＰＵなどで構成され、ストレージ４１０に格納されたプログラム（一例として、ＯＳ４１０２および開発プログラム４１０４）を読み出して、メインメモリ４０４に展開して実行することで、サポート装置４００に必要な各種機能を実現する。

メインメモリ４０４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４１０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４１０には、基本的な機能を実現するためのＯＳ４１０２、および、開発環境を実現するための開発プログラム４１０４などが格納される。開発環境においては、制御装置１００で実行されるプログラムの作成、プログラムのデバッグ、制御装置１００の動作に係る設定、制御装置１００に接続されるデバイスの動作に対する設定、フィールドネットワーク２０に関する設定などが可能になっている。

入力部４０６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。表示部４０８は、ディスプレイや各種インジケータなどで構成され、プロセッサ４０２による処理結果などを表示する。

ＵＳＢコントローラ４２０は、ＵＳＢ接続を介して、制御装置１００などとの間のデータを遣り取りする。通信コントローラ４２２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遣り取りする。

サポート装置４００は、光学ドライブ４１２を有しており、コンピュータ読み取り可能なプログラムを非一過的に格納する記憶媒体４１４（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み取られてストレージ４１０などにインストールされる。

サポート装置４００で実行される開発プログラム４１０４などは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体４１４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４００が提供する機能は、ＯＳ４１０２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、ロボット制御システム１の稼動中において、サポート装置４００は、制御装置１００から取り外されていてもよい。

（ｃ５：表示装置５００）
本実施の形態に係るロボット制御システム１を構成する表示装置５００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５００の基本的なハードウェア構成例は、図７に示すサポート装置４００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。

（ｃ６：サーバ装置６００）
本実施の形態に係るロボット制御システム１を構成するサーバ装置６００は、一例として汎用パソコンを用いて実現されてもよい。サーバ装置６００の基本的なハードウェア構成例は、図７に示すサポート装置４００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。

（ｃ７：その他の形態）
図３～図７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。

制御装置１００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４００や表示装置５００などの機能を統合した構成を採用してもよい。

＜Ｄ．機能構成例＞
ロボット２００を制御するための機能構成の一例について説明する。

図８は、本実施の形態に係るロボット制御システム１におけるロボット２００の挙動を制御するための機能構成の一例を示す模式図である。図８を参照して、制御装置１００と１または複数のロボットコントローラ２５０との間で、ロボット２００を制御するためのコマンド１５８などが遣り取りされる。

制御装置１００は、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０と、ロボットプログラム実行エンジン１５２と、通信制御モジュール１６０と、通信ドライバ１６２と、外部通信インターフェイス１６４とを含む。これらのエレメントは、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してもよい。

ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０は、ＩＥＣプログラム１１０４を実行することで、ロボットコントローラ２５０に与える出力値を周期的に生成する。より具体的には、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０は、ＩＥＣプログラム１１０４を所定の制御周期毎にサイクリック実行する。制御装置１００の制御周期としては、典型的には、数百μｓｅｃ～数１００ｍｓｅｃ程度が想定される。ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０は、ＩＥＣプログラム１１０４の実行に従って、内部コマンド（例えば、コマンド１５８の送信開始および送信停止など）をロボットプログラム実行エンジン１５２へ出力し、および／または、ロボットプログラム実行エンジン１５２から状態値（例えば、ロボットプログラム実行エンジン１５２が実行しているロボットプログラム１１０８の状態など）を取得する。

ロボットプログラム実行エンジン１５２は、ロボットプログラム１１０８を実行することで、ロボット２００の挙動を指示するコマンド１５８を生成する。すなわち、ロボットプログラム実行エンジン１５２は、ロボットプログラム１１０８を逐次実行して、１または複数のロボットコントローラ２５０に対して、ロボット２００を制御するためのコマンド１５８などを送信する。より具体的には、ロボットプログラム実行エンジン１５２は、ロボットプログラム解釈モジュール１５４と、コマンド生成モジュール１５６とを含む。

ロボットプログラム解釈モジュール１５４は、ロボットプログラム１１０８を順次読み込んでパースし、パースにより得られた内部コマンドをコマンド生成モジュール１５６へ出力する。ロボットプログラム解釈モジュール１５４は、ロボットプログラム１１０８に含まれるプログラミング言語により記述されたロボット２００の挙動に係る命令に加えて、信号の入出力、ファイルアクセスおよび通信に係る命令も解釈できる。

ロボットプログラム解釈モジュール１５４によるロボットプログラム１１０８の読み込み開始や停止などは、コマンド生成モジュール１５６により制御されてもよい。

コマンド生成モジュール１５６は、ロボットプログラム解釈モジュール１５４からの内部コマンドに従って、ロボットコントローラ２５０の各々に対するコマンド１５８を生成する。コマンド生成モジュール１５６は、ロボットプログラム解釈モジュール１５４からの内部コマンドに加えて、操作ペンダント３００からの操作指令（内部コマンド）、および、サポート装置４００からの内部コマンドに従って、ロボットコントローラ２５０の各々に対するコマンド１５８を生成することもできる。

このように、コマンド生成モジュール１５６は、複数のソースからの内部コマンドを受け付けて、コマンド１５８を生成できる。コマンド生成モジュール１５６がいずれのソースからの内部コマンドに従ってコマンド１５８を生成するのかは、コマンド生成モジュール１５６のソース選択機能１５７によってされる。すなわち、ソース選択機能１５７は、複数のソースのうちいずれかのソースを有効化する。ソース選択機能１５７の詳細については、後述する。

コマンド生成モジュール１５６は、接続されている１または複数のロボットコントローラ２５０のホストとして機能する。より具体的には、コマンド生成モジュール１５６は、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０との間で遣り取りされる内部コマンド、および／または、外部通信インターフェイス１６４を介してサポート装置４００との間で遣り取りされる内部コマンドに応じて、ロボットプログラム解釈モジュール１５４でのロボットプログラム１１０８の実行の開始および停止を制御するとともに、ロボットコントローラ２５０に対するコマンド１５８の生成の開始および停止を制御する。

コマンド生成モジュール１５６は、ロボットコントローラ２５０から状態値およびエラーなどの情報を収集するようにしてもよい。

説明の便宜上、ロボットプログラム解釈モジュール１５４と、コマンド生成モジュール１５６とを分離した構成例を示すが、これらのモジュールを分離することなく、一体的に実装してもよい。

通信制御モジュール１６０および通信ドライバ１６２は、複数のソースのうち有効化されたソースからの情報に従って生成されたコマンド１５８をロボットコントローラ２５０へ送信する通信部に相当する。通信制御モジュール１６０および通信ドライバ１６２は、コマンド１５８に加えて、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０からの出力値もロボットコントローラ２５０へ送信する。

通信制御モジュール１６０は、接続されている１または複数のロボットコントローラ２５０との間のデータの遣り取りを管理する。通信制御モジュール１６０は、接続されているロボットコントローラ２５０毎にデータ通信を管理する通信インスタンスを生成し、生成した通信インスタンスを用いてデータ通信を管理するようにしてもよい。

通信ドライバ１６２は、フィールドネットワークコントローラ１０８（図３参照）を利用して、接続されている１または複数のロボットコントローラ２５０との間でデータ通信を行う内部インターフェイスである。

ロボットコントローラ２５０の各々は、通信制御モジュール２８０と、通信ドライバ２８２と、ロボット駆動エンジン２８４と、信号出力ドライバ２９２とを含む。これらのエレメントは、典型的には、ロボットコントローラ２５０のプロセッサ２６２（制御処理回路２６０）がロボットシステムプログラム２７０２を実行することで実現してもよい。

通信制御モジュール２８０は、接続されている制御装置１００との間のデータの遣り取りを管理する。通信制御モジュール２８０は、接続されている制御装置１００との間でデータ通信を管理する通信インスタンスを生成し、生成した通信インスタンスを用いてデータ通信を管理するようにしてもよい。

通信ドライバ２８２は、フィールドネットワークコントローラ２５２（図４参照）を利用して、接続されている制御装置１００との間でデータ通信を行う内部インターフェイスである。

通信制御モジュール２８０および通信ドライバ２８２は、制御装置１００から送信されるコマンド１５８を受信する通信部に相当する。

ロボット駆動エンジン２８４は、制御装置１００からのコマンド１５８に従って、制御装置１００から予め送信された設定情報２７０４を参照して、制御対象のロボット２００（含：カスタムロボット２００Ａおよび／または汎用ロボット２００Ｂ）を駆動するための処理を実行する。より具体的には、ロボット駆動エンジン２８４は、管理モジュール２８６と、目標軌道生成モジュール２８８と、指令値生成モジュール２９０とを含む。

管理モジュール２８６は、制御装置１００からの出力値に従って処理を実行する処理実行部に相当する。より具体的には、管理モジュール２８６は、制御装置１００からの出力値に従って、制御モードや、コマンド１５８から目標軌道の生成の開始／終了などを管理する。

目標軌道生成モジュール２８８（目標軌道生成部）は、制御装置１００からのコマンド１５８に従って、制御対象のロボット２００（含：カスタムロボット２００Ａおよび／または汎用ロボット２００Ｂ）の目標軌道を生成する。生成される目標軌道は、典型的には、ロボット２００の先端部の時間毎の位置（時間に対する位置の変化）、および／または、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）などを含む。

目標軌道生成モジュール２８８は、生成する目標軌道を指令値生成モジュール２９０へ出力してもよいし（典型的には、図４に示すカスタムロボット２００Ａを駆動する場合）、信号出力ドライバ２９２を介してロボット２００へ直接出力してもよい（典型的には、図５に示す汎用ロボット２００Ｂを駆動する場合）。

指令値生成モジュール２９０は、制御装置１００からのコマンド１５８によって指示された挙動を実現するように、ロボット２００の各軸を駆動するための指令値を順次生成する。より具体的には、指令値生成モジュール２９０は、目標軌道生成モジュール２８８により生成される目標軌道に従って、制御対象のロボット２００を構成するそれぞれのモータ２３０に対する指令値を順次生成する。指令値生成モジュール２９０は、指令値を所定の制御周期毎または所定のイベント毎に更新してもよい。

ロボットコントローラ２５０の目標軌道生成モジュール２８８の制御周期としては、典型的には、制御装置１００の制御周期と同程度の数百μｓｅｃ～数１００ｍｓｅｃ程度が想定される。一方、ロボットコントローラ２５０の指令値生成モジュール２９０の制御周期は、目標軌道生成モジュール２８８の制御周期より高速である（例えば、数～１０数倍程度）ことが想定される。

より具体的には、指令値生成モジュール２９０は、制御対象のロボット２００のキネマティクスに基づいて、目標軌道に沿ってロボット２００を駆動するためのモータ２３０に与えるそれぞれの指令値を算出する。指令値生成モジュール２９０は、モータ２３０に与える指令値として、目標位置（時間に対する位置／角度の変化）、目標速度（時間に対する速度／角速度の変化）、目標加速度（時間に対する加速度／角加速度の変化）、および／または、目標加速度（時間に対する加加速度／角加加速度の変化）などを算出する。

ロボット駆動エンジン２８４は、設定情報２７０４（図４参照）を参照して、目標軌道および／または指令値を算出するのに必要なパラメータを取得してもよい。

説明の便宜上、目標軌道生成モジュール２８８と、指令値生成モジュール２９０とを分離した構成例を示すが、これらのモジュールを分離することなく、一体的に実装してもよい。

信号出力ドライバ２９２は、インターフェイス回路２６８（図４参照）を利用して、指令値および／または目標軌道を、接続されている１または複数のドライブ回路２２０および／またはロボット２００へ出力するための内部インターフェイスである。

＜Ｅ．制御装置１００で実行される処理＞
上述したように、ロボットプログラム１１０８は、ロボット２００の挙動を制御するためのプログラムである。但し、ロボット２００の挙動を制御するためには、例えば、ロボット２００の動作を開始／停止するタイミング、ロボット２００を動作させるための条件（例えば、前工程あるいは後工程にある設備との連係）、ロボット２００に係るセーフティ条件などを制御する必要もある。

そこで、制御装置１００においては、ロボットプログラム１１０８だけではなく、ＩＥＣプログラム１１０４も並列的に実行できるようにしてもよい。ＩＥＣプログラム１１０４は、ロボット２００の動作に係る状態値を収集して、ロボット２００の動作を開始／停止するタイミングを決定するロジックなどを含んでいてもよい。

図９は、本実施の形態に係るロボット制御システム１を構成する制御装置１００で実行されるＩＥＣプログラム１１０４およびロボットプログラム１１０８の一例を示す図である。

図９（Ａ）には、ラダー・ダイアグラム（ＬＤ言語）で記述されたＩＥＣプログラム１１０４の例を示す。図９（Ａ）に示すＩＥＣプログラム１１０４の例は、制御対象のロボット２００の電源を投入する処理、および、制御対象のロボット２００のキャリブレーションを実行する処理に関する命令を含む。

なお、図９（Ａ）に示すように、ＩＥＣプログラム１１０４は、ファンクションブロックを要素として含んでいてもよい。さらに、ＩＥＣプログラム１１０４は、ストラクチャード・テキスト（ＳＴ言語）で記述されたコードを含んでいてもよい。

図９（Ｂ）には、Ｖ＋言語で記述されたロボットプログラム１１０８の例を示す。図９（Ｂ）に示すように、Ｖ＋言語は、ロボット２００の挙動を制御するための一種の高級言語である。

次に、制御装置１００におけるＩＥＣプログラム１１０４およびロボットプログラム１１０８の並列実行について説明する。

図１０は、本実施の形態に係るロボット制御システム１を構成する制御装置１００におけるプログラムの実行例を示すタイムチャートである。図１０に示すように、制御装置１００においては、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０ならびにロボットプログラム実行エンジン１５２（ロボットプログラム解釈モジュール１５４およびコマンド生成モジュール１５６）がそれぞれ処理を独立して実行する。

ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０は、ＩＥＣプログラム１１０４を予め定められた制御周期Ｔ１毎にサイクリック実行（繰り返し実行）する。ＩＥＣプログラム１１０４のサイクリック実行は、出力更新処理１５０２および入力更新処理１５０４を含む。

出力更新処理１５０２は、ＩＥＣプログラム１１０４の実行により決定された出力値を、内部変数および／または対象のデバイスに反映する処理を含む。特に、フィールドネットワーク２０を介して接続されているデバイスに対する出力値は、通信フレームに格納されてフィールドネットワーク２０上に送出される。

入力更新処理１５０４は、ＩＥＣプログラム１１０４の実行に必要な入力値（状態値）を、内部変数および／または対象のデバイスから取得する処理を含む。特に、フィールドネットワーク２０を介して接続されているデバイスからの入力値は、フィールドネットワーク２０上を伝搬する通信フレームから取得される。

通信制御モジュール１６０は、制御周期Ｔ１に同期して、フィールドネットワーク２０上に通信フレームを送出するとともに、フィールドネットワーク２０上を巡回して戻ってきた通信フレームを受信する。通信制御モジュール１６０は、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０により生成された出力値、および／または、およびコマンド生成モジュール１５６により生成されたコマンド１５８を、通信フレームに格納するとともに、戻ってきた通信フレームに含まれる入力値（状態値）をＩＥＣプログラム実行エンジン１５０およびコマンド生成モジュール１５６が参照できるように保持する。

コマンド生成モジュール１５６は、ロボットプログラム解釈モジュール１５４からの内部コマンドに従ってコマンド１５８を生成する。典型的には、コマンド生成モジュール１５６がコマンド１５８を生成するタイミングは、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０からの出力値によって決定される。図１０に示す例では、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０からの出力値に応答して、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０がコマンド１５８を生成する例を示す。ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０によるコマンド１５８の生成は、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０の出力更新処理１５０２のタイミングと同期させてもよい。

ロボットプログラム解釈モジュール１５４は、典型的には、制御周期Ｔ１とは独立して、ロボットプログラム１１０８を実行する。ロボットプログラム解釈モジュール１５４によるロボットプログラム１１０８の実行の開始／停止は、コマンド生成モジュール１５６により制御されてもよい。

図１０に示すように、ロボットプログラム実行エンジン１５２は、ロボットプログラム１１０８を逐次実行する。ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０は、ロボットプログラム実行エンジン１５２によるロボットプログラム１１０８の実行とは独立して、ＩＥＣプログラム１１０４をサイクリック実行する。

＜Ｆ．ソース選択機能＞
次に、ソース選択機能１５７の具体例について説明する。

図１１は、本実施の形態に係るロボット制御システム１におけるソース選択機能１５７を含むデータ処理を概略する模式図である。図１１を参照して、制御装置１００のロボットプログラム実行エンジン１５２には、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、操作ペンダント３００からの操作指令（内部コマンド）、サポート装置４００、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０からの内部コマンドが入力される。

コマンド生成モジュール１５６のソース選択機能１５７は、複数ソースのうちいずれのソースからコマンド１５８を生成するかを選択する。

（１）ロボットプログラム１１０８がソースして選択される場合
ロボットプログラム１１０８がソースとして選択される場合には、まず、ロボットプログラム１１０８がロボットプログラム解釈モジュール１５４に入力される。そして、ロボットプログラム解釈モジュール１５４がロボットプログラム１１０８を解釈して内部コマンドを生成する。さらに、コマンド生成モジュール１５６は、生成された内部コマンドからコマンド１５８を生成する。

すなわち、ロボットプログラム１１０８に従ってコマンド１５８が生成される場合には、ロボットプログラム１１０８を逐次実行するロボットプログラム解釈モジュール１５４（プログラム解釈部）がソースとなる。

例えば、同一の生産ラインに複数のロボット２００が配置されており、それぞれのロボット２００が異なる作業を行うような生産設備においては、ロボットプログラム実行エンジン１５２には、ロボット２００毎に異なるロボットプログラム１１０８が入力される。また、複数の同一の生産ラインが並列して配置されるとともに、それぞれの生産ラインに同一の作業を行うロボット２００が配置されているような生産設備においては、ロボットプログラム実行エンジン１５２には、共通のロボットプログラム１１０８が入力されてもよい。但し、生成されるコマンド１５８は、ロボットコントローラ２５０へそれぞれ独立して送信されてもよい。

また、ロボットプログラム実行エンジン１５２には、異なるプログラミング言語（例えば、Ｖ＋言語およびＧコード）で記述された複数のロボットプログラム１１０８が入力されてもよい。ロボットプログラム実行エンジン１５２は、異なる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が入力された場合であっても、共通のコマンド体系に従って記述されたコマンド１５８を生成できる。このように、ロボットプログラム実行エンジン１５２は、複数のプログラミング言語を解釈可能に構成されてもよく、プログラミング言語に依存することなく、予め定められたコマンド体系に従うコマンド１５８を生成するようにしてもよい。

（２）操作ペンダント３００がソースして選択される場合
操作ペンダント３００がソースして選択される場合には、操作ペンダント３００に対するユーザ操作に対応する操作指令が、フィールドネットワーク２０を介して制御装置１００に入力される。そして、操作ペンダント３００から受信した操作指令が内部コマンドとしてコマンド生成モジュール１５６に与えられる。コマンド生成モジュール１５６は、操作ペンダント３００からの操作指令に従って、コマンド１５８を生成する。

すなわち、操作ペンダント３００からの操作指令に従ってコマンド１５８が生成される場合には、制御装置１００とネットワーク接続され、ユーザ操作に応じて操作指令を生成する操作ペンダント３００（操作部）がソースとなる。

典型的には、操作ペンダント３００は、ロボット２００の挙動などを決定する操作（ティーチング操作）などを行うために用いられる。そのため、操作ペンダント３００からは、例えば、ロボット２００の先端部をいずれかの方向に移動させるといった操作指令が出力される。コマンド生成モジュール１５６は、操作ペンダント３００からの操作指令に従って、ロボット２００の先端部を指定された方向に移動させるためのコマンド１５８を生成する。

（３）サポート装置４００がソースして選択される場合
サポート装置４００がソースして選択される場合には、サポート装置４００が生成する内部コマンドがコマンド生成モジュール１５６へ入力される。コマンド生成モジュール１５６は、サポート装置４００からの内部コマンドに従って、コマンド１５８を生成する。サポート装置４００による内部コマンドの生成は、サポート装置４００のプロセッサ４０２が開発プログラム４１０４を実行することで実現されてもよいし、ユーザが明示的に沿いさすることで内部コマンドを発生してもよい。

すなわち、サポート装置４００からの内部コマンドに従ってコマンド１５８が生成される場合には、制御装置１００と接続され、ユーザ操作またはプログラム実行に応じて情報を提供するサポート装置４００（開発支援装置）がソースとなる。

（４）ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０がソースして選択される場合
ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０がソースして選択される場合には、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０がＩＥＣプログラム１１０４を実行することで決定される出力値が、内部コマンドとしてコマンド生成モジュール１５６へ入力される。例えば、ある条件が成立した場合に、ロボット２００を停止させるための出力値がコマンド生成モジュール１５６へ入力され、その出力値に対応するコマンド１５８がロボットコントローラ２５０へ出力されてもよい。

以上のように、ソース選択機能１５７によって、複数のソースのうちコマンド１５８を生成するためのソースが有効化される。なお、コマンド１５８が生成されるソースとしては、上述の３つに限られず、例えば、直接出力される内部コマンドを直接出力するＩＥＣプログラム１１０４（あるいは、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０）をソースとしてもよい。さらに、複数の操作ペンダント３００あるいは複数のサポート装置４００が存在する場合には、それぞれを独立したソースとすることができる。外部装置としては、サポート装置４００に限られず、ＨＭＩ（human machine interface）のような任意の情報処理装置を採用してもよい。

コマンド１５８は、接続されている１または複数のロボットコントローラ２５０に対してそれぞれ生成されてもよい。

生成されたコマンド１５８は、フィールドネットワーク２０（図２参照）を介して、対応するロボットコントローラ２５０へ送信される。制御装置１００が複数のロボットコントローラ２５０とネットワーク接続されている場合には、複数のロボットコントローラ２５０へコマンド１５８がそれぞれ送信する。

ロボットコントローラ２５０の目標軌道生成モジュール２８８は、制御装置１００からのコマンド１５８に従って、目標軌道を生成する。生成される目標軌道は、そのまま汎用ロボット２００Ｂへ出力されてもよい。すなわち、ロボットコントローラ２５０は、目標軌道を外部出力してもよい。

一方、ロボットコントローラ２５０の指令値生成モジュール２９０は、生成される目標軌道に従って、制御対象のロボット２００を構成するそれぞれのモータ２３０に対する指令値を生成する。

なお、コマンド１５８を規定するコマンド体系としては、任意のものを採用できる。コマンド１５８の生成に係る処理を低減する観点からは、ロボットプログラム１１０８に記述される命令から容易に生成できるコマンド群を採用することが好ましい。

＜Ｇ．ソース選択機能の実装例および応用例＞
次に、ソース選択機能１５７の実装例および応用例について説明する。

図１２は、本実施の形態に係るロボット制御システム１におけるソース選択機能１５７の実装例を示す模式図である。図１２を参照して、コマンド生成モジュール１５６に含まれるソース選択機能１５７は、内部セレクタ１５７２と、選択フラグ１５７４とを含む。

内部セレクタ１５７２は、入力された複数のソースのうち、選択フラグ１５７４の値に応じた１つのソースを選択して出力する。

選択フラグ１５７４の値は、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０および／またはサポート装置４００からの指令に応じて、更新可能になっている。内部セレクタ１５７２により選択されたソースは、コマンド１５８を生成する実態であるコマンド生成エンジン１５６２と接続される。コマンド生成エンジン１５６２は、選択されたソースからの内部コマンドなどに従って、コマンド１５８を生成する。

このように、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０および／またはサポート装置４００からの指令によって、複数のソースのうち有効化するソースを選択または決定できるようにしてもよい。特に、サポート装置４００からの指令を利用する場合には、コマンド生成モジュール１５６のソース選択機能１５７は、制御装置１００に外部から与えられる指令に従って、特定のソースを有効化することになる。

あるいは、コマンド生成モジュール１５６のソース選択機能１５７は、予め定められた設定に従って、有効化するソースを決定してもよい。この場合には、例えば、操作ペンダント３００＞サポート装置４００＞ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０＞ロボットプログラム１１０８といった優先順位を予め定めておき、複数のソースから内部コマンドなどが入力された場合には、最も高い優先順位のソースを有効化してもよい。

例えば、操作ペンダント３００による操作が最優先とされた場合には、ロボットプログラム１１０８の実行によりコマンド１５８が生成されている状態であっても、ユーザが操作ペンダント３００を操作することで、操作ペンダント３００の操作が優先される。このような優先順位に応じた処理は、頻繁にユーザの介入が必要なロボット２００などに好適である。

上述したように、コマンド生成モジュール１５６のソース選択機能１５７がいずれのソースを有効化しているのかに応じて、ロボット２００の各軸を駆動するための指令値の生成特性を異ならせてもよい。

例えば、複数のソースからそれぞれ内部コマンドなどの情報が提供されている場合には、予め定められた優先順位に従って、有効化するソースを決定してもよい。例えば、上述したような優先順位が設定されている状態において、操作ペンダント３００からの操作指令とロボットプログラム実行エンジン１５２からの内部コマンドとが競合した場合には、操作ペンダント３００からの操作指令が優先される。

このように、予め定められた設定は、ソースについての優先順位を含んでいてもよい。そして、ソース選択機能１５７は、複数のソースからそれぞれ情報が提供される場合に、より高い優先順位を有するソースを有効化してもよい。この構成によれば、優先順位に応じて、コマンドの生成元となるソースを自動的に決定できる。

図１３は、本実施の形態に係るロボット制御システム１における指令値の生成特性を異ならせる例を示す図である。図１３を参照して、許容される上限速度をソース毎に異ならせてもよい。有効化されるソースに応じて、対応する上限速度を適用するようにしてもよい。

図１４は、本実施の形態に係るロボット制御システム１の制御装置１００において指令値の生成特性を異ならせる構成例を示す模式図である。図１４を参照して、制御装置１００のストレージ１１０には、設定情報１１０９として、図１３に示すような指令値の生成特性に対応するソース毎のパラメータセットを含む。

コマンド生成モジュール１５６に含まれるコマンド生成エンジン１５６２は、選択フラグ１５７４の値を参照して、選択フラグ１５７４に対応するパラメータセットを選択する。コマンド生成エンジン１５６２は、選択したパラメータを参照して、有効化されたソースからの内部コマンドからコマンド１５８を生成する。

この生成されるコマンド１５８は、選択されたパラメータに応じたものとなっている。例えば、生成されるコマンド１５８は、対応するパラメータに規定される上限速度などの指示を含む。

このように、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０および／またはサポート装置４００からの指令によって、有効化するソースが選択されると、当該選択されたソースに応じたコマンド１５８が生成される。選択されたソースに応じて特性を異ならせたコマンド１５８を生成することで、ロボットコントローラ２５０から出力される指令値の生成特性をソースに応じて異ならせることができる。

図１５は、本実施の形態に係るロボット制御システム１の制御装置１００において指令値の生成特性を異ならせる別の構成例を示す模式図である。図１５を参照して、制御装置１００の管理モジュール２８６は、選択フラグ２８６４を有している。

コマンド生成モジュール１５６（制御装置１００）が有している選択フラグ１５７４の値は、ロボットコントローラ２５０へ通知され、選択フラグ２８６４にはその通知された値に反映される。選択フラグ１５７４の値は、フィールドネットワーク２０を介して、制御装置１００からロボットコントローラ２５０へ通知される。このように、制御装置１００の選択フラグ１５７４の値は、ロボットコントローラ２５０の選択フラグ２８６４へ反映される。すなわち、制御装置１００の通信部５０は、ソース選択機能１５７がいずれのソースを有効化しているかを、ロボットコントローラ２５０へ通知する。

また、ロボットコントローラ２５０の管理モジュール２８６は、設定情報２７０４として、図１３に示すような指令値の生成特性に対応するソース毎のパラメータセットを含む。管理モジュール２８６は、ソース毎のパラメータセットのうち、選択フラグ２８６４の値に対応するパラメータセットを選択する。目標軌道生成モジュール２８８、および／または、指令値生成モジュール２９０（図８参照）は、選択されたパラメータセットを参照して処理を実行する。

このように、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０および／またはサポート装置４００からの指令によって、制御装置１００の選択フラグ１５７４の値が更新されると、その更新された値が選択フラグ２８６４に反映される。そして、選択フラグ２８６４に応じたパラメータセットが選択されて参照されることで、ロボットコントローラ２５０から出力される指令値の生成特性をソースに応じて異ならせることができる。

＜Ｈ．処理手順＞
次に、本実施の形態に係るロボット制御システム１における処理手順について説明する。

（ｈ１：制御装置１００）
制御装置１００においては、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０による処理と、ロボットプログラム実行エンジン１５２（ロボットプログラム解釈モジュール１５４およびコマンド生成モジュール１５６）による処理とが並列して実行される。

図１６は、本実施の形態に係るロボット制御システム１を構成する制御装置１００のＩＥＣプログラム実行エンジン１５０によ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してもよい。

ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０に係る処理として、制御装置１００は、次の制御周期が到来したか否かを判断する（ステップＳ１００）。次の制御周期が到来していなければ（ステップＳ１００においてＮＯ）、制御装置１００は、次の制御周期の到来まで処理を待つ。

次の制御周期が到来していれば（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、制御装置１００は、前の制御周期におけるＩＥＣプログラム１１０４の実行により決定された出力値を出力する（ステップＳ１０２）。出力値を出力する処理は、ロボットプログラム実行エンジン１５２の選択フラグ１５７４（図１２参照）の値を更新する処理を含む。

続いて、制御装置１００は、最新の入力値を取得し（ステップＳ１０４）、取得した最新の入力値を利用して、ＩＥＣプログラム１１０４を実行することで、出力値を決定する（ステップＳ１０６）。そして、ステップＳ１００以下の処理が繰り返される。

図１７は、本実施の形態に係るロボット制御システム１を構成する制御装置１００のロボットプログラム実行エンジン１５２による処理手順を示すフローチャートである。図１７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してもよい。

ロボットプログラム実行エンジン１５２に係る処理として、制御装置１００は、選択フラグ１５７４の値を取得する（ステップＳ１５０）。選択フラグ１５７４の値は、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０により更新される場合もあるし、サポート装置４００などの外部装置からの指令により更新されることもある。

制御装置１００は、選択フラグ１５７４の値がいずれのソースに対応するのかを判断する（ステップＳ１５２）。すなわち、制御装置１００は、コマンド１５８を生成するための情報を提供する複数のソースのうちいずれかのソースを有効化する。

選択フラグ１５７４がロボットプログラム１１０８に対応する値を示す場合（ステップＳ１５２において「ロボットプログラム」）には、制御装置１００は、対象のロボットプログラム１１０８を順次読み込み（ステップＳ１５４）、読み込んだロボットプログラム１１０８をパースして内部コマンドを生成する（ステップＳ１５６）。さらに、制御装置１００は、生成した内部コマンドに従ってコマンド１５８を生成する（ステップＳ１５８）。

選択フラグ１５７４が操作ペンダント３００に対応する値を示す場合（ステップＳ１５２において「操作ペンダント」）には、制御装置１００は、操作ペンダント３００からの操作指令（内部コマンド）を取得し（ステップＳ１６０）、取得した操作指令に従ってコマンド１５８を生成する（ステップＳ１６２）。

選択フラグ１５７４がサポート装置４００に対応する値を示す場合（ステップＳ１５２において「サポート装置」）には、制御装置１００は、サポート装置４００からの内部コマンドを取得し（ステップＳ１６４）、取得した操作指令に対応する内部コマンドに従ってコマンド１５８を生成する（ステップＳ１６６）。

制御装置１００は、コマンド１５８の出力開始条件が成立しているか否かを判断する（ステップＳ１６８）。コマンド１５８の出力開始条件は、ＩＥＣプログラム実行エンジン１５０からの出力値、ロボットコントローラ２５０からの入力値、サポート装置４００からの指令、その他の任意の情報を適宜組み合わせて規定されてもよい。

制御装置１００は、コマンド１５８の出力開始条件が成立していれば（ステップＳ１６８においてＹＥＳの場合）、制御装置１００は、次の制御周期が到来したか否かを判断する（ステップＳ１７０）。次の制御周期が到来していなければ（ステップＳ１７０においてＮＯ）、制御装置１００は、次の制御周期の到来まで処理を待つ。

次の制御周期が到来していれば（ステップＳ１７０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、予め生成されているコマンド１５８を出力する（ステップＳ１７２）。

コマンド１５８の出力開始条件が成立していなければ（ステップＳ１６８においてＮＯの場合）、制御装置１００は、ステップＳ１７０およびＳ１７２の処理をスキップする。

そして、ステップＳ１５０以下の処理が繰り返される。
図１８は、本実施の形態に係るロボット制御システム１を構成するロボットコントローラ２５０における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、ロボットコントローラ２５０のプロセッサ２６２（制御処理回路２６０）がロボットシステムプログラム２７０２を実行することで実現してもよい。

図１８に示すように、ロボットコントローラ２５０においては、目標軌道生成モジュール２８８による処理と、指令値生成モジュール２９０による処理とが並列して実行される。

目標軌道生成モジュール２８８に係る処理として、ロボットコントローラ２５０は、制御装置１００からコマンド１５８を受信したか否かを判断する（ステップＳ２００）。すなわち、ロボットコントローラ２５０は、制御装置１００から送信されるコマンド１５８を受信する処理を実行する。

制御装置１００からコマンド１５８を受信していなければ（ステップＳ２００においてＮＯの場合）、ロボットコントローラ２５０は、ステップＳ２００の処理を繰り返す。

制御装置１００からコマンド１５８を受信していれば（ステップＳ２００においてＹＥＳの場合）、ロボットコントローラ２５０は、コマンド１５８のすべてを受信しているか否かを判断する（ステップＳ２０２）。コマンド１５８の一部のみを受信していれば（ステップＳ２０２においてＮＯの場合）、ロボットコントローラ２５０は、ステップＳ２００以下の処理を繰り返す。

コマンド１５８のすべてを受信していれば（ステップＳ２０２においてＹＥＳの場合）、ロボットコントローラ２５０は、受信したコマンド１５８に従って目標軌道を生成する（ステップＳ２０４）。そして、ステップＳ２００以下の処理が繰り返される。

一方、指令値生成モジュール２９０に係る処理として、ロボットコントローラ２５０は、次の制御周期が到来したか否かを判断する（ステップＳ２５０）。次の制御周期が到来していなければ（ステップＳ２５０においてＮＯ）、ロボットコントローラ２５０は、次の制御周期の到来まで処理を待つ。

次の制御周期が到来していれば（ステップＳ２５０においてＹＥＳ）、ロボットコントローラ２５０は、ロボット２００に対する指令値の出力条件が成立しているか否かを判断する（ステップＳ２５２）。ロボット２００に対する指令値の出力条件は、制御装置１００から送信された最新の出力値、管理モジュール２８６が保持する状態値、ロボットコントローラ２５０で取得される状態値、その他の任意の情報を適宜組み合わせて規定されてもよい。

ロボット２００に対する指令値の出力条件が成立していなければ（ステップＳ２５２においてＮＯの場合）、ロボットコントローラ２５０は、ステップＳ２５４およびＳ２５６の処理をスキップする。

ロボット２００に対する指令値の出力条件が成立していれば（ステップＳ２５２においてＹＥＳの場合）、ロボットコントローラ２５０は、制御装置１００からのコマンド１５８によって指示された挙動を実現するように、ロボット２００の各軸を駆動するための指令値を順次生成する（ステップＳ２５４～Ｓ２５６）。より具体的には、ロボットコントローラ２５０は、予め生成されている目標軌道に従って、制御対象のロボット２００を構成するそれぞれのモータ２３０に対する指令値を生成する（ステップＳ２５４）。そして、ロボットコントローラ２５０は、生成したそれぞれの指令値を出力する（ステップＳ２５６）。

そして、ステップＳ２５０以下の処理が繰り返される。
＜Ｉ．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］
ロボット制御システム（１）であって、
第１の制御装置（１００）と、
前記第１の制御装置とネットワーク接続され、ロボット（２００）を制御するための第２の制御装置（２５０）とを備え、
前記第１の制御装置は、
ロボットの挙動を指示するコマンド（１５８）を生成するための情報を提供する複数のソースのうちいずれかのソースを有効化する選択部（１５７）と、
前記複数のソースのうち有効化されたソースからの情報に従って生成されたコマンドを前記第２の制御装置へ送信する第１の通信部（５０）とを備え、
前記第２の制御装置は、
前記第１の制御装置から送信される前記コマンドを受信する第２の通信部（６０）と、
前記第１の制御装置からの前記コマンドによって指示された挙動を実現するように、前記ロボットの各軸を駆動するための指令値を順次生成する指令値生成部（２９０）とを備える、ロボット制御システム。

［構成２］
前記複数のソースは、
ロボットプログラム（１１０８）を逐次実行するプログラム解釈部（１５４）と、
前記第１の制御装置とネットワーク接続され、ユーザ操作に応じて操作指令を生成する操作部（３００）と、
前記第１の制御装置と接続され、ユーザ操作またはプログラム実行に応じて情報を提供する開発支援装置（４００）と、
ＩＥＣプログラム（１１０４）を実行するプログラム実行部（１５０）と、
のうち複数を含む、構成１に記載のロボット制御システム。

［構成３］
前記選択部は、前記第１の制御装置に外部から与えられる指令に従って、特定のソースを有効化する、構成１または２に記載のロボット制御システム。

［構成４］
前記選択部は、予め定められた設定に従って、有効化するソースを決定する、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］
前記予め定められた設定は、ソースについての優先順位を含み、
前記選択部は、複数のソースからそれぞれ情報が提供される場合に、より高い優先順位を有するソースを有効化する、構成４に記載のロボット制御システム。

［構成６］
前記第１の通信部は、前記選択部がいずれのソースを有効化しているかを、前記第２の制御装置へ通知する、構成１～５のいずれか１項に記載のロボット制御システム。

［構成７］
前記指令値生成部は、前記選択部がいずれのソースを有効化しているかに応じて、前記ロボットの各軸を駆動するための指令値の生成特性を異ならせる、構成６に記載のロボット制御システム。

［構成８］
第１の制御装置（１００）と、前記第１の制御装置とネットワーク接続され、ロボット（２００）を制御するための第２の制御装置（２５０）とを備えるロボット制御システム（１）における制御方法であって、
前記第１の制御装置が、ロボットの挙動を指示するコマンドを生成するための情報を提供する複数のソースのうちいずれかのソースを有効化するステップ（Ｓ１５２）と、
前記第１の制御装置が、前記複数のソースのうち有効化されたソースからの情報に従って生成されたコマンドを前記第２の制御装置へ送信するステップ（Ｓ１７２）と、
前記第２の制御装置が、前記第１の制御装置から送信される前記コマンドを受信するステップ（Ｓ２００）と、
前記第２の制御装置が、前記第１の制御装置からの前記コマンドによって指示された挙動を実現するように、前記ロボットの各軸を駆動するための指令値を順次生成するステップ（Ｓ２５４～Ｓ２５６）とを備える、制御方法。

＜Ｊ．利点＞
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、複数のソースを選択的に有効化できるので、本来のロボットプログラム１１０８による制御だけではなく、他のソースからの情報に従ってロボット２００を制御できる。その結果、ロボット制御システム１をフレキシブルに運用できる。

また、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、制御装置１００とロボットコントローラ２５０とが連係してロボット２００の挙動を制御する。このような構成を採用することで、処理負荷を分散させることができる。その結果、制御装置１００の処理能力が高くなくても、複数のロボット２００の挙動を制御できる。

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 ロボット制御システム、１２ 上位ネットワーク、２０ フィールドネットワーク、５０，６０ 通信部、１００ 制御装置、１０２，２６２，３６２，４０２ プロセッサ、１０４，２６６，３６６，４０４ メインメモリ、１０６ 上位ネットワークコントローラ、１０８，２５２，３５２ フィールドネットワークコントローラ、１１０，２７０，４１０ 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 ローカルバスコントローラ、１１８，４１８ プロセッサバス、１２０，４２０ ＵＳＢコントローラ、１２２ ローカルバス、１３０ 機能ユニット、１５０ ＩＥＣプログラム実行エンジン、１５２ ロボットプログラム実行エンジン、１５４ ロボットプログラム解釈モジュール、１５６ コマンド生成モジュール、１５７ ソース選択機能、１５８ コマンド、１６０，２８０ 通信制御モジュール、１６２，２８２ 通信ドライバ、１６４ 外部通信インターフェイス、２００ ロボット、２００Ａ カスタムロボット、２００Ｂ 汎用ロボット、２１０ アーム部、２２０ ドライブ回路、２３０ モータ、２５０ ロボットコントローラ、２６０，３６０ 制御処理回路、２６８，３６８ インターフェイス回路、２８４ ロボット駆動エンジン、２８６ 管理モジュール、２８８ 目標軌道生成モジュール、２９０ 指令値生成モジュール、２９２ 信号出力ドライバ、３００ 操作ペンダント、３７０ ファームウェア、３８０ 操作キー群、４００ サポート装置、４０６ 入力部、４０８ 表示部、４１２ 光学ドライブ、４１４ 記憶媒体、４２２ 通信コントローラ、５００ 表示装置、６００ サーバ装置、１１０２ システムプログラム、１１０４ ＩＥＣプログラム、１１０８ ロボットプログラム、１１０９，２７０４ 設定情報、１５０２ 出力更新処理、１５０４ 入力更新処理、１５６２ コマンド生成エンジン、１５７２ 内部セレクタ、１５７４，２８６４ 選択フラグ、２７０２ ロボットシステムプログラム、４１０４ 開発プログラム、Ｔ１ 制御周期。

Claims (8)

1. ロボット制御システムであって、
   第１の制御装置と、
   前記第１の制御装置とネットワーク接続され、ロボットを制御するための第２の制御装置とを備え、
   前記第１の制御装置は、
   ロボットの挙動を指示するコマンドを生成するための情報を提供する複数のソースのうちいずれかのソースを有効化する選択部と、
   前記複数のソースのうち有効化されたソースからの情報に従って生成されたコマンドを前記第２の制御装置へ送信する第１の通信部とを備え、
   前記第２の制御装置は、
   前記第１の制御装置から送信される前記コマンドを受信する第２の通信部と、
   前記第１の制御装置からの前記コマンドによって指示された挙動を実現するように、前記ロボットの各軸を駆動するための指令値を順次生成する指令値生成部とを備える、ロボット制御システム。
2. 前記複数のソースは、
   ロボットプログラムを逐次実行するプログラム解釈部と、
   前記第１の制御装置とネットワーク接続され、ユーザ操作に応じて操作指令を生成する操作部と、
   前記第１の制御装置と接続され、ユーザ操作またはプログラム実行に応じて情報を提供する開発支援装置と、
   ＩＥＣプログラムを実行するプログラム実行部と、
   のうち複数を含む、請求項１に記載のロボット制御システム。
3. 前記選択部は、前記第１の制御装置に外部から与えられる指令に従って、特定のソースを有効化する、請求項１または２に記載のロボット制御システム。
4. 前記選択部は、予め定められた設定に従って、有効化するソースを決定する、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. 前記予め定められた設定は、ソースについての優先順位を含み、
   前記選択部は、複数のソースからそれぞれ情報が提供される場合に、より高い優先順位を有するソースを有効化する、請求項４に記載のロボット制御システム。
6. 前記第１の通信部は、前記選択部がいずれのソースを有効化しているかを、前記第２の制御装置へ通知する、請求項１～５のいずれか１項に記載のロボット制御システム。
7. 前記指令値生成部は、前記選択部がいずれのソースを有効化しているかに応じて、前記ロボットの各軸を駆動するための指令値の生成特性を異ならせる、請求項６に記載のロボット制御システム。
8. 第１の制御装置と、前記第１の制御装置とネットワーク接続され、ロボットを制御するための第２の制御装置とを備えるロボット制御システムにおける制御方法であって、
   前記第１の制御装置が、ロボットの挙動を指示するコマンドを生成するための情報を提供する複数のソースのうちいずれかのソースを有効化するステップと、
   前記第１の制御装置が、前記複数のソースのうち有効化されたソースからの情報に従って生成されたコマンドを前記第２の制御装置へ送信するステップと、
   前記第２の制御装置が、前記第１の制御装置から送信される前記コマンドを受信するステップと、
   前記第２の制御装置が、前記第１の制御装置からの前記コマンドによって指示された挙動を実現するように、前記ロボットの各軸を駆動するための指令値を順次生成するステップとを備える、制御方法。

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