JPWO2013150597A1 - ロボットシステム及びロボット制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】教示作業にかかる教示者の労力負担を低減して、教示者の利便性を向上する。【解決手段】ロボットシステム(1)は、ロボット(110)及びロボットコントローラ(120)を有する複数の作業設備(100)と、複数の作業設備のそれぞれに対しデータ通信可能に接続され、ロボットの使用用途情報を含む作業情報に関連付けられた複数種類の教示情報を記憶する教示情報データベース(2030)とを有し、各作業設備は、ロボットの使用用途に関する検索キーワードの入力を受け付け、教示情報データベースに記憶された複数種類の教示情報のうち、その入力された検索キーワードと関連性の高い教示情報の検索を行って、その検索でヒットした教示情報のうち、所望の教示情報の選択を受け付けるPC(130)を有し、PCで選択された教示情報を、教示情報データベースから、対応する作業設備の記憶装置(124)へ転送する。

Description

開示の実施形態は、ロボットシステム及びロボット制御装置に関する。
特許文献1には、ロボット教示システムが開示されている。このロボット教示システムは、ロボットと、ロボット制御装置(ロボットコントローラ)と、インターフェイス装置(教示操作端末)とから構成される。ロボットは、教示された位置情報に基づき動作する。ロボット制御装置は、ロボットを所定のプログラムに基づいて作動させる。インターフェイス装置は、ロボットに位置情報を教示する。
特開2008−21239号公報
一般に、教示者は、現場のロボットに使用用途に対応する作業を実行させる場合、インターフェイス装置を用いてロボットの動作の教示を行って、その教示情報に基づいてロボット制御装置によりロボットの動作を制御させることで、ロボットに作業を実行させるようになっている。すなわち、従来では、現場のロボットの使用用途に関連する教示情報が当該現場以外に存在する場合において、その教示情報に基づいてロボット制御装置によりロボットの動作を制御させることについては、特に考慮されていなかった。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、教示作業にかかる教示者の労力負担を低減でき、教示者の利便性を向上できるロボットシステム及びロボット制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、ロボット、及び、前記ロボットの動作を規定する教示情報を記憶する記憶部を備え当該記憶部に記憶された前記教示情報に基づいて前記ロボットの動作を制御するロボット制御装置、を有する1以上の作業設備と、前記1以上の作業設備のそれぞれに対しデータ通信可能に接続され、前記ロボットの使用用途情報を少なくとも含む作業情報に関連付けられた複数種類の前記教示情報を記憶する教示情報データベースと、を有し、各作業設備は、前記ロボットの使用用途に関する検索条件情報の入力を受け付け、前記教示情報データベースに記憶された前記複数種類の教示情報のうち、その入力された前記検索条件情報と関連性の高い教示情報の検索を行って、その検索でヒットした1以上の前記教示情報のうち、所望の教示情報の選択を受け付ける、インターフェイス装置を有し、かつ、前記インターフェイス装置で選択された前記教示情報を、前記教示情報データベースから、対応する前記作業設備の前記記憶部へ転送する第1転送部を設けたロボットシステムが適用される。
本発明によれば、教示作業にかかる教示者の労力負担を低減することができ、教示者の利便性を向上することができる。
一実施の形態のロボットシステムの全体構成を模式的に表すシステム構成図である。 中央サーバの別の例を表す説明図である。 ハンドリング作業を行う現場の作業設備を模式的に表す説明図である。 ハンドリング作業を行う現場の作業設備及び中央サーバの機能的構成を表す機能ブロック図である。 教示情報データベースの記憶内容の一例を表すテーブルである。 各現場に設けられたPCの制御部により実行される制御手順の一例を表すフローチャートである。
以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図1に示すように、本実施形態のロボットシステム1は、予め定められた複数の現場(図1中では「現場A」「現場B」「現場C」「現場D」「現場E」・・・と記載)のそれぞれに設けられた複数の作業設備100(図1中では図示省略。後述の図3参照)と、中央サーバ200とを有している。中央サーバ200は、複数の現場の作業設備100間で共通(共有)化されたサーバである。この中央サーバ200は、ネットワーククラウドNW1で連結された1以上の演算装置及び記憶装置の集合体として構成されており、複数の作業設備100のそれぞれに対しデータ通信可能に接続されている。なお、図2に示すように、中央サーバ200として、各作業設備100と適宜のネットワークNW2を介して接続される単一の演算装置を用いることもできる。この場合、中央サーバ200は、例えばロボットシステム1の管理会社の社屋等に設置される。
ここで、複数の現場のそれぞれには、作業設備100の一部として、予め定められた複数種類の用途のうち少なくとも1つに使用可能なタイプ(種別)のロボット110(後述の図3参照)が設けられている。ロボット110の使用用途としては、例えば、ハンドリング、ボルト締め、塗装、溶接、人との会話を含むコミュニケーション等がある。そして、これら複数の現場のそれぞれでは、ロボット110により、当該ロボット110の使用用途に対応する作業を行うようになっている。
以下、図3を用いて、ロボット110によりハンドリング作業を行う現場に設けられた作業設備100の一例を説明する。
図3に示すように、この現場には、ワークWを所定の搬送方向(図3中の矢印Aで示す方向)に搬送するコンベア101が設けられている。また、この現場には、作業設備100として、ロボット110と、ロボットコントローラ120(ロボット制御装置)と、パーソナルコンピュータ130(インターフェイス装置。以下、「PC130」と略記する)とが設けられている。ロボットコントローラ120及びPC130は、適宜の回線を介し相互通信可能に接続されると共に、上記ネットワーククラウドNW1を介し上記中央サーバ200と相互にデータ通信可能に接続されている。
ロボット110は、コンベア101により連続して続々と搬送されてくる作業目標であるワークWを保持しつつ移送する、ハンドリング作業を行う。このロボット110は、アーム111と、このアーム111を駆動するためのサーボモータをそれぞれ備えたアクチュエータAc1,Ac2,Ac3,Ac4,Ac5,Ac6とを有している。アーム111の先端には、ワークWを真空吸着により持ち上げ可能な吸着式ハンド112が取り付けられている。また、図3中では図示を省略しているが、ロボット110の近傍には、吸着式ハンド112とは種類の異なるツール112(例えば、サーボハンド、フォーク式ハンド、チャック式ハンド等)が設けられている。ロボット110は、ATC(Auto Tool Changer)等を用いたツール交換動作を行うことにより、アーム111の先端のツール112を交換できるようになっている。
ロボットコントローラ120は、上記アーム111に設けられた各アクチュエータAc1〜Ac6のサーボモータと相互通信可能に接続されており、これら各サーボモータの駆動制御を行う。これにより、各アクチュエータAc1〜Ac6の全体の動作、すなわちロボット110の動作を制御する。また、ロボットコントローラ120は、上記アーム111の先端に取り付けられたツール112の動作(例えば吸着式ハンド112の吸着部を真空状態とするための図示しない真空装置のオン・オフ等)を制御する。
PC130は、教示者がロボット110の動作を規定する教示情報(後述)の作成や編集、検索を行うための装置である。
図4に示すように、上記図3に示す現場に設けられた作業設備100のロボットコントローラ120は、機能的構成として、制御部121と、通信制御部122と、第1入出力部123aと、第2入出力部123bと、記憶装置124(記憶部)とを備えている。
通信制御部122は、中央サーバ200との間でネットワーククラウドNW1を介し行われる情報通信の制御を行う。
第1入出力部123aは、ロボット110との間で行われる情報通信の制御を行う。
第2入出力部123bは、PC130との間で行われる情報通信の制御を行う。
記憶装置124は、例えばHDD(Hard Disk Drive)等で構成されており、各種情報を記憶する。例えば、記憶装置124には、PC130により作成又は編集された、あるいは、中央サーバ200の後述の教示情報データベース2030から転送された、ロボット110の動作を規定する教示情報(後述)が記憶される。
制御部121は、ロボットコントローラ120全体の制御を行う。例えば、制御部121は、記憶装置124に記憶された教示情報に基づいて、ロボット110の上記各サーボモータの駆動制御や、上記ツール112の動作制御等を行って、ロボット110の動作を制御する。
また、PC130は、機能的構成として、制御部131と、通信制御部132と、入出力部133と、大容量記憶装置134と、操作部135(条件入力部、教示選択部、教示入力部)と、表示部136とを備えている。
制御部131は、PC130全体の制御を行う。
通信制御部132は、中央サーバ200との間でネットワーククラウドNW1を介し行われる情報通信の制御を行う。
入出力部133は、ロボットコントローラ120との間で行われる情報通信の制御を行う。
操作部135は、教示者が各種情報を操作入力するためのキー、ボタン、スイッチ等で構成されている。教示者は、この操作部135を適宜に操作して、教示情報の作成や、ロボットコントローラ120の記憶装置124に記憶された教示情報の編集を行う。操作部135を介し作成又は編集された教示情報は、ロボットコントローラ120の記憶装置124へ出力され記憶される。また、本実施形態では、操作部135を介し作成又は編集された教示情報は、その教示情報に基づいて動作するロボット110の作業情報(後述)と関連付けられて、中央サーバ200の後述の教示情報データベース2030へ転送され記憶されるようになっている(詳細は後述)。また、教示者は、この操作部135を適宜に操作して、中央サーバ200の後述の教示情報データベース2030での教示情報の検索(詳細は後述)を行うための、ロボット110の使用用途に関する検索キーワード(検索条件情報)の入力等を行う(詳細は後述)。
表示部136は、例えば液晶ディスプレイ等で構成されており、各種情報を表示する。
大容量記憶装置134は、例えばHDD等で構成されており、各種情報等を記憶する。例えば、大容量記憶装置134には、操作部135を介し入力された上記検索キーワードをキーに、中央サーバ200の後述の教示情報データベース2030での教示情報の検索を行うといった、検索アルゴリズムが記憶されている。
なお、以上では、ロボット110によりワークWのハンドリング作業を行う1つの現場の作業設備100について説明したが、他の作業目標のハンドリング作業やロボット110の他の使用用途に対応する作業(例えば、ボルト締め作業、塗装作業、溶接作業、コミュニケーション作業等)を行う他の現場についても、上記現場と同様に、作業設備100として、ロボット110、ロボットコントローラ120、及びPC130(いずれも上記現場とは異なる構造・構成を備えたタイプでもよい)が少なくとも設けられている。
また、中央サーバ200は、機能的構成として、制御部201と、通信制御部202と、大容量記憶装置203とを備えている。
制御部201は、中央サーバ200全体の制御を行う。
通信制御部202は、各現場のロボットコントローラ120やPC130との間でネットワーククラウドNW1を介し行われる情報通信の制御を行う。
大容量記憶装置203は、ネットワーククラウドNW1内に存在する複数の記憶媒体の集合として構成されており、記憶容量等を可変に設定することができる。この大容量記憶装置203には、教示情報データベース2030(後述の図5参照)が記憶されている。
図5に示すように、教示情報データベース2030には、複数種類のロボット110の動作を規定する教示情報(図5中では「教示情報001」「教示情報002」・・・と記載)が、当該ロボット110の作業情報に関連付けられて記憶されている。
教示情報には、例えば、使用するツール112の種類を表す情報、ツール112による作業目標に対する動作態様を表す情報、ロボット110の動作速度を表す情報等が含まれている。
作業情報には、ロボット110の使用用途を表す使用用途情報(図5中では「ハンドリング」・・・と記載)、ロボット110の作業目標の種別や形状等を表す作業目標情報(図5中では「ワーク00A」・・・と記載)、ロボット110のタイプ(種別)を表すタイプ情報(図5中では「A01型」・・・と記載)等が含まれている。これら使用用途情報、作業目標情報、及びタイプ情報等の作業情報は、各現場のPC130による教示情報の検索の際に、教示情報のいわゆるメタデータとなる。すなわち、教示情報を検索する場合は、教示情報の内容そのものではなく、教示情報に関連付けられた使用用途情報、作業目標情報、及びタイプ情報等の作業情報と、上記検索キーワードとの関連性によって、検索結果が出力されるのである(詳細は後述)。
以下、図6を用いて、各現場に設けられたPC130の制御部131により実行される制御手順の一例を説明する。
図6において、このフローに示す処理は、所定の開始操作(例えば、PC130の電源オン)が行われることによって開始される。まずステップS5で、PC130の制御部131は、表示部136に、教示者に対し上記検索キーワードの入力を促す表示を表示させる。なお、検索キーワードは、1ワードに限られず、複数ワードでもよい。この表示に応じた教示者が、適宜に操作部135を操作することによって検索キーワードを入力すると、ステップS10で、制御部131は、操作部135を介し入力された検索キーワードを取得して、ステップS20に移る。
ステップS20では、制御部131は、通信制御部132、ネットワーククラウドNW1、及び中央サーバ200の通信制御部202を介し、上記教示情報データベース2030にアクセスする。そして、教示情報データベース2030に記憶された全ての教示情報のうち、上記ステップS10で取得された検索キーワードと関連性の高い教示情報、すなわち当該検索キーワードと合致する上記作業情報に関連付けられた教示情報の検索を行う。このステップS20の手順が、検索部として機能する。例えば、検索キーワードが「ハンドリング」であった場合には、教示情報データベース2030に記憶された教示情報のうち、関連付けられた作業情報(使用用途情報)に「ハンドリング」という概念(ワード等)が含まれている教示情報が検索される。なお、このステップS20での検索は、大容量記憶装置134に記憶された上記検索アルゴリズムに基づいて実行される。
その後、ステップS30で、制御部131は、上記ステップS20での検索でヒットした教示情報があったかどうかを判定する。ヒットした教示情報があった場合には、ステップS30の判定が満たされて、ステップS40に移る。
ステップS40では、制御部131は、上記ステップS20の検索結果、すなわち上記検索でヒットした教示情報を例えば関連付けられた作業情報と共に表示させる。またこれと共に、教示者に対し教示情報の選択を促す表示を表示させる。この表示に応じた教示者が、適宜に操作部135を操作することによって所望の教示情報を選択すると、ステップS45で、制御部131は、操作部135を介し選択された教示情報を特定して、ステップS50に移る。
ステップS50では、制御部131は、上記ステップS45で特定された教示情報を、通信制御部132により、教示情報データベース2030から、中央サーバ200の通信制御部202及びネットワーククラウドNW1を介し取得する。そして、その取得した教示情報を、入出力部133によりロボットコントローラ120の第2入出力部123bを介し、当該ロボットコントローラ120の記憶装置124へ転送して記憶させる。このステップS50の手順が、第1転送部として機能する。その後、このフローに示す処理を終了する。
一方、上記ステップS30において、上記ステップS20での検索でヒットした教示情報がなかった場合には、ステップS30の判定が満たされず、ステップS70に移る。
ステップS70では、制御部131は、表示部136に、上記ステップS20の検索結果、すなわち上記検索でヒットした教示情報がなかった旨を表示させる。またこれと共に、教示者に対し教示情報の作成を促す表示を表示させる。この表示に応じた教示者が、適宜に操作部135を操作することによって教示情報を作成すると、ステップS80で、制御部131は、操作部135を介し作成された教示情報を、例えばROM等のメモリ(図示省略)に記憶(保持)して、ステップS90に移る。
ステップS90では、制御部131は、上記ステップS80でメモリに記憶された教示情報を、入出力部133によりロボットコントローラ120の第2入出力部123bを介し、当該ロボットコントローラ120の記憶装置124へ出力して記憶させる。
そして、ステップS100に移り、制御部131は、上記ステップS80でメモリに記憶された教示情報を、その教示情報に基づいて動作するロボット110の作業情報と関連付けて、通信制御部132によりネットワーククラウドNW1及び中央サーバ200の通信制御部202を介し、上記教示情報データベース2030へ転送して記憶させる。このステップS100の手順が、第2転送部として機能する。その後、このフローに示す処理を終了する。
そして、各現場のロボットコントローラ120の制御部121は、上記のようにして記憶装置124へ記憶された教示情報に基づいて(そのまま用いてもよいし、適宜にアレンジして用いてもよい)、ロボット110の動作を制御して、ロボット110に作業を実行させる。
以上説明した本実施形態のロボットシステム1においては、中央サーバ200の教示情報データベース2030に、複数の現場のそれぞれで使用可能な(複数の現場で共通化された)複数種類の教示情報が記憶されている。そして、各現場で、教示者がPC130の操作部135を操作して、ロボット110の使用用途に関する検索キーワードを入力すると、教示情報データベース2030に記憶された複数種類の教示情報のうち、検索キーワードと関連性の高い教示情報の検索が行われる。そして、検索でヒットした教示情報があった場合、教示者がPC130の操作部135を操作して、所望の教示情報を選択すると、選択された教示情報が、教示情報データベース2030から、この現場のロボット制御装置120の記憶装置124へ転送される。これにより、その教示情報に基づいてロボット制御装置120がロボット110の動作を制御することによって、ロボット110に作業を実行させることができる。
以上のように本実施形態によれば、教示者はPC130を用いて簡単な操作を行うだけで、教示情報データベース2030から、探したい教示情報、すなわちロボット110の使用用途に関連する教示情報を見つけ出すことができる。これにより、教示者による教示作業を省略又は簡素化することができる。この結果、教示作業にかかる教示者の労力負担を低減することができ、教示者の利便性を向上することができる。
また、本実施形態では特に、PC130の操作部135を介し作成された教示情報を、その教示情報に基づいて動作するロボット110の作業情報と関連付けて、教示情報データベース2030へ転送する。これにより、教示情報データベース2030に教示情報を蓄積していくことができ、教示情報データベース2030内の教示情報のバリエーションを増加させることができる。この結果、教示情報データベース2030に記憶された教示情報を適用可能な現場が増え、教示情報データベース2030の汎用性を向上することができる。
また、本実施形態では特に、ロボット110の作業情報は、ロボット110の使用用途情報及び作業目標情報を含んでおり、教示情報データベース2030には、複数種類の教示情報が、ロボット110の使用用途情報及び作業目標情報に関連付けられて記憶されている。これにより、教示者はPC130の操作部135を操作して、ロボット110の使用用途や作業目標に関する検索キーワードを入力して、上述の検索を実行させることができる。この結果、教示者が探したい教示情報を見つけ出しやすくなり、教示者の利便性をさらに向上することができる。
なお、実施の形態は、上記内容に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ステップS50で、PC130の制御部131が、ステップS45で特定された教示情報を教示情報データベース2030から取得して、その取得した教示情報をロボットコントローラ120の記憶装置124へ転送して記憶させていた。しかしながら、これに限られず、PC130の制御部131が、ステップS45で特定された教示情報を、教示情報データベース2030からロボットコントローラ120の記憶装置124へ転送して記憶させるように、中央サーバ200の通信制御部202を制御してもよい。この場合、中央サーバ200の通信制御部202の上記教示情報を転送する手順が、第1転送部として機能する。
また以上では、複数の現場の作業設備100で共通化された中央サーバ200の大容量記憶装置203に、技術情報(ノウハウ)の一例である教示情報を格納した教示情報データベース2030を記憶させていたが、これに限られない。例えば、中央サーバ200の大容量記憶装置203に、他の技術情報を格納したデータベースを記憶させてもよい。
また、上記図6に示すフローは実施の形態を図示する手順に限定するものではなく、趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で手順の追加・削除又は順番の変更等をしてもよい。
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態等による手法を適宜組み合わせて利用してもよい。
その他、一々例示はしないが、上記実施形態等は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
1 ロボットシステム
100 作業設備
110 ロボット
120 ロボットコントローラ(ロボット制御装置)
124 記憶装置(記憶部)
130 PC(インターフェイス装置)
131 制御部
135 操作部(条件入力部、教示選択部、教示入力部)
2030 教示情報データベース

Claims (5)

  1. ロボット、及び、前記ロボットの動作を規定する教示情報を記憶する記憶部を備え当該記憶部に記憶された前記教示情報に基づいて前記ロボットの動作を制御するロボット制御装置、を有する1以上の作業設備と、
    前記1以上の作業設備のそれぞれに対しデータ通信可能に接続され、前記ロボットの使用用途情報を少なくとも含む作業情報に関連付けられた複数種類の前記教示情報を記憶する教示情報データベースと、
    を有し、
    各作業設備は、
    前記ロボットの使用用途に関する検索条件情報の入力を受け付け、前記教示情報データベースに記憶された前記複数種類の教示情報のうち、その入力された前記検索条件情報と関連性の高い教示情報の検索を行って、その検索でヒットした1以上の前記教示情報のうち、所望の教示情報の選択を受け付ける、インターフェイス装置を有し、
    かつ、
    前記インターフェイス装置で選択された前記教示情報を、前記教示情報データベースから、対応する前記作業設備の前記記憶部へ転送する第1転送部を設けた
    ことを特徴とする、ロボットシステム。
  2. 前記インターフェイス装置は、
    前記検索条件情報の入力を受け付ける条件入力部と、
    前記教示情報データベースに記憶された前記複数種類の教示情報のうち、前記条件入力部で入力された前記検索条件情報と関連性の高い教示情報の検索を行う検索部と、
    前記検索部による前記検索でヒットした1以上の前記教示情報のうち、所望の教示情報の選択を受け付ける教示選択部と、
    を備え、
    前記第1転送部は、
    前記教示選択部で選択された前記教示情報を、前記教示情報データベースから、対応する前記作業設備の前記記憶部へ転送する
    ことを特徴とする、請求項1に記載のロボットシステム。
  3. 前記インターフェイス装置は、
    前記教示情報の入力を受け付ける教示入力部を備え、
    かつ、
    前記教示入力部で入力された前記教示情報を、その教示情報に基づいて動作する前記ロボットの前記作業情報と関連付けて、前記作業設備から前記教示情報データベースへ転送する第2転送部を設けた
    ことを特徴とする、請求項2に記載のロボットシステム。
  4. 前記作業情報は、
    前記使用用途情報に加え、前記ロボットの作業目標情報を含む
    ことを特徴とする、請求項2又は3に記載のロボットシステム。
  5. 作業設備に設けられたロボットの動作を規定する教示情報を記憶する記憶部を備え、
    1以上の前記作業設備のそれぞれに対しデータ通信可能に接続され、前記ロボットの使用用途情報を少なくとも含む作業情報に関連付けられた複数種類の前記教示情報を記憶する教示情報データベースと、前記ロボットの使用用途に関する検索条件情報の入力を受け付け、前記教示情報データベースに記憶された前記複数種類の教示情報のうち、その入力された前記検索条件情報と関連性の高い教示情報の検索を行って、その検索でヒットした1以上の前記教示情報のうち、所望の教示情報の選択を受け付ける、インターフェイス装置と、に接続され、
    前記インターフェイス装置で選択されて前記教示情報データベースから前記記憶部へ転送された前記教示情報に基づいて、前記ロボットの動作を制御する
    ことを特徴とする、ロボット制御装置。
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