WO2009133725A1 - 可動機械の制御システム - Google Patents
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- WO2009133725A1 WO2009133725A1 PCT/JP2009/055160 JP2009055160W WO2009133725A1 WO 2009133725 A1 WO2009133725 A1 WO 2009133725A1 JP 2009055160 W JP2009055160 W JP 2009055160W WO 2009133725 A1 WO2009133725 A1 WO 2009133725A1
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- G05B2219/36162—Pendant control box
Definitions
- the present invention relates to a movable machine control system that wirelessly connects a portable teaching operation device and a movable machine control device.
- Patent Documents 1 to 3 Conventionally, there has been proposed a control system for a movable machine that operates while performing wireless communication between the control device for the movable machine and the portable teaching operation device (see Patent Documents 1 to 3).
- an operator generally gives a motion instruction to a movable machine using a portable teaching operation device in front of a movable machine that is mechanically operated by being connected to a control device of the movable machine.
- the movable machine control device 500 is arranged outside the safety fence 530, and the movable machine (for example, robot) 540 is arranged inside the safety fence 530.
- Patent Documents 2 and 3 as shown in FIG.
- Patent Documents 2 and 3 have the following problems. That is, when a worker who newly has a portable teaching operation device wants to perform safety communication with the control device, the control device can communicate with the teaching operation device already owned by another worker. If the order in which the safety communication can be established does not come, the safety signal such as an emergency stop provided in the teaching operation device cannot be made effective. For this reason, a new worker cannot enter the safety fence and perform teaching work.
- the safety communication is communication performed for stopping the operation of the movable machine 540 by operating an emergency stop switch (not shown) provided in the teaching operation device 510 in an emergency. It is.
- the safety communication is performed between the control device 500 and the movable machine 540 in a short cycle (for example, several milliseconds to several tens of milliseconds). Since safety communication is performed in such a short cycle, if there is a communication abnormality in this safety communication, this communication abnormality is detected at an early stage by the control device 500 and the movable machine 540 is automatically stopped. Like to do.
- safety communication is established between one teaching operation device 510 and the transmission / reception device 520, safety communication cannot be established with other teaching operation devices other than the teaching operation device 510.
- communication other than safety communication for example, communication such as mere data communication that does not involve operation of the robot, is possible between the other teaching operation device that has not established safety communication and the control device.
- the first aspect of the present invention includes wireless communication means for wirelessly transmitting teaching data in a state where safety communication is established and wirelessly transmitting and receiving non-teaching data by non-safety communication.
- a movable machine control system comprising a portable teaching operation device, a transmission / reception means for wirelessly transmitting and receiving the teaching data and non-teaching data, and a control device for controlling the movable machine based on the teaching data received by the transmission / reception means.
- the portable teaching operation device outputs an end request command to notify other portable teaching operation devices that have already established safety communication with the transmission / reception means to end safety communication.
- an operator who wishes to perform safety communication with the transmitting / receiving device of the control device next to a teaching operation device for which safety communication has already been established issues a safety communication end command.
- safety communication By transmitting by safety communication, it is possible to notify the teaching operation device that has already established safety communication that the safety communication is desired to be terminated. As a result, it is possible to inform the worker who is already performing the safety communication that the worker who performs the next safety communication is waiting.
- the wireless communication possible range of the transmission / reception means is a wirelessly operable area
- the movable machine is provided in the wirelessly operable area
- the movable machine is surrounded by a safety fence
- the wirelessly operable area is It is preferable to be included in the area surrounded by the safety fence.
- the safety fence is provided to prevent the operator from touching the members that the movable machine operates when the movable machine is operated.
- the safety fence includes a fence, a wire mesh, Although a wall etc. can be mentioned, it is not limited to these, Furthermore, the whole building which accommodates a movable machine may be sufficient.
- the movable machine is surrounded by a safety fence
- the control device is arranged outside the area surrounded by the safety fence
- the wirelessly operable area of the transmission / reception means is included in the area surrounded by the safety fence. Can be applied effectively.
- the response means When the response means receives the safety communication end request command, an operator having a message indicating that the safety communication is to be ended as a response to the command and a teaching operation device that has already established safety communication. It is desirable to display a message for requesting retraction out of the safety fence on the display means of the teaching operation device. In this case, the message can prompt the worker to move out of the safe safety fence.
- the teaching operation device includes a sound wave generation unit that generates sound waves in an audible range and a sound wave generation instruction unit that outputs a sound wave generation instruction via the wireless communication unit, and the sound wave generation unit according to a sound wave generation instruction received from the outside. It is preferable to generate an audible sound wave by driving. In this case, generation of sound waves in the audible range enables the operator who is looking for to know the position of the teaching operation device that is left unattended.
- the teaching operation device is provided with time measuring means for measuring the time during which the sound wave generating means is generating sound waves in the audible range, and the teaching operation device has safety communication established with the transmission / reception means.
- An emergency stop command means for outputting an emergency stop command for emergency stop of the movable machine via the wireless communication means when the time measured by the timing means exceeds a predetermined time, and the control
- the device receives the emergency stop command via the transmission / reception means, it is desirable that the device makes an emergency stop of the movable machine based on the emergency stop command.
- the movable machine automatically makes an emergency stop. For this reason, for example, an operator can safely search for a portable teaching operation device left around the movable machine.
- the teaching operation device includes a monitoring unit that monitors the radio field intensity of the other teaching operation device in a state where communication is performed between the transmission / reception unit and another teaching operation device that has already established safety communication. It is desirable to have. In this case, if the radio field intensity of another portable teaching operation device is monitored by the monitoring means to search for a region where the radio field intensity is strong, other teaching operation devices that have already been established and have been left unattended Can find out.
- Explanatory drawing which shows the outline of the robot control system of one Embodiment which actualized this invention.
- Explanatory drawing of a data packet. 1 is a block diagram of a robot control system according to an embodiment embodying the present invention.
- (A) is explanatory drawing of the state where the workers M1 and M2 each entered the safety fence.
- Explanatory drawing which shows the positional relationship of TP2 outside a safety fence, the transmission / reception apparatus 40 in a safety fence, and TP1.
- the flowchart of the communication process of TP2 and the transmission / reception apparatus 40 The flowchart of the communication process of TP2 and the transmission / reception apparatus 40.
- 10 is a flowchart of communication processing between TP2 and TP1 and the transmission / reception device 40.
- 10 is a flowchart of communication processing between TP2 and TP1 and the transmission / reception device 40.
- 10 is a flowchart of communication processing between TP2 and TP1 and the transmission / reception device 40. Explanatory drawing of the conventional robot control system.
- FIG. 1 in the robot control system, a portable teaching operation device 10 and a robot control device 20 as a control device are connected via a wireless LAN (local area network) as a network means. .
- a wireless LAN local area network
- FIG. 1 a plurality of teaching operation devices 10 can wirelessly communicate with the robot control device 20.
- FIG. 1 only one teaching operation device 10 is shown in FIG. 1.
- the robot R controlled by the robot controller 20 of this control system is, for example, a welding robot.
- the movable machine is not limited to the welding robot, and may be another device such as a transfer robot.
- Robot R is surrounded by a safety fence 50.
- the space surrounded by the safety fence 50 is a space where the operation of the robot arm is allowed and a space where an operator can enter.
- the safety fence 50 is provided with a door 92, and an operator can enter the safety fence 50 by opening the door 92.
- the teaching operation device 10 includes a CPU (central processing unit) 11, ROM 12, RAM 13, hard disk 14, wireless LAN I / F (interface) 15, keyboard 16, display device 17, buzzer B, and wired LAN I / F. (Interface) 18 is provided, and each part is connected via a bus 19.
- the ROM 12 stores an RDP (Remote Desktop) client program for executing robot operations and communications from the teaching operation device 10. Further, the program stored in the ROM 12 includes, for example, a GUI display processing program for displaying GUI (Graphical user interface) screen data acquired from the robot controller 20 on the display device 17.
- the ROM 12 stores various programs for causing the CPU 11 to function as a personal computer.
- the RAM 13 is used as a working area for the CPU 11 and temporarily stores data being calculated.
- the hard disk 14 stores execution variables of the control program.
- the wireless LAN I / F 15 is a communication device used for wireless connection with the robot control device 20, and corresponds to a wireless communication means.
- the wired LAN I / F 18 is a communication device used for wired connection with the robot controller 20.
- the keyboard 16 is used as an interface for an operator (that is, an operator) of the teaching operation device 10 to input teaching data indicating a robot operation.
- the display device 17 is used as a display means for the operator of the teaching operation device 10 to confirm the operation conditions and operation state of the robot.
- the buzzer B corresponds to a sound wave generating means, and is sounded by a sounding command as a sound wave generation instruction output from the CPU 11 to emit sound waves in the audible range.
- a secondary battery is used as a power source for various circuits of the teaching operation device 10.
- the teaching operation device 10 can be detachably attached to the charging device 60 provided in the safety fence 50.
- the charging device 60 is provided with a connector 62 that is detachably connected to the wired LAN I / F 18.
- the wired LAN I / F 18 and the connector 62 can be connected.
- the charging device 60 corresponds to a terminal. In FIG. 3, for convenience of explanation, a state in which the teaching operation device 10 is attached to the charging device 60 is shown.
- the connector 62 is connected to a transmission / reception device 40 as transmission / reception means provided in the robot R by wire.
- the transmission / reception device 40 may be provided inside the robot R or may be attached to the outside.
- the transmission / reception device 40 includes a wireless LAN I / F 42, a volume switch 44 for wireless output adjustment, a waypoint information adding unit 46, and a wired LAN I / F 48.
- the volume switch 44 corresponds to a variable means, and the wireless output of the wireless LAN I / F 42 can be adjusted by manually operating an operation knob (not shown).
- the wireless output of the wireless LAN I / F 42 covers the area in the safety fence 50, and wireless communication is possible. Outside, the wireless communication is also possible from the vicinity of the safety fence 50.
- the wirelessly operable area of the robot R can be changed by the volume switch 44, and by adjusting the volume switch 44, the entire wirelessly operable area is surrounded by the area surrounded by the safety fence 50 and the outside of the safety fence 50. It is set to include the area.
- This wirelessly operable region is a wirelessly communicable range of the transmitting / receiving device 40.
- the volume switch 44 may be omitted.
- the position of the robot R that is, the position of the transmission / reception device 40 and the area surrounded by the safety fence 50 are measured so that the wireless output range, that is, the output radio wave intensity can cover the wirelessly operable area.
- the wireless output range may be set by configuring hardware or by software.
- the wireless LAN I / F 42 can communicate with the wireless LAN I / F 15 of a plurality of teaching operation devices including the teaching operation device 10. Packet communication is possible between the wireless LAN I / F 42 and the wireless LAN I / F 15. The data packet transmitted from the teaching operation device 10 is generated by the CPU 11 of the teaching operation device 10 according to a predetermined communication protocol.
- FIG. 2 shows an example of a data packet transmitted from the teaching operation device 10 by wireless communication or wired communication.
- the data packet includes destination data 70 for specifying the robot control device 20 to be transmitted from the teaching operation device 10 or other teaching operation device 10 to be transmitted, and transmission source data for specifying the transmission source.
- 80, TP (teach pendant) data 90 including teaching data or non-teaching data, and error detection data 100 are included.
- the transmission source data 80 includes TP information 82 and waypoint information 84.
- the TP information 82 is ID information for specifying a transmission source.
- the ID information is ID information for specifying the teaching operation device 10 when the teaching operation device 10 is a transmission source, and the robot control unit when the robot control unit 32 is the transmission source. ID information for specifying 32.
- the waypoint information 84 is ID information indicating where the data packet has passed, but the route point information transmitted from the teaching operation device 10 is set with an initial value indicating that nowhere is passing. Is done. When wireless communication is performed directly between the teaching operation devices 10, the waypoint information remains at the initial value.
- the wired LAN I / F 48 is connected to a communication cable connected to the connector 62 of the charging device 60, and can perform packet communication with the wired LAN I / F 18 of the teaching operation device 10 connected via the connector 62.
- the wired LAN I / F 48 corresponds to wired transmission / reception means.
- the data packet used in wired transmission / reception is the same as the data packet in the wireless communication.
- the waypoint information adding unit 46 sets the ID information of the transmission / reception device 40 stored in advance in the memory 46a in the waypoint information 84 of the data packet received via the wireless LAN I / F 42 or the wired LAN I / F 48. It indicates that the transit point of the data packet is the transmission / reception device 40. Then, the waypoint information adding unit 46 transmits a data packet in which the waypoint information is set to the robot control device 20.
- the ID information of the transmission / reception device 40 corresponds to waypoint information.
- the robot control device 20 includes an ID confirmation circuit 24 provided on the Ethernet (registered trademark) card 22, a robot control unit 32 and an out-of-operation processing unit 34 provided on the main board 30.
- the Ethernet card 22 includes a first connector 26 connected to the waypoint information adding unit 46 of the transmission / reception device 40 and a second connector 28 connected to a local LAN as a local network.
- the first connector 26 is provided at a female jack (not shown) provided on the Ethernet card 22 and an end of a communication cable 41 extended from the transmitting / receiving device 40, and is connected to the male plug ( (Not shown).
- the second connector 28 is provided at the end of a communication cable 52 connected to the local LAN, and a female plug (not shown) provided on the Ethernet card 22 and connected to the jack. (Not shown).
- the plug of the first connector 26 and the plug of the second connector are different in shape and cannot be connected to jacks of other connectors.
- the communication cable 52 of the local area LAN cannot be connected to the jack of the first connector 26, and the communication cable 41 of the transmission / reception apparatus 40 cannot be connected to the jack of the second connector 28.
- the ID confirmation circuit 24 can be switched and connected to a transmission / reception apparatus 40 connected via the first connector 26 and a local LAN connected via the second connector 28.
- the ID confirmation circuit 24 confirms the waypoint information 84 included in the reception data (ie, data packet) from the transmission / reception apparatus 40 or the local area LAN.
- the ID confirmation circuit 24 stores in advance as the transit point information 84 only when the ID information of the transmission / reception device 40 is confirmed from the transit point information 84 of the received data received via the first connector 26. Only when the ID information of the transmitting / receiving apparatus 40 that is present matches the received data, the received data is given to the received data and transmitted to the robot controller 32.
- the robot control unit 32 provided on the main board 30 includes a CPU, a ROM, a RAM, a servo driver for driving the robot R, a video RAM, and the like.
- Each unit has a bus (not shown).
- the ROM stores various programs such as a control program for controlling the operation of the robot R to be controlled by the robot control device 20 and its control constant, GUI program, and RDP host program.
- the servo driver is connected to a motor (not shown) that drives each joint of the robot R, and controls the current supplied to the motor. Then, the CPU controls the robot R via the servo driver based on the teaching data.
- the video RAM is used to temporarily store the GUI screen data to be displayed on the display device 17 of the teaching operation device 10 before sending it to the teaching operation device 10.
- the CPU of the robot control unit 32 is the transmission source of the received data only when it receives the received data to which the data indicating the confirmation has been given and that the CPU does not communicate safely with other teaching operation devices.
- a “safe communication establishment permission” is given to a teaching operation device 10. Note that the received data to which the data indicating confirmation has been given is the charging device 60 provided in the safety fence 50 or the teaching operation device 10 that is the transmission source of the received data is within the wirelessly operable area. Means to be located in.
- the CPU of the robot control unit 32 sends the “permission for establishment of safety communication”, establishes safety communication between the robot control unit 32 and the teaching operation device, and then permits an operation involving the operation of the robot R. Therefore, “operation permission” is given to the teaching operation device. Only the teaching operation device that has received this operation permission can operate using the teaching data of the robot R.
- the safety communication is a communication performed in order to stop the operation of the robot R by detecting an operation of an emergency stop switch (not shown) provided in the teaching operation device and a communication abnormality in an emergency. That is.
- the safety communication is performed between the transmission / reception device 40 and the teaching operation device 10 in a short cycle (for example, several milliseconds to several tens of milliseconds).
- a short cycle for example, several milliseconds to several tens of milliseconds.
- the safety communication is performed alternately from the teaching operation device 10 and the transmission / reception device 40 in the short cycle even when there is no teaching data, as well as when teaching data is transmitted from the teaching operation device 10.
- the CPU 11 of the teaching operation device 10 and the CPU of the robot control unit 32 detect whether there is no abnormality in the received data packet that is automatically communicated with the packet.
- the transmission / reception device 40 cannot establish safety communication with any teaching operation device other than the teaching operation device 10 that has established safety communication. It has become.
- Communication other than safety communication is possible between the transmission / reception device 40 and other teaching operation devices for which safety communication has not been established.
- communication of data other than teaching data hereinafter referred to as non-teaching data
- non-safety communication The communication other than the safety communication is hereinafter referred to as non-safety communication.
- the robot controller 32 is connected to a detection switch 95 for detecting opening / closing of the door 92.
- the detection switch 95 is turned on and off according to the opening and closing of the door 92, and the opening and closing of the door 92 can be detected by this on and off.
- the detection switch 95 is off when the door 92 is closed, and is on when the door 92 is open.
- the on / off state of the detection switch for opening / closing the door 92 may be reversed.
- a switch of a type that optically detects the opening / closing position of the door 92, a proximity switch, or the like may be used.
- the non-operation processing unit 34 includes a CPU, a ROM, and a RAM (not shown), and performs a robot operation non-processing unrelated to the robot control by a command from the local LAN connected via the Ethernet card 22.
- the robot out-of-motion processing includes processing such as data creation for managing the robot R, totalization of maintenance information, and reporting, but is not limited to these processing.
- the worker M1 opens the door 92 and enters the safety fence 50, and then connects the teaching operation device 10 and the transmission / reception device 40 by wireless communication to establish safety communication.
- the operator makes a connection request for the teaching operation device 10 by operating the keyboard 16 and wirelessly transmits a data packet (signal) from the teaching operation device 10.
- This data packet (signal) is sent to the Ethernet card 22 inside the robot controller 20 connected by the communication cable 41 via the transmitter / receiver 40 of the robot R (see FIG. 1).
- the received data from the teaching operation device 10 is set (provided) with the ID information of the transmission / reception device 40 in the waypoint information 84, and is sent to the Ethernet card 22. (See FIG. 3).
- the ID confirmation circuit 24 confirms the waypoint information 84 of the received data, and only when the waypoint information 84 matches the ID information of the transmitting / receiving device 40 stored in advance, the received data is included in the received data. On the other hand, after adding the confirmed data, the received data is sent to the robot controller 32.
- the CPU of the robot control unit 32 When the CPU of the robot control unit 32 receives this received data, it indicates that it is not performing safety communication with other teaching operation devices, and a safety communication establishment flag that is reset in a RAM (not shown) in the robot control unit 32. Check based on. Further, the CPU of the robot control unit 32 determines whether the received data is received from the first connector 26 of the Ethernet card 22 or not based on the route information 84 of the received data. Judge according to whether or not.
- the CPU of the robot control unit 32 sends “safe communication establishment permission” to the teaching operation device 10 via the Ethernet card 22 and the TP information 82. Then, a safety communication establishment flag is set in a RAM (not shown) in the robot control unit 32.
- the CPU 11 of the teaching operation device 10 sets a safe communication establishment flag in the RAM 13. In this way, safe communication between the teaching operation device 10 and the transmission / reception device 40 is established.
- the operator sets the teaching operation device 10 on the charging device 60 and connects to the connector 62 before entering the safety fence 50, and performs safety communication with the robot control device 20 by wire. It may be established.
- a data packet (signal) is transmitted from the teaching operation device 10 to the transmission / reception device 40 of the robot R by wire.
- the data packet (signal) is sent to the Ethernet card 22 inside the robot controller 20 connected by the communication cable 41. Since the following is the same as in the case of wireless communication, a description thereof will be omitted, but the robot control unit 32 and the CPU of the teaching operation device 10 each set a safety communication establishment flag.
- the CPU of the robot control unit 32 gives “operation permission” to the teaching operation device 10 via the Ethernet card 22 and the transmission / reception device 40.
- the operator removes the teaching operation device 10 from the charging device 60, opens the door 92, and enters the safety fence 50. Thereafter, the operator operates the keyboard 16 of the teaching operation device 10 to transmit the teaching data as a data packet by wireless communication under safety communication.
- the transmission / reception device 40 sends the data to the Ethernet card 22 after adding ID information allocated to the data packet received from the teaching operation device 10 regardless of wireless or wired connection. become.
- the robot control device 20 can determine that the operator's teaching operation device 10 is within the wirelessly operable area of the transmission / reception device 40 by checking the ID information of the transmission / reception device 40 in the data packet. 2. Establishment of safety communication by the teaching operation device 10 of the worker M2 Next, in the state where safety communication is established between the transmission / reception device 40 and the teaching operation device 10 of the worker M1, another worker M2 performs safety communication. A case where establishment is performed will be described.
- the respective teaching operation devices 10 are referred to as TP1 and TP2.
- the worker M2 comes near the outside of the safety fence 50 as shown in FIG. 4A and FIG. 5, and uses the TP2 keyboard 16 to make a connection request for non-safety communication to the transceiver 40 (hereinafter, non-safety). For communication connection request).
- the CPU 11 of the TP2 wirelessly sends a “non-safe communication connection request” (that is, a data packet) via the wireless LAN I / F 15 according to the connection / disconnection processing program (see S10 in FIG. 6) stored in advance in the ROM 12.
- TP2 may be connected to the connector 62 of the charging device 60, and a “non-safety communication connection request” may be made by wire.
- the data packet is sent to the robot control unit 32 via the robot R transmitting / receiving device 40 and the Ethernet card 22 (see FIG. 1). Even in this case, in the Ethernet card 22, the ID confirmation circuit 24 confirms the waypoint information 84 of the data packet (received data), and the waypoint information 84 and the ID information of the transmission / reception device 40 stored in advance are stored. Only when the received data is confirmed, the received data is sent to the robot controller 32. Hereinafter, in order to simplify the above description, data is simply transmitted to the robot control unit 32 via the transmission / reception device 40.
- the CPU of the robot control unit 32 When receiving the “non-safe communication connection request”, the CPU of the robot control unit 32 refers to the RDP connection / disconnection processing program stored in the ROM 12 (see S20 in FIG. 6), and sets “non-safe communication connection permission” to Ethernet. It transmits to the TP 2 wirelessly via the net card 22 and the transmission / reception device 40. When TP2 is connected by wire, it transmits by wire.
- TP2 receives “non-secure communication connection permission” and displays that on the display device 17 of TP2.
- the display of the display device 17 indicates that the worker M2 can make a “non-safe communication connection” between the transmission / reception device 40 and the TP2
- the worker M2 performs an inquiry operation for the confirmed safety communication using the keyboard 16. (See S12 in FIG. 6).
- a data packet of “inquiry for definite safety communication” is transmitted from the TP 2 to the transmitting / receiving device 40.
- This inquiry of the confirmed safety communication is for the robot control unit 32 to confirm whether or not the safety communication with the other teaching operation device 10 has already been performed.
- the CPU of the robot control unit 32 checks whether or not there is confirmed safety communication (see S22 in FIG. 6). This presence / absence check is performed based on whether or not a safety communication establishment flag is set in a RAM (not shown) of the robot control unit 32. Then, the CPU of the robot control unit 32 confirms that the safety communication is confirmed or the safety communication is not confirmed according to the set state or the reset state of the safety communication establishment flag. Is wirelessly transmitted to TP2 via the Ethernet card 22 and the transmission / reception device 40. When TP2 is connected by wire, it transmits by wire.
- the CPU of the robot control unit 32 performs the safety communication with the transmission / reception device 40 simultaneously with the transmission of the “confirmed safety communication confirmation result” indicating that the safety communication is confirmed.
- the TP information of TP1 being performed is transmitted to TP2.
- the TP information of TP1 performing secure communication is ID information for identifying the communication destination with which the transmission / reception device 40 performs secure communication.
- the worker M2 when the TP2 receives the “safety communication confirmation result” indicating that the safety communication has not been confirmed, the worker M2 thereafter performs “safety communication by the teaching operation device 10 of the worker M1” described above.
- the secure communication is established between the TP2 and the transmission / reception device 40 in the same process and order as the “establishment” (see S14 in FIG. 7).
- TP2 receives a “safe communication confirmation result” indicating that safe communication has been established.
- the worker M2 performs a request operation for the safety communication disconnection process with the keyboard 16 (see S30 in FIG. 8).
- the CPU 11 of the TP2 reads a safety communication disconnection request transmission program from the ROM 12 based on the operation of the specific key.
- the CPU 11 corresponds to an end request instruction means, an end request response means, a sound wave generation instruction means, a timing means, an emergency stop command means, and a monitor means.
- the CPU 11 sends a safety communication end request command as a data packet to the transmission / reception device 40 in accordance with a safety communication disconnection request transmission program.
- the destination data of the data packet at this time uses the TP information of TP1 that is in safe communication with the transmission / reception device 40, which is transmitted simultaneously with the “safe communication confirmation result” indicating that the safe communication is confirmed. .
- TP1 When TP1 receives the data packet of the safety communication end request command via the transmission / reception device 40, the CPU 11 of TP1 reads the end request response program from the ROM 12 in response to the end request command, and displays “safe communication” on the display device 17. “A message indicating that the user wants to end” and “A message to request evacuation outside the safety fence” are displayed.
- the worker M1 starts a wireless communication end session by operating the keyboard 16 (see S42 in FIG. 8).
- a safety communication end process is performed between TP1 and transmission / reception device 40.
- the safety communication between TP1 and the transmission / reception device 40 is released (see S44 in FIG. 8).
- the worker 2 having TP2 performs the operation for establishing the safe communication between the transmission / reception device 40 and TP2 by the method described above (see S32).
- TP1 receives the data packet of the safety communication end request command via the transmission / reception device 40, and the display device 17 asks the above-mentioned “message for requesting to end safety communication” and “ When the message “Evacuation request outside safety fence” is displayed, if the operator M1 does not approve the message, the keyboard 16 performs an unapproved operation process. By this non-approval operation process, a non-approval command for safety communication disconnection is transmitted as a data packet to TP2 via the transmission / reception device 40. And TP2 which received this instruction
- the worker M1 having the TP1 stays in the safety fence 50, the worker M1 can refuse to end the safety communication or evacuate outside the safety fence after seeing the sent message. Even in such a case, the safety communication cannot be arbitrarily disconnected without approval for the worker M1 having TP2 to TP1.
- the worker M2 having TP2 can proceed to a session for establishing secure communication with the transmission / reception device 40 only after the safety communication between the transmission / reception device 40 and TP1 is completed.
- TP1 has established safety communication with the transmitting / receiving device 40, but the case where it is left is described with reference to FIG.
- the CPU 11 of the TP 2 when a specific key related to a buzzer ringing command and a message display command related to the ringing is operated on the keyboard 16, the CPU 11 of the TP 2 performs a buzzer ringing command based on the operation of the specific key.
- the message display command is transmitted as a data packet to TP1 via the transmitting / receiving device 40.
- the CPU 11 of TP1 sounds the buzzer B based on the buzzer sounding program in the ROM 12 according to the buzzer sounding command.
- the CPU 11 of TP1 When the CPU 11 of TP1 receives the message display command, the CPU 11 of the TP1 displays a warning message “buzzer sounds” or “safety fence until an emergency stop is input to the system” on the display device 17 based on the message display program. “A message prompting the user to wait outside” and “a message warning that there is a possibility of an emergency stop of the robot when the buzzer sounds” are displayed. Note that the message related to ringing is not necessarily a combination of the three messages described above, and may be a message of any one or two combinations (see S70 in FIG. 10). When the worker M1 does not hold the TP1 for some reason, the worker M1 notices the sound of the buzzer B and reads the message on the display device 17 instead of leaving the TP1. be able to.
- the sound volume generated by the buzzer B is preferably large enough for the worker to know the position of the left TP1 if the worker is in the safety fence 50.
- the operation of the keyboard 16 of TP1 cannot issue a buzzer B ring stop command provided in TP1 itself, and TP1 receives the buzzer ring stop command from TP2 that issued the buzzer ring command. Only when it does, CPU11 of TP1 can stop the sound of buzzer B based on the buzzer sound stop command. Specifically, when the CPU 11 receives a buzzer ringing stop command as a data packet, the CPU 11 determines whether or not the transmission source data 80 of the data packet related to the buzzer ringing command received previously is the same as this time. However, only when the two are the same, the CPU 11 of TP1 stops ringing of the buzzer B based on the buzzer ringing stop command.
- the worker M1 cannot stop the sound of the buzzer B by operating the keyboard 16 of the TP1, and thus has to leave the safety fence 50 while leaving the TP1 unattended.
- the CPU 11 of the TP1 functions as a time measuring unit from when the ringing of the buzzer B is started, and counts or measures the time for the buzzer B to ring.
- the CPU 11 of TP1 transmits an emergency stop command to the transmission / reception device 40.
- This emergency stop command is received by the wireless LAN I / F 42 of the transmission / reception device 40 and transmitted to the CPU of the robot control unit 32.
- the CPU of the robot control unit 32 performs an emergency stop of the robot R based on the emergency stop command.
- the predetermined time is the time from when the buzzer B as the sound wave generating means generates a sound wave until the emergency stop command is issued. Even if the worker with TP1 who has established safety communication does not notice the generation of sound waves, the emergency time is not stopped immediately but the buzzer B rings within this time. This is to give the worker extra time.
- the predetermined time can be set as appropriate, but preferably a short time such as several minutes is preferable because the robot can be stopped quickly.
- the worker M2 having TP2 opens and closes the door 92 and enters the safety fence 50.
- the worker M2 who entered the safety fence 50 continues the ringing state of the buzzer B. Therefore, the ringing sound of the buzzer B (that is, a sound wave in the audible range) in an environment where the surroundings of TP1 are relatively free of noise.
- TP1 can be found by relying on the direction in which the sound can be heard.
- the TP2 of the present embodiment is provided with a radio field intensity monitoring function realized by executing a radio field intensity monitor program stored in the ROM 12. Even after the emergency stop of the robot R, since the safety communication is performed between the TP1 and the transmission / reception device 40, the data packet exchanged by the safety communication performed between the two can be received by the TP2. .
- the CPU 11 of the TP2 that realizes the radio field intensity monitoring function receives a data packet exchanged by the secure communication between the TP1 and the transmission / reception device 40. Then, the CPU 11 of TP2 reads the transmission source data 80 from the received data packet, and based on the TP information 82 (that is, ID information) included in the transmission source data 80 for specifying the transmission source, TP1 Determine the data packet whose source is.
- the radio field intensity is measured (that is, monitored) every time the data packet from TP1 is received, and the measurement result is displayed on the display device 17. indicate.
- the measurement result changes when the worker M2 holding the TP2 changes the direction of the TP2 or changes the walking direction of the worker M2, that is, the search direction and the distance to the TP1 change. become.
- the worker M2 While watching the measurement result of the display device 17 of TP2, the worker M2 identifies the direction in which the radio wave intensity increases, walks in that direction, and the closer to TP1, the radio wave intensity increases. The neglected TP1 can be found.
- the radio wave intensity monitoring function can find out the TP1 where the worker M2 is left, even in a noisy environment around the TP1 or when it is hidden in the shadow of an object.
- the worker M2 having TP2 searches for TP1 as described above, the worker M2 operates the keyboard 16 of TP2 to transmit a buzzer ringing stop command to TP1.
- the CPU 11 of TP1 stops ringing of the buzzer B based on this buzzer ringing stop command.
- the worker M2 starts a wireless communication end session by operating the keyboard 16 of TP1 (see S72 in FIG. 10). Then, when the operator M2 operates the keyboard 16 in accordance with the end operation method displayed in the window of the display operation device 10, a safety communication end process is performed between the TP1 and the transmission / reception device 40. With this safety communication end process, the safety communication between TP1 and the transmission / reception device 40 is released (see S74 in FIG. 10). Thereafter, the worker M2 establishes safety communication between the TP2 and the transmission / reception device 40 in the same process and order as described in “2. Establishment of safety communication by the teaching operation device 10 of the worker M1” (FIG. 10). S62).
- the portable teaching operation device 10 constituting the robot control system of this embodiment wirelessly transmits teaching data in a state where safety communication is established, and wireless LANI that wirelessly transmits non-teaching data by non-safety communication. / F15 (wireless communication means).
- the robot control system includes a transmission / reception device 40 (transmission / reception means) that wirelessly receives teaching data and non-teaching data, and a robot control device 20 that controls the robot R (movable machine) based on the teaching data received by the transmission / reception device 40. (Control device for movable machine).
- the teaching operation device 10 notifies the other teaching operation device 10 (TP1) that has already established safety communication with the transmission / reception device 40 that the safety operation is desired to be terminated.
- the CPU 11 is provided as an instruction unit that outputs a safety communication end request command and a response unit that responds to the command when the safety communication end request command is received. Further, the teaching operation device 10 (TP2) transmits the end request message of the safety communication as non-teaching data by non-safety communication.
- the wireless communication range of the transmission / reception device 40 (transmission / reception means) is set as a wirelessly operable region, and the robot R is provided in the wirelessly operable region. Is surrounded by the safety fence 50, and the wirelessly operable area is included in the area surrounded by the safety fence 50.
- the robot control system can be effectively applied when the robot R is surrounded by the safety fence 50 and the wirelessly operable area of the transmission / reception device 40 is included in the area surrounded by the safety fence 50.
- the teaching operation device 10 transmits a buzzer B (sound wave generation unit) that generates audible sound waves and a buzzer sounding command (sound wave generation instruction) to the wireless LAN I / F 15 (wireless communication unit). Sound wave generation instructing means for outputting via a). Then, the buzzer B is driven by a buzzer sounding command (sound wave generation instruction) received from the outside to generate sound waves in the audible range. As a result, the generation of sound waves in the audible range of the buzzer B allows the worker who is looking for to know the position of the left teaching operation device 10.
- the teaching operation device 10 includes a CPU 11 (timer) that counts the time during which the buzzer B (sound wave generator) generates sound waves in the audible range. Further, the teaching operation device 10 includes a robot when a count value (measured time) exceeds a threshold value (predetermined time) in a state where safety communication is established with the transmission / reception device 40 (transmission / reception means).
- the CPU 11 (emergency stop command means) for outputting an emergency stop command for emergency stop of R via the wireless LAN I / F 15 (wireless communication means) is provided.
- the robot control device 20 (control device for a movable machine) receives an emergency stop command via the transmission / reception device 40 (transmission / reception means)
- the robot R (movable machine) is emergency stopped based on the emergency stop command.
- the buzzer B generates a sound wave in the audible range and after a threshold value (predetermined time) has elapsed
- the robot R automatically makes an emergency stop. For this reason, for example, when searching around the robot R, since the robot R is in an emergency stop, the worker can safely search for the teaching operation device 10 that is left unattended.
- the teaching operation device 10 communicates with another teaching operation device 10 (TP1) that has already established safety communication and the transmission / reception device 40 (transmission / reception means).
- the CPU 11 monitoring means for monitoring the radio field intensity of another teaching operation device 10 (TP1) that has already established safety communication in the state of performing the communication.
- the radio field intensity of another teaching operation apparatus 10 (TP1) that has already established safety communication is monitored by the CPU 11 (monitoring means) of the teaching operation apparatus 10 (TP2), and the direction in which the radio field intensity is strong is determined. By searching, it is possible to find another teaching operation device 10 (TP1) that has been left and has already established safety communication.
- the movable machine control system is embodied as a robot control system.
- the present invention is not limited to the robot control system, and it is needless to say that a system that controls other movable machines can be adopted. .
- the sound wave generating means is configured by the buzzer B, but the sound wave generating means is not limited to the buzzer B, and may be, for example, a combination of a synthesized voice generating circuit and a speaker.
- the synthesized voice is generated by the speaker with a volume and content that can be used to determine the position of the left teaching operation device 10.
- the content of the synthesized speech may be, for example, a purpose such as “Here is the neglected portable teaching operation device”.
- the CPU 11 of TP1 is used as the time measuring means.
- the CPU 11 of TP1 may include a timer, and this timer may be used as the time measuring means.
- the Ethernet card 22 is used as the LAN board.
- the LAN card is not limited to the Ethernet card, and another standard LAN board may be used.
- the transmission / reception device 40 may be provided inside the robot R or may be provided outside the robot R.
- the transmission / reception device 40 is not necessarily limited to being attached to the robot R. Instead, it may be arranged near the robot R.
- the charging device 60 has a terminal function, but may be changed to a terminal having no charging function.
- the wireless communicable range of the transmission / reception device 40 is set as a wirelessly operable area, and the robot R is provided in the wirelessly operable area. Further, the robot R is surrounded by the safety fence 50, and the wirelessly operable area is included in the area surrounded by the safety fence 50. Instead of the robot R being surrounded by the safety fence 50, the robot R is surrounded by a safety line drawn on the floor, and the wirelessly operable area is included in the area surrounded by the safety line. Also good.
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Abstract
教示操作装置(10(TP2))には、送受信装置(40)と既に安全通信を確立している他の教示操作装置(10(TP1))に対して、安全通信を終了して欲しい旨のメッセージである安全通信終了依頼メッセージを生成するCPUを備える。教示操作装置(10(TP2))が、非安全通信で安全通信終了依頼指令を非教示データとして送信する。可動機械の送受信装置と安全通信を行いたい作業者は、既に安全通信が確立されている教示操作装置に安全通信を終了して欲しい旨を連絡をすることができ、既に安全通信を行っている作業者に対して次に新たな安全通信を行う作業者が待機していることを伝えることができる。
Description
本発明は、可搬式の教示操作装置と可動機械の制御装置とを無線で接続する可動機械の制御システムに関する。
従来、可動機械の制御装置と可搬式の教示操作装置との間で、無線通信を行いながら運用する可動機械の制御システムが提案されている(特許文献1~3参照)。これらの装置では、一般的に作業者は、可動機械の制御装置にケーブルでつなげられて機械的に動作する可動機械を前に、可搬式の教示操作装置を使ってその可動機械に対する動作教示を行う。この場合、図11において、可動機械の制御装置500は、安全柵530外に配置され、可動機械(例えば、ロボット)540は安全柵530内に配置される。特に、特許文献2,3では、図11に示されているように、制御装置500が教示操作装置510との間で無線通信を行うための送受信機器520は、これまで制御装置500の中か、その近傍に配置している。
特開2008-009872号公報
特開2007-042061号公報
特開2006-341356号公報
ところが、特許文献2,3に示される従来の方法では以下の問題を抱えている。
すなわち、新たに、可搬式の教示操作装置を持った作業者が、制御装置との間で安全通信を行いたいとき、既に前記制御装置が他の作業者が持っている教示操作装置と安全通信を行っていた場合、安全通信を確立できる順番が回って来なければ、教示操作装置に設けられた非常停止などの安全信号を有効にすることができない。このため、新たな作業者は安全柵内に入って教示作業をすることができない。
すなわち、新たに、可搬式の教示操作装置を持った作業者が、制御装置との間で安全通信を行いたいとき、既に前記制御装置が他の作業者が持っている教示操作装置と安全通信を行っていた場合、安全通信を確立できる順番が回って来なければ、教示操作装置に設けられた非常停止などの安全信号を有効にすることができない。このため、新たな作業者は安全柵内に入って教示作業をすることができない。
又、仮に安全通信を確立している教示操作装置が放置されたまま、その場所が分からない場合には、既に安全通信を確立しているその教示操作装置を探し出す術がないという問題がある。
なお、前記従来技術において、安全通信とは、緊急の場合に、教示操作装置510に設けられた非常停止スイッチ(図示しない)の操作によって可動機械540の動作を停止するために行われる通信のことである。前記安全通信は、短い周期(例えば、数msec~数十msec)で制御装置500と可動機械540との間で行われている。このように短い周期で安全通信が行われていることから、仮に、この安全通信に通信異常があった場合、この通信異常を制御装置500で早期に検出して自動的に可動機械540を停止するようにしている。又、1つの教示操作装置510と送受信機器520との間で安全通信を確立した場合、その教示操作装置510以外の他の教示操作装置とは、安全通信は確立できないようになっている。なお、安全通信を確立していない他の教示操作装置と制御装置との間では、安全通信以外の通信、例えば、ロボットの操作を伴わない単なるデータ通信等の通信は可能である。
本発明の目的は、既に可動機械の制御装置と可搬式の教示操作装置との間で安全通信が確立している場合に、別の教示操作装置を用いて安全通信を行いたい別の作業者が、既に安全通信が確立している教示操作装置に対して、安全通信を終了して欲しい旨を連絡することができる、すなわち、既に安全通信を行っている作業者に対して次に新たな安全通信を行う作業者がいることを伝えることができる可動機械の制御システムを提供することにある。
又、本発明の他の目的は、既に安全通信が確立している可搬式の教示操作装置に安全通信を終了して欲しい旨を連絡をした際に、該教示操作装置が放置されている場合、既に安全通信を確立しているその教示操作装置を探し出すことができる可動機械の制御システムを提供することにある。
上記問題点を解決するために、本発明の第1の態様では、安全通信を確立した状態で教示データを無線送信するとともに、非安全通信で非教示データを無線送受信する無線通信手段を備えた可搬式の教示操作装置と、前記教示データ及び非教示データを無線送受信する送受信手段と、前記送受信手段が受信した教示データに基づいて可動機械を制御する制御装置を備えた可動機械の制御システムが提供される。前記可搬式の教示操作装置は、前記送受信手段と既に安全通信を確立している他の可搬式の教示操作装置に対し、安全通信を終了して欲しい旨を通知するための終了依頼指令を出力する指示手段と、前記安全通信の終了依頼指令を受信したときに該指令に応答する応答手段とを備え、前記安全通信の終了依頼指令は非安全通信で非教示データとして送信される。
本発明の第1の態様によれば、既に安全通信が確立している教示操作装置に対して、次に制御装置の送受信装置と安全通信を行いたい作業者は、安全通信の終了指令を非安全通信で送信することにより、既に安全通信が確立している教示操作装置に安全通信を終了して欲しい旨を連絡することができる。このことにより、既に安全通信を行っている作業者に対して、次に新たな安全通信を行う作業者が待機していることを伝えることができる。
前記送受信手段の無線通信可能範囲を無線操作可能領域とし、該無線操作可能領域内に前記可動機械が位置するように設けられ、前記可動機械が安全柵により囲まれ、前記無線操作可能領域が、前記安全柵で囲まれた領域に含まれることが好ましい。なお、安全柵とは、可動機械が作動した際に、可動機械の動作する部材に作業者が触れないようにするために設けられたものであって、例えば、安全柵としてはフェンス、金網、壁等を挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、さらに、可動機械を収納する建物全体であってもよい。
可動機械制御システムは、可動機械が安全柵により囲まれるとともに、前記制御装置が前記安全柵で囲まれた領域外に配置され、送受信手段の無線操作可能領域が安全柵で囲まれた領域に含まれる場合に、有効に応用できる。
前記応答手段は、前記安全通信の終了依頼指令を受信したとき、該指令の応答として前記安全通信を終了して欲しい旨のメッセージと、既に安全通信を確立している教示操作装置を有する作業者に前記安全柵外への退避を依頼するメッセージとを教示操作装置の表示手段に表示することが望ましい。この場合、該メッセージにより作業者を安全な安全柵外へ移動することを促すことができる。
前記教示操作装置は、可聴域の音波を発生する音波発生手段と音波発生指示を前記無線通信手段を介して出力する音波発生指示手段とを備え、外部から受信した音波発生指示により前記音波発生手段を駆動して可聴域の音波を発生させることが好ましい。この場合、可聴域の音波の発生により、放置された教示操作装置の位置を、探している作業者に分からせることができる。
前記教示操作装置には、前記音波発生手段が可聴域の音波を発生している時間を計時する計時手段を備え、又、前記教示操作装置には、前記送受信手段と安全通信を確立した状態の下で、前記計時手段によって計測された時間が所定時間を越えた際には、前記可動機械を非常停止する非常停止指令を前記無線通信手段を介して出力する非常停止指令手段を備え、前記制御装置は、前記送受信手段を介して前記非常停止指令を受信したとき、該非常停止指令に基づいて前記可動機械を非常停止することが望ましい。この場合、音波発生手段が、可聴域の音波を発生して所定時間を経過した後には、可動機械が自動的に非常停止する。このため、例えば可動機械の周囲に放置された可搬式の教示操作装置を、作業者が安全に探すことができる。
前記教示操作装置には、既に安全通信を確立している他の教示操作装置と前記送受信手段との間で通信を行っている状態で、前記他の教示操作装置の電波強度をモニタするモニタ手段を備えていることが望ましい。この場合、他の可搬式の教示操作装置の電波強度を該モニタ手段にてモニタして、電波強度の強い領域を探せば、既に安全通信を確立しているとともに放置された他の教示操作装置を見つけ出すことができる。
以下、本発明の可動機械の制御システムを、ロボットの制御システムに具体化した一実施形態を図1~図10を参照して説明する。
図1に示すように、ロボットの制御システムは、可搬式の教示操作装置10と、制御装置としてのロボット制御装置20とがネットワーク手段としての無線LAN(ローカルエリアネットワーク)を介して接続されている。図1では、ロボット制御装置20に対して、複数の教示操作装置10が無線通信可能であるが、説明の便宜上、図1では、1つの教示操作装置10のみを示している。
図1に示すように、ロボットの制御システムは、可搬式の教示操作装置10と、制御装置としてのロボット制御装置20とがネットワーク手段としての無線LAN(ローカルエリアネットワーク)を介して接続されている。図1では、ロボット制御装置20に対して、複数の教示操作装置10が無線通信可能であるが、説明の便宜上、図1では、1つの教示操作装置10のみを示している。
この制御システムのロボット制御装置20が制御するロボットRは、例えば溶接ロボットである。なお、可動機械としては、溶接ロボットに限定されるものではなく、例えば搬送ロボット等の他の装置であってもよい。
ロボットRは、安全柵50に囲まれている。安全柵50で囲まれた空間は、ロボットのアームの作動が許容される空間、及び作業者が入る許容空間となる。安全柵50には、扉92が設けられており、該扉92を開放することにより、安全柵50内に作業者が入ることが可能である。
図3に示すように、教示操作装置10はCPU(中央処理装置)11、ROM12、RAM13、ハードディスク14、無線LANI/F(インターフェイス)15、キーボード16、表示装置17、ブザーB及び有線LANI/F(インターフェイス)18の各部を備え、各部はバス19を介して接続されている。
ROM12には、教示操作装置10からのロボットの操作や通信を実行するためのRDP(リモートデスクトップ)クライアントプログラムが格納されている。さらに、ROM12が格納するプログラムには、例えば、ロボット制御装置20から取得したGUI(Graphical user interface)画面データを表示装置17に表示するためのGUI表示処理プログラムが含まれる。又、ROM12には、CPU11をパーソナルコンピュータとして機能させるための各種プログラムが格納されている。RAM13は、CPU11のワーキングエリアとして用いられ、計算途中のデータが一時的に格納される。ハードディスク14には、制御プログラムの実行変数が格納されている。
無線LANI/F15はロボット制御装置20との無線接続に使用される通信機であり、無線通信手段に相当する。又、有線LANI/F18はロボット制御装置20との有線接続に使用される通信機である。キーボード16は教示操作装置10の操作者(すなわち、作業者)がロボットの操作を示す教示データを入力するためのインターフェイスとして使用される。表示装置17は教示操作装置10の作業者がロボットの操作条件や動作状態を確認するための表示手段として使用される。又、ブザーBは音波発生手段に相当し、CPU11から出力される音波発生指示としての鳴動指令によって鳴動し、可聴域の音波を出す。
又、図示はしないが、教示操作装置10の各種回路の電源としては2次電池が使用される。この2次電池を充電するために、教示操作装置10は、前記安全柵50に設けられた充電機器60に着脱自在に取付可能である。又、充電機器60には、有線LANI/F18に対して取り外し可能に接続されるコネクタ62が設けられている。前記教示操作装置10が充電機器60に対して充電のために取付けられる場合、前記有線LANI/F18とコネクタ62とが接続可能である。充電機器60はターミナルに相当する。なお、図3では、説明の便宜上、教示操作装置10が充電機器60に取付けられた状態が示されている。前記コネクタ62はロボットRに設けられた送受信手段としての送受信装置40に有線で接続されている。送受信装置40はロボットRの内部に設けられていても良く、外部に取付けられていても良い。
前記送受信装置40は、無線LANI/F42、無線出力調整のためのボリュームスイッチ44、経由地情報付与部46及び有線LANI/F48を備えている。ボリュームスイッチ44は可変手段に相当し、図示しない操作ツマミを手動操作することにより、無線LANI/F42の無線出力の調整が可能である。本実施形態では、ボリュームスイッチ44の調整操作により、無線LANI/F42の無線出力(すなわち、出力電波強度)が前記安全柵50内の領域をカバーして、無線通信が可能であり、安全柵50の外側において、安全柵50の近傍からも無線通信が可能である。すなわち、ロボットRの無線操作可能領域が前記ボリュームスイッチ44により変更可能であり、ボリュームスイッチ44の調整操作によって、無線操作可能領域全体には安全柵50で囲まれた領域と安全柵50の外側近傍の領域とを含むように設定されている。この無線操作可能領域は送受信装置40の無線通信可能範囲である。
なお、ボリュームスイッチ44を省略してもよい。この場合、ロボットRの位置、すなわち、送受信装置40の位置と安全柵50で囲まれる領域とを測定して、無線出力範囲、すなわち、出力電波強度が、前記無線操作可能領域をカバーできるようにハードウエアを構成したり、或いはソフトウエアによって無線出力範囲を設定するようにしてもよい。
無線LANI/F42は、教示操作装置10をはじめとする複数の教示操作装置の無線LANI/F15と交信可能である。無線LANI/F42と無線LANI/F15との間ではパケット通信が可能である。教示操作装置10から送信されるデータパケットは、教示操作装置10のCPU11により予め定められた通信プロトコルによって生成される。
図2は、教示操作装置10から無線通信又は有線通信で送信されるデータパケットの一例を示している。同図に示すように、前記データパケットには、教示操作装置10から、送信したいロボット制御装置20、又は送信したい他の教示操作装置10を特定する宛先データ70、送信元を特定する送信元データ80、教示データ或いは非教示データを含むTP(ティーチペンダント)データ90、誤り検出データ100が含まれる。前記送信元データ80は、TP情報82と経由地情報84とからなる。前記TP情報82は、送信元を特定するためのID情報である。このID情報は、教示操作装置10を送信元とする場合には、その教示操作装置10を特定するためのID情報であり、ロボット制御部32を送信元とする場合には、そのロボット制御部32を特定するためのID情報である。経由地情報84は、このデータパケットがどこを経由したかを示すID情報であるが、教示操作装置10から送信された際の経由地情報は、どこも経由していないことを示す初期値がセットされる。なお、教示操作装置10間において無線通信を直接行う場合には、経由地情報は初期値のままである。
有線LANI/F48は、充電機器60のコネクタ62と接続される通信ケーブルに接続され、コネクタ62を介して接続された教示操作装置10の有線LANI/F18とパケット通信が可能である。有線LANI/F48は有線送受信手段に相当する。有線送受信で使用されるデータパケットは、前記無線通信でのデータパケットと同じである。
図2に示した経由地情報84を付与する経由地情報付与部46は、無線LANI/F42及び有線LANI/F48にそれぞれ接続されている。経由地情報付与部46は、無線LANI/F42、又は有線LANI/F48を介して受信したデータパケットの経由地情報84に、メモリ46aに予め格納している送受信装置40のID情報をセットし、該データパケットの経由地が当該送受信装置40であることを示す。そして、経由地情報付与部46は、経由地情報をセットしたデータパケットをロボット制御装置20に送信する。送受信装置40のID情報は経由地情報に相当する。
ロボット制御装置20は、イーサーネット(登録商標)カード22に設けられたID確認回路24と、メインボード30に設けられたロボット制御部32及び動作外処理部34とを備えている。
前記イーサーネットカード22は、前記送受信装置40の経由地情報付与部46に接続される第1コネクタ26と、構内ネットワークとしての構内LANに接続される第2コネクタ28とを備えている。第1コネクタ26は、イーサーネットカード22に設けられた図示しない雌型のジャックと、送受信装置40から延出された通信ケーブル41の端に設けられ、該ジャックに接続された雄型のプラグ(図示しない)からなる。又、第2コネクタ28は、イーサーネットカード22に設けられた図示しない雌型のジャックと、構内LANに接続された通信ケーブル52の端に設けられ、該ジャックに接続された雄型のプラグ(図示しない)とからなる。
そして、第1コネクタ26のプラグと、第2コネクタのプラグとは、形状が異なっており、互いに他のコネクタのジャックには接続できないようになっている。このことにより、構内LANの通信ケーブル52が、第1コネクタ26のジャックに対して接続不能であり、送受信装置40の通信ケーブル41が第2コネクタ28のジャックに対して接続不能である。
ID確認回路24は、第1コネクタ26を介して接続された送受信装置40及び第2コネクタ28を介して接続された構内LANと切り替え接続可能になっている。そして、送受信装置40及び構内LANのいずれかから受信データを受信すると、ID確認回路24は、送受信装置40または構内LANからの受信データ(すなわち、データパケット)に含まれる経由地情報84を確認する。又、ID確認回路24は、第1コネクタ26を介して受信した受信データの経由地情報84から送受信装置40のID情報の確認がとれた場合のみ、すなわち、経由地情報84と予め記憶している送受信装置40のID情報とが一致した場合のみ、その受信データに対して、確認済を示すデータを付与した上で、該受信データをロボット制御部32に送信する。
メインボード30に設けられたロボット制御部32は、図示はしないがCPU、ROM、RAM、ロボットRを駆動するためのサーボドライバ、及びビデオRAM等の各部を備え、各部はバス(図示しない)を介して互いに接続されている。前記ROMには、ロボット制御装置20が制御対象とするロボットRの動作制御を実行するための制御プログラムとその制御定数、GUIプログラム、RDPホストプログラム等の各種プログラムが格納されている。前記サーボドライバは、ロボットRの各関節を駆動する図示しないモータに接続され、該モータに通電する電流を制御する。そして、前記CPUは、教示データに基づいて、前記サーボドライバを介してロボットRを制御する。前記ビデオRAMは、教示操作装置10の表示装置17に表示するGUI画面のデータを教示操作装置10へ送出する前に一時保存するために使用される。
ロボット制御部32のCPUは、自身が他の教示操作装置と安全通信をしていないこと、及び前記確認済を示すデータが付与された受信データを受けた場合のみ、該受信データの送信元である教示操作装置10に対して「安全通信の確立許可」を付与する。なお、確認済を示すデータが付与された受信データは、その受信データの送信元である教示操作装置10が前記無線操作可能領域内にあるか、或いは、安全柵50に設けられた充電機器60に位置することを意味している。
又、ロボット制御部32のCPUは、前記「安全通信の確立許可」を送って、そのロボット制御部32と教示操作装置との安全通信を確立した後、ロボットRの動作を伴う操作を許可するために、教示操作装置に「操作許可」を付与する。この操作許可を受けた教示操作装置のみが、ロボットRの教示データによる操作が可能となる。
ここで、安全通信とは、緊急の場合に、教示操作装置に設けられた非常停止スイッチ(図示しない)の操作及び通信異常を検出することによってロボットRの動作を停止するために行われる通信のことである。安全通信は、短い周期(例えば、数msec~数十msec)で送受信装置40と教示操作装置10との間で行われる。このように、短い周期で安全通信が行われていることから、仮に、この安全通信に通信異常があった場合、この通信異常を送受信装置40を介してロボット制御部32で早期に検出して自動的にロボットRの動作を停止するようにしている。なお、安全通信は、教示データを教示操作装置10から送信する場合は勿論のこと、教示データがない場合にも、空データが前記短い周期で、教示操作装置10及び送受信装置40から交互にデータパケットで自動的に交信され、受信されたデータパケットに異常が無いか否かを、教示操作装置10のCPU11及びロボット制御部32のCPUで検出する。
又、送受信装置40との間で教示操作装置10が安全通信を確立した場合、その送受信装置40は、安全通信を確立した教示操作装置10以外の教示操作装置とは、安全通信を確立できないようになっている。送受信装置40と安全通信を確立していない他の教示操作装置との間では、安全通信以外の通信が可能である。例えば、ロボットの操作を伴わない単なるデータ通信等、教示データ以外のデータ(以下、非教示データという)の通信は可能である。この安全通信以外の通信を、以下では、非安全通信という。
ロボット制御部32には、前記扉92の開閉を検出するための検出スイッチ95が接続されている。検出スイッチ95は、扉92の開閉に応じてオンオフ作動し、このオンオフにより扉92の開閉が検出可能である。本実施形態では、検出スイッチ95は、扉92が閉じられている時には、オフであり、開放されている時にはオンとなる。なお、扉92の開閉に対する検出スイッチのオンオフ状態は、逆であってもよい。又、検出スイッチ95の代わりに光学的に扉92の開閉位置を検出するタイプのスイッチや、近接スイッチ等を使用してもよい。
動作外処理部34は図示はしないがCPU、ROM、RAMを備えており、前記イーサーネットカード22を介して接続された構内LANからの指令により、前記ロボット制御とは無関係のロボット動作外処理を行う。このロボット動作外処理とは、ロボットRを管理するためのデータ作成、メンテナンス情報等の集計、報告等の処理があるが、これらの処理に限定されるものではない。
さて、次に、上記のように構成されたロボット制御システムの作用を図1~10を参照して説明する。
1.作業者M1の教示操作装置10による安全通信の確立
まず、説明の便宜上、安全柵50内に教示操作装置10を持つ作業者M1が入り、同教示操作装置10と送受信装置40とが安全通信を行う場合について説明する。なお、以下の説明では、教示操作装置10と送受信装置40との間の通信は、全てデータパケットの形式で行われ、必ず、データパケットには宛先データ70及び送信元データ80が付与されているものとする。
1.作業者M1の教示操作装置10による安全通信の確立
まず、説明の便宜上、安全柵50内に教示操作装置10を持つ作業者M1が入り、同教示操作装置10と送受信装置40とが安全通信を行う場合について説明する。なお、以下の説明では、教示操作装置10と送受信装置40との間の通信は、全てデータパケットの形式で行われ、必ず、データパケットには宛先データ70及び送信元データ80が付与されているものとする。
作業者M1は、扉92を開けて安全柵50内に入ってから、教示操作装置10と送受信装置40とを無線通信で接続し、安全通信を確立する。この場合、作業者がキーボード16の操作により教示操作装置10の接続要求をして、教示操作装置10からデータパケット(信号)を無線で送信する。このデータパケット(信号)は、ロボットRの送受信装置40を経由し、通信ケーブル41で接続されたロボット制御装置20の内部のイーサーネットカード22に送られる(図1参照)。
送受信装置40を経由するとき、送受信装置40において、教示操作装置10からの受信データは、送受信装置40のID情報が経由地情報84にセット(付与)されて、イーサーネットカード22に送出される(図3参照)。イーサーネットカード22では、ID確認回路24が前記受信データの経由地情報84を確認し、経由地情報84と予め記憶している送受信装置40のID情報とが一致した場合のみ、その受信データに対して、確認済のデータを付与した上で、該受信データをロボット制御部32に送る。
ロボット制御部32のCPUは、この受信データを受けると、自身が他の教示操作装置と安全通信をしていないことを、ロボット制御部32内の図示しないRAMにおいてリセットされている安全通信確立フラグに基づいて確認する。さらにロボット制御部32のCPUは、前記受信データの経由地情報84に基づいて、イーサーネットカード22の第1コネクタ26から受信データが経由したかを、確認済を示すデータが受信データにあるか否かに従って判定する。
この後、受信データに確認済のデータがある場合には、ロボット制御部32のCPUは、「安全通信の確立許可」をイーサーネットカード22及び前記TP情報82を介して教示操作装置10に送り、ロボット制御部32内の図示しないRAMに安全通信確立フラグをセットする。教示操作装置10が、この「安全通信の確立許可」を受けると、教示操作装置10のCPU11は、RAM13に安全通信確立フラグをセットする。このようにして教示操作装置10と送受信装置40との安全通信が確立される。
なお、作業者は、安全柵50内に入る場合、安全柵50内に入る前に充電機器60に教示操作装置10をセットしてコネクタ62と接続し、ロボット制御装置20と有線で安全通信を確立してもよい。この場合、作業者がキーボード16の操作により教示操作装置10の接続要求をすることにより、教示操作装置10からデータパケット(信号)を有線でロボットRの送受信装置40に送信する。該データパケット(信号)は、通信ケーブル41で接続されたロボット制御装置20の内部のイーサーネットカード22に送られることになる。そして、以下は無線通信の場合と同様であるから説明を省略するが、ロボット制御部32及び教示操作装置10のCPUはそれぞれ安全通信確立フラグをセットする。
前記のようにロボット制御部32のCPUは、安全通信を確立した後、イーサーネットカード22及び送受信装置40を介して、教示操作装置10に「操作許可」を付与する。このように安全通信が確立した後、作業者は教示操作装置10を充電機器60から取り外して、扉92を開けて安全柵50内に入る。この後、作業者は教示操作装置10のキーボード16を操作して、教示データを安全通信のもとでデータパケットを無線通信で送信する。
又、ロボット制御装置20から、イーサーネットカード22の第1コネクタ26を通じて送信される通信データは、全てロボットRの送受信装置40を経て教示操作装置10に届くことになる。一方、送受信装置40は無線、有線接続を問わず、教示操作装置10から受信したデータパケットの中に自らに割り振られているID情報を追加した後で、そのデータをイーサーネットカード22に送ることになる。
そして、データパケット内の送受信装置40のID情報を、ロボット制御装置20は確認することにより、作業者の教示操作装置10が送受信装置40の無線操作可能領域内に入っていることを判別できる。
2.作業者M2の教示操作装置10による安全通信の確立
次に、送受信装置40と作業者M1の教示操作装置10との間において、安全通信が確立した状態で、他の作業者M2が安全通信の確立を行う場合について説明する。なお、以下では、作業者M1,M2がそれぞれ持つ教示操作装置10を区別するために、それぞれの教示操作装置10をTP1,TP2とする。
2.作業者M2の教示操作装置10による安全通信の確立
次に、送受信装置40と作業者M1の教示操作装置10との間において、安全通信が確立した状態で、他の作業者M2が安全通信の確立を行う場合について説明する。なお、以下では、作業者M1,M2がそれぞれ持つ教示操作装置10を区別するために、それぞれの教示操作装置10をTP1,TP2とする。
作業者M2は、図4(a)及び図5に示すように安全柵50の外側近傍に来て、TP2のキーボード16により、送受信装置40に対して非安全通信の接続要求(以下、非安全通信接続要求という)のための操作を行う。この操作により、TP2のCPU11は、予めROM12に格納した接続/切断処理プログラム(図6のS10参照)に従って無線LANI/F15を介して「非安全通信接続要求」(すなわち、データパケット)を無線で送信する。なお、充電機器60のコネクタ62にTP2を接続し、有線で「非安全通信接続要求」を行っても良い。
このデータパケットは、ロボットRの送受信装置40及びイーサーネットカード22を経由してロボット制御部32に送られる(図1参照)。なお、この場合においても、イーサーネットカード22では、ID確認回路24が前記データパケット(受信データ)の経由地情報84を確認し、経由地情報84と予め記憶している送受信装置40のID情報とが一致した場合のみ、その受信データに対して、確認済を示すデータを付与した上で、該受信データをロボット制御部32に送る。以下では、上記の説明を簡略化するために、単に送受信装置40を介してロボット制御部32にデータを送るという。
ロボット制御部32のCPUは、「非安全通信接続要求」を受信すると、ROM12に格納したRDP接続/切断処理プログラムを参照して(図6のS20参照)、「非安全通信接続許可」をイーサーネットカード22及び送受信装置40を介してTP2に無線で送信する。TP2が有線接続されている場合には、有線で送信する。
TP2では「非安全通信接続許可」を受信して、その旨が、TP2の表示装置17に表示される。この表示装置17の表示により、送受信装置40とTP2との間で「非安全通信接続」ができることが作業者M2に分かると、作業者M2はキーボード16により確定済安全通信の問合わせ操作を行う(図6のS12参照)。この問合わせ操作により、TP2から送受信装置40に「確定安全通信の問合わせ」のデータパケットが送信される。この確定済安全通信の問合わせは、ロボット制御部32が他の教示操作装置10と既に安全通信が行われているか否かを確認するためのものである。
この「確定安全通信の問合わせ」が、送受信装置40を介してロボット制御部32に送られると、ロボット制御部32のCPUは、確定安全通信の有無確認を行う(図6のS22参照)。この有無確認は、ロボット制御部32の図示しないRAMに安全通信確立フラグがセットされているか否かで行われる。そして、ロボット制御部32のCPUは、前記安全通信確立フラグのセット状態又はリセット状態に応じて、安全通信が確定している旨又は安全通信が確定していない旨の「確定安全通信の確認結果」を、イーサーネットカード22及び送受信装置40を介してTP2に無線で送信する。TP2が有線接続されている場合には有線で送信する。又、安全通信が確定している場合には、ロボット制御部32のCPUは、安全通信が確定している旨の「確定安全通信の確認結果」の送信と同時に、送受信装置40と安全通信を行っているTP1のTP情報をTP2に送信する。この安全通信を行っているTP1のTP情報は、送受信装置40が安全通信を行っている通信先を特定するためのID情報である。
ここで、TP2は、安全通信が確定していない旨の「安全通信の確認結果」を受信した場合は、以後、作業者M2は前述した「1.作業者M1の教示操作装置10による安全通信の確立」と同様の処理及び順序でTP2と送受信装置40との安全通信確立を行う(図7のS14参照)。
又、既にTP1と送受信装置40との間に安全通信が確定していた場合には、安全通信が確定している旨の「安全通信の確認結果」を、TP2は受信する。この場合、作業者M2は、キーボード16にて安全通信切断処理の依頼操作を行う(図8のS30参照)。本実施形態では、作業者M2によりキーボード16の特定キーの操作がされると、その特定キーの操作に基づいてTP2のCPU11は、安全通信切断依頼送信プログラムをROM12から読み出す。なお、CPU11は、終了依頼の指示手段、終了依頼の応答手段、音波発生指示手段、計時手段、非常停止指令手段、及びモニタ手段に相当する。
CPU11は安全通信切断依頼の送信プログラムに従って安全通信の終了依頼指令をデータパケットとして送受信装置40に送る。このときのデータパケットの宛先データには、前記安全通信が確定している旨の「安全通信の確認結果」と同時に送信された、送受信装置40と安全通信中のTP1のTP情報が使用される。
送受信装置40を介してTP1が前記安全通信の終了依頼指令のデータパケットを受信すると、該終了依頼指令に応じてTP1のCPU11は終了依頼応答プログラムをROM12から読み出し、表示装置17に「安全通信を終了して欲しい旨のメッセージ」、及び「安全柵外への退避依頼メッセージ」を表示する。
ここで、TP1を持つ作業者M1が、表示装置17に表示された前記メッセージを承認する場合は、キーボード16にて承認操作処理を行う(図8のS40参照)。この承認操作処理により、安全通信切断の承認指令がデータパケットで送受信装置40を介してTP2に対して送信される。
そして、次に、作業者M1は、キーボード16の操作により無線通信終了セッションを起動させる(図8のS42参照)。作業者M1が、予め定められた終了操作方法に従ってキーボード16を操作すると、TP1と送受信装置40との間で安全通信の終了処理が行われる。この安全通信の終了処理により、TP1と送受信装置40との間の安全通信が解除される(図8のS44参照)。この後、TP2を持つ作業者2は、送受信装置40とTP2との安全通信を確立するための操作を、上述した方法で行う(S32参照)。
上述したように、送受信装置40と作業者M1のTP1間とで安全通信が確立していた場合に、他の作業者M2が安全通信の確立を希望したときは、作業者M2が持つTP2から安全通信の終了依頼をTP1に対して行う。そして、作業者M1が安全通信の終了を承認した場合は安全通信を終了して、作業者M1,M2の安全柵50内への立入りを交替する(図4(a)、(b)参照)。
なお、図9に示すように、TP1が送受信装置40を介して安全通信の終了依頼指令のデータパケットを受信して、表示装置17に前記「安全通信を終了して欲しい旨のメッセージ」及び「安全柵外への退避依頼メッセージ」を表示したとき、作業者M1が該メッセージを承認しない場合は、キーボード16にて非承認操作処理を行う。この非承認操作処理により、安全通信切断の非承認指令がデータパケットで送受信装置40を介してTP2に対して送信される。そして、この指令を受信したTP2は、この指令に基づいて安全通信の切断を拒否された旨のメッセージを表示する。
このようにして、TP1を持つ作業者M1は、安全柵50内に留まる場合、送られてきたメッセージを見てから安全通信の終了や安全柵外への退避を拒否することができる。このような場合においても、TP2からTP1を持つ作業者M1に対して承認無しに安全通信を勝手に切断することはできない。
又、図8に示すように、TP2を持つ作業者M2は、送受信装置40とTP1との安全通信が終了してはじめて、送受信装置40との安全通信を確立するためのセッションに進むことができる。
3.安定通信を確立した教示操作装置10が放置されている場合
次に、TP1が送受信装置40と安全通信を確立しているが、放置されている場合を図10を参照して説明する。
3.安定通信を確立した教示操作装置10が放置されている場合
次に、TP1が送受信装置40と安全通信を確立しているが、放置されている場合を図10を参照して説明する。
前述のようにTP2からTP1へ「安全通信切断依頼の指令」を送信したにもかかわらずTP1から「安全通信切断の承認指令」、又は「安全通信切断の非承認指令」のいずれも受信しない場合、作業者M2はキーボード16にてブザー鳴動指令及びその鳴動に関連したメッセージ表示指令の送付処理の操作を行う(図10のS60参照)。
本実施形態では、キーボード16において、ブザー鳴動指令及びその鳴動に関連したメッセージ表示指令に関係する特定キーの操作がされると、その特定キーの操作に基づいて、TP2のCPU11は、ブザー鳴動指令及びメッセージ表示指令をデータパケットで送受信装置40を介してTP1に送信する。TP1のCPU11は、ブザー鳴動指令を受信すると、該ブザー鳴動指令に応じ、ROM12中のブザー鳴動プログラムに基づいて、ブザーBを鳴動させる。又、TP1のCPU11は、メッセージ表示指令を受信すると、メッセージ表示プログラムに基づいて表示装置17に、「ブザーが鳴動する警告の旨のメッセージ」、「システムに非常停止が入力されるまで安全柵の外で待機することを促すメッセージ」、及び「ブザーが鳴動すると、ロボットが非常停止がかかる可能性があることを警告するメッセージ」を表示する。なお、鳴動に関連したメッセージとしては、前述の三つのメッセージの組合せである必要ではなく、いずれか1つ、又はいずれか2つの組み合わせのメッセージであってもよい(図10のS70参照)。TP1が放置されているのではなく、何らかの理由により作業者M1がTP1を保持していなかった場合に、前記ブザーBの鳴動により、作業者M1が気が付いて、該表示装置17の前記メッセージを読むことができる。
前記ブザーBが発生する音量は、作業者が安全柵50内に入っていれば、放置されたTP1の位置をその作業者が分かる程度の大きさであることが好ましい。
なお、TP1のキーボード16の操作では、TP1自身に備えられたブザーBの鳴動停止指令を出すことができないようになっており、ブザー鳴動指令を出したTP2からのブザー鳴動停止指令をTP1が受信した場合にのみ、TP1のCPU11はそのブザー鳴動停止指令に基づいてブザーBの鳴動を停止可能である。具体的には、CPU11がブザー鳴動停止指令をデータパケットで受信したとき、以前に受信したブザー鳴動指令に関するデータパケットの送信元データ80が、今回のものと同一か否かを、そのCPU11が判定し、両者が同一のときにのみ、該ブザー鳴動停止指令に基づいてTP1のCPU11はブザーBの鳴動を停止する。
なお、TP1のキーボード16の操作では、TP1自身に備えられたブザーBの鳴動停止指令を出すことができないようになっており、ブザー鳴動指令を出したTP2からのブザー鳴動停止指令をTP1が受信した場合にのみ、TP1のCPU11はそのブザー鳴動停止指令に基づいてブザーBの鳴動を停止可能である。具体的には、CPU11がブザー鳴動停止指令をデータパケットで受信したとき、以前に受信したブザー鳴動指令に関するデータパケットの送信元データ80が、今回のものと同一か否かを、そのCPU11が判定し、両者が同一のときにのみ、該ブザー鳴動停止指令に基づいてTP1のCPU11はブザーBの鳴動を停止する。
このように作業者M1は、TP1のキーボード16の操作によってはブザーBの鳴動を止めることができないことから、TP1を放置したまま安全柵50から退出せざるを得なくなる。
又、本実施形態では、前記ブザーBの鳴動が開始されたときから、TP1のCPU11は、計時手段として機能し、前記ブザーBの鳴動する時間をカウント即ち、計測する。カウントした値(時間)が、閾値である所定時間を越えたときには、TP1のCPU11は送受信装置40に対して非常停止指令を送信する。この非常停止指令は送受信装置40の無線LANI/F42で受信されてロボット制御部32のCPUへ送信され、ロボット制御部32のCPUはこの非常停止指令に基づいてロボットRを非常停止する。
この非常停止指令がTP1から送受信装置40に出された後も、TP1と送受信装置40との安全通信は確立されたままである。前記所定時間とは、音波発生手段としてのブザーBが音波を発生してから、非常停止指令が出されるまでの時間である。所定時間を設定しているのは、仮に安全通信を確立していたTP1を持つ作業者が、音波発生に気づかない場合でも、すぐに非常停止するのではなく、この時間内にブザーBの鳴動に気付くことがあり、余裕の時間を当該作業者に付与するためである。前記所定時間は、適宜設定できるが、好ましくは、数分のように短い時間の方が、早めにロボットを非常停止できるため好ましい。
このように、ロボットRが非常停止してから、TP2を持つ作業者M2は、扉92を開閉して安全柵50内に入る。安全柵50内に入った作業者M2は、ブザーBが鳴動状態を継続していることから、TP1の周囲が比較的騒音のない環境ではこのブザーBの鳴動音(すなわち、可聴域の音波)が聞こえる方向を頼りにしてTP1を探しだすことができる。
仮に、TP1の周囲に騒音のある環境や、或いはTP1が物の影に隠れている場合は、前記ブザーBの鳴動だけでは、作業者M2が放置されたTP1を探し出せない場合がある。一方、本実施形態のTP2には、ROM12に格納された電波強度モニタプログラムを実行することにより実現する電波強度モニタ機能が設けられている。ロボットRが非常停止した後も、TP1と送受信装置40との間では、安全通信が行われているため、両者間で行っている安全通信でやりとりされるデータパケットをTP2で受信することができる。
前記電波強度モニタ機能を実現しているTP2のCPU11は、TP1と送受信装置40との間の安全通信でやりとりされているデータパケットを受信する。そして、TP2のCPU11は、受信したデータパケットの中から、送信元データ80を読取り、送信元データ80に含まれる、送信元を特定するためのTP情報82(すなわち、ID情報)に基づき、TP1を送信元にしているデータパケットを割り出す。
このようにして、TP2のCPU11は、TP1から発信されたデータパケットを判定すると、TP1からのデータパケットを受信する毎に電波強度を計測(すなわち、モニタ)し、その計測結果を表示装置17に表示する。TP2を保持した作業者M2が、TP2の向きを変えたり、或いは、作業者M2が歩く方向を変えることよって、すなわち、探索方向及びTP1との距離が変化することによって、前記計測結果が変わることになる。このTP2の表示装置17の計測結果を見ながら、作業者M2は、電波強度が大きくなる方向を特定して、その方向に向けて歩き、TP1へ近接すればするほど、電波強度が上がるため、放置されたTP1を探し出すことができる。
このようにして前記電波強度モニタ機能により、TP1の周囲に騒音のある環境や、或いは物の影に隠れている場合においても、作業者M2が放置されたTP1を探し出すことができる。
図10に戻り、上記のようにしてTP2を持った作業者M2が、TP1を探し出すと、作業者M2は、TP2のキーボード16を操作して、ブザー鳴動停止指令をTP1に送信する。TP1のCPU11は、このブザー鳴動停止指令に基づいてブザーBの鳴動を停止する。
この後、作業者M2は、TP1のキーボード16の操作により無線通信終了セッションを起動させる(図10のS72参照)。そして、作業者M2は、表示操作装置10のウインドウに表示された終了操作方法に従ってキーボード16を操作すると、TP1と送受信装置40との間で安全通信終了処理が行われる。この安全通信終了処理により、TP1と送受信装置40との間の安全通信が解除される(図10のS74参照)。この後、作業者M2は、前述した「2.作業者M1の教示操作装置10による安全通信の確立」と同様の処理及び順序で、TP2と送受信装置40との安全通信確立を行う(図10のS62参照)。
さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
(1) 本実施形態のロボット制御システムを構成する可搬式の教示操作装置10は、安全通信を確立した状態で教示データを無線送信するとともに、非安全通信で非教示データを無線送信する無線LANI/F15(無線通信手段)を備える。又、ロボット制御システムは、教示データ及び非教示データを無線受信する送受信装置40(送受信手段)と、送受信装置40が受信した教示データに基づいてロボットR(可動機械)を制御するロボット制御装置20(可動機械の制御装置)を備える。そして、教示操作装置10(TP2)には、送受信装置40と既に安全通信を確立している他の教示操作装置10(TP1)に対して、安全通信を終了して欲しい旨を通知するための安全通信の終了依頼指令を出力する指示手段と、前記安全通信の終了依頼指令を受信したときに該指令に応答する応答手段としてCPU11を備える。また、教示操作装置10(TP2)が、非安全通信で前記安全通信の終了依頼メッセージを非教示データとして送信するようにしている。
(1) 本実施形態のロボット制御システムを構成する可搬式の教示操作装置10は、安全通信を確立した状態で教示データを無線送信するとともに、非安全通信で非教示データを無線送信する無線LANI/F15(無線通信手段)を備える。又、ロボット制御システムは、教示データ及び非教示データを無線受信する送受信装置40(送受信手段)と、送受信装置40が受信した教示データに基づいてロボットR(可動機械)を制御するロボット制御装置20(可動機械の制御装置)を備える。そして、教示操作装置10(TP2)には、送受信装置40と既に安全通信を確立している他の教示操作装置10(TP1)に対して、安全通信を終了して欲しい旨を通知するための安全通信の終了依頼指令を出力する指示手段と、前記安全通信の終了依頼指令を受信したときに該指令に応答する応答手段としてCPU11を備える。また、教示操作装置10(TP2)が、非安全通信で前記安全通信の終了依頼メッセージを非教示データとして送信するようにしている。
この結果、既に安全通信が確立している他の教示操作装置10(TP1)に対して安全通信を終了して欲しい旨を連絡をすることができ、このことにより、既に安全通信を行っている作業者に対して次に新たな安全通信を行う作業者が待機していることを伝えることができる。
(2) 本実施形態のロボット制御システムでは、送受信装置40(送受信手段)の無線通信可能範囲を無線操作可能領域とし、該無線操作可能領域内にロボットRが位置するように設けられ、ロボットRが安全柵50内により囲まれ、前記無線操作可能領域が、安全柵50内で囲まれた領域に含まれるようにしている。この結果、ロボット制御システムは、ロボットRが安全柵50により囲まれ、送受信装置40の無線操作可能領域が安全柵50内で囲まれた領域に含まれる場合に、有効に応用できる。
(3) 本実施形態では、教示操作装置10のCPU11(応答手段)は、安全通信の終了依頼指令を受信したときに該指令の応答として、「安全通信を終了して欲しい旨のメッセージ」と、「安全柵外への退避依頼メッセージ」とを、教示操作装置の表示装置17(表示手段)に表示するようにしている。この結果、該安全通信の終了依頼指令に基づく退避依頼メッセージにより、作業者を安全な安全柵外へ移動することを促すことができる。
(4) 本実施形態のロボット制御システムでは、教示操作装置10は、可聴域の音波を発生するブザーB(音波発生手段)とブザー鳴動指令(音波発生指示)を無線LANI/F15(無線通信手段)を介して出力する音波発生指示手段とを備える。そして、外部から受信したブザー鳴動指令(音波発生指示)によりブザーBを駆動して可聴域の音波を発生させる。この結果、ブザーBの可聴域の音波の発生により、放置された教示操作装置10の位置を、探している作業者に分からせることができる。
(5) 本実施形態のロボット制御システムは、教示操作装置10にはブザーB(音波発生手段)が可聴域の音波を発生している時間をカウントするCPU11(計時手段)を備える。又、教示操作装置10には、送受信装置40(送受信手段)と安全通信を確立した状態の下で、カウント値(計測された時間)が、閾値(所定時間)を越えた際には、ロボットRを非常停止する非常停止指令を無線LANI/F15(無線通信手段)を介して出力するCPU11(非常停止指令手段)を備える。さらに、ロボット制御装置20(可動機械の制御装置)は、送受信装置40(送受信手段)を介して非常停止指令を受信したとき、該非常停止指令に基づいてロボットR(可動機械)を非常停止する。この結果、ブザーBが、可聴域の音波を発生した後、閾値(所定時間)を経過した後は、ロボットRが自動的に非常停止する。このため、例えばロボットRの周囲を探す場合、ロボットRが非常停止しているため、作業者は放置された教示操作装置10を安全に探すことができる。
(6) 本実施形態のロボット制御システムでは、教示操作装置10(TP2)には、既に安全通信を確立している他の教示操作装置10(TP1)と送受信装置40(送受信手段)間で通信を行っている状態で、既に安全通信を確立している他の教示操作装置10(TP1)の電波強度をモニタするCPU11(モニタ手段)を備えている。この結果、既に安全通信を確立している他の教示操作装置10(TP1)の電波強度を、教示操作装置10(TP2)のCPU11(モニタ手段)にてモニタして、電波強度の強い方向を探せば、放置されるとともに既に安全通信を確立している他の教示操作装置10(TP1)を探し出すことができる。
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
前記実施形態では、可動機械制御システムをロボット制御システムに具体化したが、ロボット制御システムに限定されるものではなく、他の可動機械を制御するシステムであっても採用できることは勿論のことである。
前記実施形態では、可動機械制御システムをロボット制御システムに具体化したが、ロボット制御システムに限定されるものではなく、他の可動機械を制御するシステムであっても採用できることは勿論のことである。
前記実施形態の「3.安定通信を確立した教示操作装置10が放置されている場合」において、ブザー鳴動指令及び鳴動に関連したメッセージ表示指令の送付処理に関係する特定キーの操作に代えて、作業者M2はキーボード16にてブザー鳴動指令の送付処理の操作のみを行うようにしてもよい。この場合には、その特定キーの操作に基づいて予めTP2のROM12に格納されているブザー鳴動指令が読み出される。
前記実施形態では、音波発生手段をブザーBで構成したが、音波発生手段はブザーBに限定されるものではなく、例えば、合成音声生成回路とスピーカの組合せにしてもよい。この場合、放置された教示操作装置10の位置が分かる程度の音量及び内容で、合成音声をスピーカで発生させる。合成音声の内容は、例えば「放置された可搬式の教示操作装置はここです。」等の趣旨であればよい。
前記実施形態では、TP1のCPU11を計時手段としたが、TP1のCPU11がタイマーを備え、このタイマを計時手段としてもよい。
前記各実施形態では、LANボードとしてイーサーネットカード22を使用したが、イーサーネットカードに限定されるものではなく、他の規格のLANボードを使用してもよい。
前記各実施形態では、LANボードとしてイーサーネットカード22を使用したが、イーサーネットカードに限定されるものではなく、他の規格のLANボードを使用してもよい。
前記実施形態では、送受信装置40はロボットRの内部に設けられていても良く、外部に取付する形で設けられていても良いとしたが、必ずしも、ロボットRに付設することに限定されるものではなく、ロボットRに近傍に配置してもよい。
前記各実施形態では、充電機器60にターミナルの機能を持たせたが、充電機能を持たないターミナルに変更してもよい。
前記実施形態では、送受信装置40の無線通信可能範囲を無線操作可能領域とし、該無線操作可能領域内に前記ロボットRが位置するように設けられている。又、ロボットRが安全柵50により囲まれ、前記無線操作可能領域が、安全柵50で囲まれた領域に含まれるようにしている。このロボットRが安全柵50により囲まれることに代えて、ロボットRが床に線引きされた安全ラインで囲まれ、前記無線操作可能領域が、該安全ラインで囲まれた領域に含まれるようにしてもよい。
前記実施形態では、送受信装置40の無線通信可能範囲を無線操作可能領域とし、該無線操作可能領域内に前記ロボットRが位置するように設けられている。又、ロボットRが安全柵50により囲まれ、前記無線操作可能領域が、安全柵50で囲まれた領域に含まれるようにしている。このロボットRが安全柵50により囲まれることに代えて、ロボットRが床に線引きされた安全ラインで囲まれ、前記無線操作可能領域が、該安全ラインで囲まれた領域に含まれるようにしてもよい。
10…教示操作装置、11…CPU(指示手段、応答手段、音波発生指示手段、計時手段、非常停止指令手段、モニタ手段)、15…無線LANI/F(無線通信手段)、20…ロボット制御装置(可動機械制御装置)、40…送受信装置(送受信手段)、B…ブザー(音波発生手段)、R…ロボット(可動機械)。
Claims (6)
- 安全通信を確立した状態で教示データを無線送信するとともに、非安全通信で非教示データを無線送受信する無線通信手段を備えた可搬式の教示操作装置と、前記教示データ及び非教示データを無線送受信する送受信手段と、前記送受信手段が受信した教示データに基づいて可動機械を制御する制御装置を備えた可動機械の制御システムにおいて、
前記可搬式の教示操作装置は、前記送受信手段と既に安全通信を確立している他の可搬式の教示操作装置に対し、安全通信を終了して欲しい旨を通知するための終了依頼指令を出力する指示手段と、前記安全通信の終了依頼指令を受信したときに該指令に応答する応答手段と、を備え、
前記安全通信の終了依頼指令は非安全通信で非教示データとして送信されることを特徴とする可動機械の制御システム。 - 前記送受信手段の無線通信可能範囲を無線操作可能領域とし、該無線操作可能領域内に前記可動機械が位置するように設けられ、
前記可動機械が安全柵により囲まれ、前記無線操作可能領域が、前記安全柵で囲まれた領域に含まれることを特徴とする請求項1に記載の可動機械の制御システム。 - 前記応答手段は、前記安全通信の終了依頼指令を受信したときの該指令の応答として前記安全通信を終了して欲しい旨のメッセージと、既に安全通信を確立している教示操作装置を有する作業者に前記安全柵外への退避を依頼するメッセージとを教示操作装置の表示手段に表示することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の可動機械の制御システム。
- 前記教示操作装置は、可聴域の音波を発生する音波発生手段と音波発生指示を前記無線通信手段を介して出力する音波発生指示手段を備え、
外部から受信した音波発生指示により前記音波発生手段を駆動して可聴域の音波を発生させることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか1項に記載の可動機械の制御システム。 - 前記教示操作装置には、前記音波発生手段が可聴域の音波を発生している時間を計測する計時手段を備え、
前記教示操作装置には、前記送受信手段と安全通信を確立した状態の下で、前記計測された時間が、所定時間を越えた際には、前記可動機械を非常停止する非常停止指令を前記無線通信手段を介して出力する非常停止指令手段を備え、
前記制御装置は、前記送受信手段を介して前記非常停止指令を受信したとき、該非常停止指令に基づいて前記可動機械を非常停止することを特徴とする請求項4に記載の可動機械の制御システム。 - 前記教示操作装置には、既に安全通信を確立している他の教示操作装置と前記送受信手段との間で通信を行っている状態で、前記他の教示操作装置の電波強度をモニタするモニタ手段を備えていることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の可動機械の制御システム。
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CN108490845A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-09-04 | 大连金盛义电子科技有限公司 | 一种基于无线技术的移动通信控制系统 |
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2009
- 2009-03-17 JP JP2010510056A patent/JP5220849B2/ja active Active
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