WO2022190421A1 - 複数の移動機構を制御するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

複数の移動機構を制御するシステムおよび方法における安全性および生産性を向上させる。統合制御装置（１００）は、指令（Ｃｓ１，Ｃｓ２）において指定される停止方法が特定停止方法である場合、複数の移動機構（２００＿１，２００＿２）の各々の停止プロファイルを生成する。複数の制御装置（２５０＿１，２５０＿２，３５０）の各々は、指令に対応する動作プロファイルを生成する。複数の制御装置（２５０＿１，２５０＿２，３５０）の各々は、停止プロファイルまたは動作プロファイルに基づいて指令（Ｃｓ１，Ｃｓ２）に対応する移動機構（２００＿１，２００＿２）を制御する。

Description

複数の移動機構を制御するシステムおよび方法

　本開示は、複数の移動機構を制御するシステムおよび方法に関する。

　従来、複数の移動機構（たとえばロボット）を制御する制御システムが知られている。たとえば、特開２０１６－１２４０７７号公報（特許文献１）には、マスターコントローラとスレーブコントローラとで構成され、操作スイッチを経由した安全入力信号が全てのコントローラに入力されるロボットシステムが開示されている。当該ロボットシステムによれば、安全入力信号に基づいて全てのコントローラが非常停止動作を行うため、個別の安全入力信号に基づいて各コントローラが個別に非常停止であるかを判断する構成に比べて、非常停止時の信頼性を向上させることができる。

特開２０１６－１２４０７７号公報

　非常停止を要する状況に応じて、複数の移動機構の各々に対する停止方法（たとえば、即時停止、減速停止、または同期停止）が異なり得る。移動機構が停止動作を開始してから移動機構が停止するまでの時間経過に応じた移動機構の動作（たとえば位置および速度）の変化を規定する停止プロファイルは、停止方法に応じて異なり得る。また、非常停止を要する状況によっては、停止する必要の無い移動機構も存在し得る。しかし、特許文献１に開示されているロボットシステムにおいては、移動機構の停止方法に応じた停止プロファイルの作成、および非常停止において停止する必要の無い移動機構の存在について考慮されていない。特許文献１に開示されているロボットシステムによると、全ての移動機構に対して同じ停止方法が行われるため、移動機構によっては不適切または不必要な停止方法が行われ得る。その結果、複数の移動機構を制御するシステムの安全性および生産性が低下し得る。

　本開示は上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の移動機構を制御するシステムおよび方法における安全性および生産性を向上させることである。

　本開示の一局面に係るシステムは、複数の制御装置と、統合制御装置とを備える。複数の制御装置は、複数の移動機構をそれぞれ制御する。統合制御装置は、複数の移動機構の各々に対する指令を、当該移動機構を制御する制御装置に出力する。統合制御装置は、指令において指定される停止方法が特定停止方法である場合、複数の移動機構の各々が停止方法を開始してから当該移動機構が停止するまでの時間経過に応じた当該移動機構の動作の変化を規定する停止プロファイルを生成する。複数の制御装置の各々は、指令に対応する動作の時間変化を規定する動作プロファイルを生成する。複数の制御装置の各々は、停止プロファイルまたは動作プロファイルに基づいて指令に対応する移動機構を制御する。

　この開示によれば、複数の移動機構に関する制御情報を有する統合制御装置が停止方法を含む指令を当該停止方法が行われる移動機構に出力するとともに、統合制御装置が特定停止方法に対応する停止プロファイルを生成するため、不必要な移動機構の停止を防止することができるとともに、少なくとも特定停止方法に基づく停止を要する移動機構を他の移動機構の動作に適合するように停止させることができる。その結果、不必要または不適切な移動機構の停止の発生頻度を低減することができるため、複数の移動機構を制御するシステムにおける安全性および生産性を向上させることができる。

　上記の開示において、統合制御装置は、指令において停止方法が指定される場合、停止プロファイルを生成してもよい。複数の制御装置の各々は、指令において停止方法が指定されている場合、動作プロファイルを生成しなくてもよい。

　この開示によれば、統合制御装置によって停止プロファイルが生成されるため、停止を要する移動機構を他の移動機構の動作に適合するように停止させることができる。その結果、複数の移動機構を制御するシステムにおける安全性および生産性をさらに向上させることができる。また、複数の制御装置の各々が停止プロファイルを生成する必要がないため、移動機構の停止動作における当該移動機構の制御装置の計算負荷を低減することができる。その結果、制御装置の処理効率を改善することができる。

　上述の開示において、統合制御装置は、停止方法が特定停止方法と異なる場合、停止プロファイルを生成しなくてもよい。複数の制御装置の各々は、指令において特定停止方法が指定されていない場合、指令に対応する動作プロファイルに基づいて指令に対応する移動機構を制御してもよい。

　この開示によれば、指令において指定された停止方法が特定停止方法と異なる場合、統合制御装置において停止プロファイルが生成されないため、特定停止方法以外の停止方法に基づく移動機構の停止動作における統合制御装置の計算負荷を低減することができる。その結果、統合制御装置の処理効率を改善することができる。

　上述の開示において、特定停止方法は、複数の移動機構が互いに協調して停止する停止方法を含む。

　この開示によれば、特定停止方法に基づく複数の移動機構の停止動作において、停止動作中の或る移動機構が他の移動機構の停止動作を妨げることを防止することができる。

　本開示の他の局面に係る方法は、複数の移動機構を制御する方法である。方法は、複数の移動機構の各々に対する指令において指定される停止方法が特定停止方法である場合、複数の移動機構の各々が停止方法を開始してから当該移動機構が停止するまでの時間経過に応じた当該移動機構の動作の変化を規定する停止プロファイルを生成するステップと、指令に対応する動作の時間変化を規定する動作プロファイルを生成するステップと、停止プロファイルまたは動作プロファイルに基づいて指令に対応する移動機構を制御するステップとを含む。

　この開示によれば、複数の移動機構に関する制御情報に基づいて指定された停止方法を含む指令が出力されるとともに、当該制御情報に基づいて特定停止方法に対応する停止プロファイルが生成される場合があるため、不必要な移動機構の停止を防止することができるとともに、少なくとも特定停止方法に基づく停止を要する移動機構を他の移動機構の動作に適合するように停止させることができる。その結果、不必要または不適切な移動機構の停止の発生頻度を低減することができるため、複数の移動機構を制御する方法における安全性および生産性を向上させることができる。

　本開示に係るシステムまたは方法によれば、安全性および生産性を向上させることができる。

実施の形態１に係る制御システムの構成および制御情報の流れを併せて示すブロック図である。 実施の形態１に係る制御システムの構成、および複数の移動機構に対する停止方法が行われる場合の制御情報の流れを併せて示すブロック図である。 図１および図２のロジック制御部から指令生成部に制御指示が出力される場合に、統合制御装置において行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１および図２の統合制御装置からの指令が制御装置の各々に受信された場合に、当該制御装置において行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１の制御システムのネットワーク構成例を示すブロック図である。 図１および図２の統合制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 図１および図２のロボット制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 図１および図２のサーボ制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 実施の形態２に係る制御システムにおいて、ロジック制御部から指令生成部に制御指示が出力された場合に、統合制御装置において行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る制御システムにおいて、統合制御装置からの指令がロボット制御装置の各々に受信された場合に、当該制御装置において行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。

　以下、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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。

　［実施の形態１］
　＜適用例＞
　図１は、実施の形態１に係る制御システム１の構成および制御情報の流れを併せて示すブロック図である。図１に示されるように、制御システム１は、統合制御装置１００と、ロボット制御装置２５０＿１と、ロボット制御装置２５０＿２と、サーボ制御装置３５０とを備える。

　統合制御装置１００は、フィールドネットワーク２０を介して、ロボット制御装置２５０＿１、ロボット制御装置２５０＿２、およびサーボ制御装置３５０に接続されている。統合制御装置１００は、ロボット制御装置２５０＿１、ロボット制御装置２５０＿２、およびサーボ制御装置３５０の各々に当該制御装置が接続された移動機構への指令を出力する。

　フィールドネットワーク２０は、定周期通信を行うバスまたはネットワークを採用することが好ましい。このような定周期通信を行うバスまたはネットワークとしては、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ（登録商標）、またはＣｏｍｐｏＮｅｔ（登録商標）などが知られている。データの到達時間が保証される点において、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）が好ましい。

　ロボット制御装置２５０＿１は、ロボット２００＿１（移動機構）に接続されている。ロボット制御装置２５０＿１は、統合制御装置１００からの指令に基づいて、ロボット２００＿１を制御する。

　ロボット制御装置２５０＿２は、ロボット２００＿２（移動機構）に接続されている。ロボット制御装置２５０＿２は、統合制御装置１００からの指令に基づいて、ロボット２００＿２を制御する。

　ロボット２００＿１，２００＿２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が用いられてもよい。さらに、ロボット２００＿１，２００＿２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が用いられてもよい。

　サーボ制御装置３５０は、少なくとも１つのサーボ３００（移動機構）に接続されている。サーボ制御装置３５０は、統合制御装置１００からの指令に基づいて、少なくとも１つのサーボ３００を制御する。

　統合制御装置１００は、ロジック制御部１１０と、指令生成部１２０と、通信部１３０と、プロファイル生成部１４０とを含む。ロジック制御部１１０は、サンプリングタイム毎に、通信部１３０を介して複数の移動機構からのモニタ情報Ｍｎ（たとえば複数の移動機構に設置されたセンサ（不図示）の測定値）を受ける。ロジック制御部１１０は、モニタ情報Ｍｎに基づいて、少なくとも１つの移動機構への制御指示Ｉｓを指令生成部１２０に出力する。制御指示Ｉｓには、当該少なくとも１つの移動機構の各々を制御する制御装置を特定する情報（たとえばフィールドネットワーク２０における当該制御装置のネットワークノード識別子）、および当該移動機構の動作に関する情報が含まれる。

　指令生成部１２０は、制御指示Ｉｓにおいて特定された少なくとも１つの移動機構の各々に対応する制御プログラムを解釈して当該移動機構への指令を生成し、当該指令を通信部１３０に出力する。図１においては、ロボットプログラムＰｒｂ１，Ｐｒｂ２、およびサーボプログラムＰｓｖがロボット２００＿１，２００＿２、およびサーボ３００にそれぞれ対応する制御プログラムである。ロボットプログラムＰｒｂ１，Ｐｒｂ２、およびサーボプログラムＰｓｖの各々は、たとえば、Ｖ＋言語などの制御用プログラミング言語、またはＧコードなどのＮＣ（Numerical　Control）制御に係るプログラミング言語を用いて記述されてもよい。

　通信部１３０は、ネットワーク構成情報セットＳｎを参照して、指令Ｃｍにおいて指定された移動機構を制御する制御装置に指令Ｃｍを送信する。ネットワーク構成情報セットＳｎには、フィールドネットワーク２０に接続された複数の移動機構の情報が含まれる。たとえば、ネットワーク構成情報セットＳｎには、或る移動機構のタイプ、当該移動機構を制御する制御装置のネットワークノード識別子、および当該タイプに固有の情報が含まれる。

　図１に示されるネットワーク構成情報セットＳｎの一例においては、複数の移動機構毎にセクションが設けられている。ロボット２００＿１のセクションにおいては、ロボット２００＿１のネットワーク構成情報として、ロボット２００＿１のタイプがロボット型であること、ロボット制御装置２５０＿１のネットワークノード識別子が１であること、軸数が４であること、およびその他の軸変数等が定められている。ロボット２００＿２のセクションにおいては、ロボット２００＿２のネットワーク構成情報として、たとえば、ロボット２００＿２のタイプがロボット型であること、ロボット制御装置２５０＿２のネットワークノード識別子が２であること、軸数が６であること、およびその他の軸変数等が定められている。サーボ３００のセクションにおいては、サーボ３００のネットワーク構成情報として、サーボ３００のタイプがサーボ型であること、サーボ制御装置３５０のネットワークノード識別子が３であること、およびサーボ変数等が定められている。

　ロボット制御装置２５０＿１は、ロボット２００＿１を制御する。ロボット制御装置２５０＿１は、通信部２５１と、指令生成部２５２と、プロファイル生成部２５３とを含む。通信部２５１は、サンプリングタイム毎にロボット２００＿１のモニタ情報を統合制御装置１００に送信するとともに、統合制御装置１００から指令を受けて、当該指令を指令生成部２５２に出力する。

　指令生成部２５２は、ロボット２００＿１に関するネットワーク構成情報Ｔｎ１を参照して、指令において指定されているネットワークノード識別子が１である場合、当該指令に対応する動作プロファイル（目標軌跡）の生成をプロファイル生成部２５３に指示する。ネットワーク構成情報Ｔｎ１は、ネットワーク構成情報セットＳｎのロボット２００＿１のセクションに含まれている。動作プロファイルにおいては、指令に対応する動作が開始してから当該動作が終了するまでの時間経過に応じたロボット２００＿１のＴＣＰ（Tool　Center　Point）の変化が規定される。たとえば、ロボット２００＿１の動作プロファイルには、典型的には、ロボット２００＿１の先端部（ＴＣＰ）の時間毎の位置（時間に対する位置の変化）、ロボット２００＿１の先端部の時間毎の速度（時間に対する速度の変化）、および／または、ロボット２００＿１の先端部の時間毎の加速度（時間に対する加速度の変化）などが含まれる。

　プロファイル生成部２５３は、ロボット２００＿１のキネマティクスに基づいて、動作プロファイルを生成する。プロファイル生成部２５３は、当該動作プロファイルに基づいて指令値（たとえば、ロボット２００＿１に含まれる複数の関節（ジョイント）の各々の位置）を算出し、当該指令値をロボット２００＿１に出力する。なお、ロボットの軸は、関節を構成することもあるので、以下の説明では、ロボットの「軸または関節」とも称す。すなわち、本明細書において、ロボットの「軸」との用語は、軸および関節を含む意味で用いられる。

　ロボット制御装置２５０＿２は、ロボット２００＿２を制御する。ロボット制御装置２５０＿２の構成は、ロボット制御装置２５０＿１のネットワーク構成情報Ｔｎ１がＴｎ２に置き換えられた構成である。これ以外のロボット制御装置２５０＿２の構成は、ロボット制御装置２５０＿１の構成と同様であるため、同様の構成についての説明を繰り返さない。

　サーボ制御装置３５０は、サーボ３００を制御する。サーボ制御装置３５０は、通信部３５１と、指令生成部３５２と、プロファイル生成部３５３とを含む。通信部３５１は、サンプリングタイム毎にサーボ３００のモニタ情報を統合制御装置１００に送信するとともに、統合制御装置１００から指令を受けて、指令を指令生成部３５２に出力する。

　指令生成部３５２は、サーボ３００に関するネットワーク構成情報Ｔｎ３を参照して、指令において指定されているネットワークノード識別子が３である場合、指令に対応する動作プロファイルの生成をプロファイル生成部３５３に指示する。ネットワーク構成情報Ｔｎ３は、ネットワーク構成情報セットＳｎのサーボ３００のセクションに含まれている。動作プロファイルにおいては、指令に対応する動作が開始してから当該動作が終了するまでの時間経過に応じたサーボ３００の動作の変化が規定される。たとえば、サーボ３００の動作プロファイルには、典型的には、サーボ３００の時間毎の角度（時間に対する回転角の変化）、サーボ３００の時間毎の角速度（時間に対する角速度の変化）、および／または、サーボ３００の時間毎の角加速度（時間に対する角加速度の変化）などが含まれる。

　プロファイル生成部３５３は、生成された動作プロファイルに基づいて指令値（たとえば、サーボ３００に含まれる複数のジョイントの各々の位置）を算出し、当該指令値をサーボ３００に出力する。

　なお、ネットワーク構成情報セットＳｎは、たとえば、制御システム１の初期化処理において設定されてもよい。また、複数の移動機構の各々が参照するネットワーク構成情報に含まれる情報は、ネットワーク構成情報セットＳｎに基づいて、指令Ｃｍとともに当該移動機構に送信されてもよい。

　複数の移動機構においてエラーが発生したことを示す情報がモニタ情報Ｍｎに含まれている場合、ロジック制御部１１０は、停止指示を指令生成部１２０に出力する。エラーが発生した状況に応じて、複数の移動機構の各々に対する停止方法が異なり得る。移動機構が停止動作を開始してから移動機構が停止するまでの時間経過に応じた移動機構の動作の変化を規定する停止プロファイルは、停止方法に応じて異なり得る。また、エラーが発生した状況によっては、停止する必要の無い移動機構も存在し得る。全ての移動機構に対して同じ停止方法が行われる場合、移動機構によっては不適切または不必要な停止方法が行われ得る。その結果、制御システム１の安全性および生産性が低下し得る。

　そこで、制御システム１においては、複数の移動機構２００＿１，２００＿２，３００に関する制御情報を有する統合制御装置１００がエラーの内容に応じた停止方法を含む指令を当該停止方法が行われる移動機構に出力するとともに、統合制御装置１００が当該停止方法に対応する停止プロファイルを生成する。制御システム１によれば、不必要な移動機構の停止を防止することができるとともに、停止を要する移動機構を他の移動機構の動作に適合するように停止させることができる。その結果、不必要または不適切な移動機構の停止の発生頻度を低減することができるため、制御システム１における安全性および生産性を向上させることができる。また、複数の制御装置の各々が停止プロファイルを生成する必要がないため、移動機構の停止動作における当該移動機構の制御装置の計算負荷を低減することができる。その結果、制御装置の処理効率を改善することができる。

　図２は、実施の形態１に係る制御システム１の構成、および複数の移動機構に対する停止方法が行われる場合の制御情報の流れを併せて示すブロック図である。図２に示されるように、ロジック制御部１１０は、停止指示Ｉｓｔを指令生成部１２０に出力する。停止指示Ｉｓｔにおいては、停止対象の移動機構および当該移動機構に対する停止方法が指定されている。図２の停止指示Ｉｓｔにおいては、ロボット２００＿１，２００＿２に対して同期停止が指示されているとする。停止指示Ｉｓｔにおいて、同期停止と異なる停止方法（たとえば即時停止、または減速停止）が指定されてもよい。なお、同期停止とは、複数の移動機構が互いに同期して停止する停止方法である。即時停止とは、或る移動機構ができるだけ短時間で停止する停止方法である。減速停止とは、移動機構の速度が単位時間当たり一定の値ずつ減少する停止方法である。

　指令生成部１２０は、停止方法定義セットＳｓｔを参照して、ロボット２００＿１，２２０＿２に対する指令Ｃｓ１，Ｃｓ２をそれぞれ生成する。指令生成部１２０は、指令Ｃｓ１，Ｃｓ２を通信部１３０およびプロファイル生成部１４０に出力する。

　停止方法定義セットＳｓｔには、停止指令の識別子、および複数の移動機構の各々において可能な少なくとも１つの停止方法の識別子が含まれる。図２に示される停止方法定義セットＳｓｔの一例においては、停止指令の識別子として１０が指定されているとともに、複数の移動機構毎にセクションが設けられている。ロボット２００＿１のセクションにおいては、減速停止，即時停止，同期停止の識別子１，２，３がそれぞれ指定されている。ロボット２００＿２のセクションにおいては、減速停止，同期停止の識別子１，２がそれぞれ指定されている。サーボ３００のセクションにおいては、減速停止，即時停止，同期停止の識別子１，２，３がそれぞれ指定されている。指令Ｃｓ１には、停止指令の識別子（１０）、およびロボット２００＿１の同期停止の識別子（３）が含まれる。指令Ｃｓ２には、停止指令の識別子（１０）、およびロボット２００＿２の同期停止の識別子（２）が含まれる。

　プロファイル生成部１４０は、ロボット２００＿１，２００＿２のキネマティクスに基づいて、指令Ｃｓ１，Ｃｓ２の各々に対応する停止プロファイルを生成する。プロファイル生成部１４０は、ロボット２００＿１の停止プロファイルに基づいて、ロボット２００＿１に対する指令値Ｐｓ１を算出し、指令値Ｐｓ１を通信部１３０に出力する。プロファイル生成部１４０は、ロボット２００＿２の停止プロファイルに基づいて、ロボット２００＿２に対する指令値Ｐｓ２を算出し、指令値Ｐｓ２を通信部１３０に出力する。

　通信部１３０は、ネットワーク構成情報セットＳｎを参照して、指令Ｃｓ１，Ｃｓ２の各々において指定された移動機構を制御する制御装置に当該停止指令および当該停止指令に対応する指令値を送信する。すなわち、図２において通信部１３０は、指令Ｃｓ１および指令値Ｐｓ１をロボット制御装置２５０＿１に送信し、指令Ｃｓ２および指令値Ｐｓ２をロボット制御装置２５０＿２に送信する。

　ロボット制御装置２５０＿１の指令生成部２５２は、停止方法定義Ｔｓ１を参照して、指令Ｃｓ１において停止方法が指定されている場合、停止プロファイルとしての動作プロファイルの生成をプロファイル生成部２５３に指示せずに、指令値Ｐｓ１をロボット２００＿１に出力する。停止方法定義Ｔｓ１は、停止方法定義セットＳｓｔのロボット２００＿１のセクションに含まれている。

　ロボット制御装置２５０＿２の指令生成部２５２は、停止方法定義Ｔｓ２を参照して、指令Ｃｓ２において停止方法が指定されている場合、停止プロファイルとしての動作プロファイルの生成をプロファイル生成部２５３に指示せずに、指令値Ｐｓ２をロボット２００＿２に出力する。停止方法定義Ｔｓ２は、停止方法定義セットＳｓｔのロボット２００＿２のセクションに含まれている。

　サーボ制御装置３５０の指令生成部３５２は、停止方法定義Ｔｓ３を参照して、統合制御装置１００からの指令において停止方法が指定されている場合、停止プロファイルとしての動作プロファイルの生成をプロファイル生成部３５３に指示せずに、当該指令とともに受信した指令値をサーボ３００に出力する。停止方法定義Ｔｓ３は、停止方法定義セットＳｓｔのサーボ３００のセクションに含まれている。

　なお、停止方法定義セットＳｓｔは、たとえば、制御システム１の初期化処理において設定されてもよい。また、複数の移動機構の各々が参照する停止方法定義に含まれる情報は、停止方法定義セットＳｓｔに基づいて、停止指令とともに当該移動機構に送信されてもよい。

　図３は、図１および図２のロジック制御部１１０から指令生成部１２０に制御指示が出力される場合に、統合制御装置１００において行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。図３に示される処理は、統合制御装置１００を統合的に制御する不図示のメインルーチンによって呼び出される。以下では、ステップを単にＳと記載する。

　図３に示されるように、指令生成部１２０は、Ｓ１１１においてロジック制御部１１０からの制御指示に対応する指令を生成し、処理をＳ１１２に進める。指令生成部１２０は、Ｓ１１２において、Ｓ１１１の指令を通信部１３０に出力し、処理Ｓ１１３に進める。指令生成部１２０は、Ｓ１１３において、Ｓ１１１の指令が停止指令であるか否かを判定する。当該指令が停止指令ではない場合（Ｓ１１３においてＮＯ）、指令生成部１２０は、動作プロファイルの生成をプロファイル生成部１４０に指示しない。通信部１３０は、Ｓ１１８において、指令生成部１２０からの指令を、当該指令に対応する移動機構の制御装置に出力し、処理をメインルーチンに返す。

　Ｓ１１１の指令が停止指令である場合（Ｓ１１３においてＹＥＳ）、指令生成部１２０は、停止プロファイルの生成をプロファイル生成部１４０に指示する。プロファイル生成部１４０は、Ｓ１１４において、停止プロファイルを生成し、処理をＳ１１５に進める。プロファイル生成部１４０は、Ｓ１１５おいて、Ｓ１１４の停止プロファイルに基づいて指令値を算出し、処理をＳ１１６に進める。プロファイル生成部１４０は、Ｓ１１６において、指令値を通信部１３０に出力する。通信部１３０は、Ｓ１１７において、指令生成部１２０からの停止指令およびプロファイル生成部１４０からの指令値を、当該停止指令に対応する移動機構の制御装置に出力し、処理をメインルーチンに返す。

　図４は、図１および図２の統合制御装置１００からの指令が制御装置２５０＿１，２５０＿２，３５０の各々に受信された場合に、当該制御装置において行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４に示される処理は、当該制御装置を統合的に制御する不図示のメインルーチンによって呼び出される。

　図４に示されるように、指令生成部２５２（３５２）は、Ｓ２１１において統合制御装置１００からの指令が停止指令であるか否かを判定する。当該指令が停止指令である場合（Ｓ２１１においてＹＥＳ）、指令生成部２５２（３５２）は、Ｓ２１２において、統合制御装置１００からの指令値を移動機構に出力し、処理をメインルーチンに返す。

　統合制御装置１００からの指令が停止指令ではない場合（Ｓ２１１においてＮＯ）、指令生成部２５２（３５２）は、動作プロファイルの作成をプロファイル生成部２５３（３５３）に指示する。プロファイル生成部２５３（３５３）は、Ｓ２１３において、統合制御装置１００からの指令に対応する動作プロファイルを生成し、処理をＳ２１４に進める。プロファイル生成部２５３（３５３）は、Ｓ２１４において、Ｓ２１３の動作プロファイルに基づいて指令値を算出し、処理をＳ２１５に進める。プロファイル生成部２５３（３５３）は、Ｓ２１５において、Ｓ２１４の指令値を移動機構に出力し、処理をメインルーチンに返す。

　＜制御システムのネットワーク構成例＞
　図５は、図１の制御システム１のネットワーク構成例を示すブロック図である。図５に示されるように、制御システム１は、フィールドネットワーク２０に加えて、上位ネットワーク１２およびサポート装置４００に接続されている。

　統合制御装置１００は、上位ネットワーク１２を介して、他の装置にも接続されている。上位ネットワーク１２は、ゲートウェイ７００を介して、外部ネットワークであるインターネットに接続されている。上位ネットワーク１２には、一般的なネットワークプロトコルであるイーサネット（登録商標）、あるいはＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）が採用されてもよい。より具体的には、上位ネットワーク１２には、少なくとも１つの表示装置５００および少なくとも１つのサーバ装置６００が接続されてもよい。

　表示装置５００は、ユーザからの操作を受けて、統合制御装置１００に対してユーザ操作に応じたコマンドなどを出力するとともに、統合制御装置１００での演算結果などをグラフィカルに表示する。

　サーバ装置６００としては、データベースシステム、または製造実行システム（ＭＥＳ：Manufacturing　Execution　System）などが想定される。製造実行システムは、制御対象の製造装置または設備からの情報を取得して、生産全体を監視および管理するものであり、オーダ情報、品質情報、あるいは出荷情報などを扱うこともできる。これらに限らず、情報系サービスを提供する装置を上位ネットワーク１２に接続するようにしてもよい。情報系サービスとしては、制御対象の製造装置または設備からの情報を取得して、マクロ的またはミクロ的な分析などを行う処理が想定される。たとえば、情報系サービスとしては、制御対象の製造装置または設備からの情報に含まれる何らかの特徴的な傾向を抽出するデータマイニング、あるいは制御対象の設備または機械からの情報に基づく機械学習を行うための機械学習ツールなどが想定される。

　統合制御装置１００は、サポート装置４００が接続可能に構成されている。サポート装置４００は、統合制御装置１００が移動機構を制御するために必要な準備を支援する装置である。具体的には、サポート装置４００は、統合制御装置１００で実行されるプログラムの開発環境（プログラム作成編集ツール、パーサ、およびコンパイラなど）、統合制御装置１００および統合制御装置１００に接続される各種デバイスの構成情報（コンフィギュレーション）を設定するための設定環境、生成したプログラムを統合制御装置１００へ出力する機能、および統合制御装置１００上で実行されるプログラムなどをオンラインで修正および変更を行う機能などを提供する。

　制御システム１においては、統合制御装置１００、サポート装置４００、および表示装置５００がそれぞれ別体として構成されているが、これらの機能の全部または一部を単一の装置に集約するような構成が採用されてもよい。

　統合制御装置１００は、一の生産現場のみで使用される場合に限らず、他の生産現場においても使用される。また、一の生産現場内においても複数の異なるラインで使用される場合もある。

　＜統合制御装置のハードウェア構成例＞
　図６は、図１および図２の統合制御装置１００のハードウェア構成例を示すブロック図である。図６に示されるように、統合制御装置１００は、プロセッサ１０２と、メインメモリ１０４と、ストレージ１６０と、メモリカードインターフェイス１６２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１７０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）および／または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１６０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、移動機構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）および／または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１６０は、たとえば、ＳＳＤ（Solid　State　Drive）および／または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１６０には、システムプログラムＰｓｃと、移動機構プログラムＰｍと、ネットワーク構成情報セットＳｎと、停止方法定義セットＳｓｔとが保存されている。システムプログラムＰｓｃは、統合制御装置１００を統合的に制御して、統合制御装置１００の各機能を実現するためのプログラムを含む。すなわち、システムプログラムＰｓｃを実行するプロセッサ１０２が、図１および図２のロジック制御部１１０、指令生成部１２０、通信部１３０、およびプロファイル生成部１４０に対応する。移動機構プログラムＰｍは、図１のロボットプログラムＰｒｂ１，Ｐｒｂ２，サーボプログラムＰｓｖを含む。

　メモリカードインターフェイス１６２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１６２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１２（たとえばローカルエリアネットワーク）を介して、上位ネットワーク１２に接続された任意の情報処理装置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＿１，２００＿２，サーボ３００等の任意のデバイスとの間でデータを遣り取りする。

　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、統合制御装置１００を構成する任意の機能ユニット１８０との間でデータを遣り取りする。機能ユニット１８０は、たとえば、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、ならびに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１７０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。ＵＳＢコントローラ１７０には、たとえばサポート装置４００が接続される。

　＜制御装置のハードウェア構成例＞
　図７は、図１および図２のロボット制御装置２５０＿１のハードウェア構成例を示すブロック図である。図７に示されるように、ロボット制御装置２５０＿１は、フィールドネットワークコントローラ２７０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２７０は、フィールドネットワーク２０を介して、主として、統合制御装置１００との間でデータを遣り取りする。

　制御処理回路２６０は、ロボット２００＿１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２６４と、ストレージ２６６と、インターフェイス回路２６８とを含む。

　プロセッサ２６２は、ロボット２００＿１を駆動するための制御演算を実行する。メインメモリ２６４は、たとえば、ＤＲＡＭおよび／またはＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ２６６は、たとえば、ＳＳＤおよび／またはＨＤＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。プロセッサ２６２は、ストレージ２６６に格納されたプログラムを読み出して、メインメモリ２６４に展開して実行することで、ロボット２００＿１に対する制御演算を実現する。

　ストレージ２６６には、ロボット制御プログラムＰｃｒと、ネットワーク構成情報Ｔｎ１と、停止方法定義Ｔｓ１とが保存されている。ロボット制御プログラムＰｃｒは、ロボット制御装置２５０＿１を統合的に制御して、ロボット制御装置２５０＿１の各機能を実現するためのプログラムを含む。すなわち、ロボット制御プログラムＰｃｒを実行するプロセッサ２６２が、図１および図２の通信部２５１、指令生成部２５２、およびプロファイル生成部２５３に対応する。

　インターフェイス回路２６８は、プロセッサ２６２から出力された指令値を、ロボット２００＿１に出力する。

　図１および図２のロボット制御装置２５０＿２のハードウェア構成例は、図７のネットワーク構成情報Ｔｎ１，停止方法定義Ｔｓ１が、ネットワーク構成情報Ｔｎ２，停止方法定義Ｔｓ２にそれぞれ置き換えられた構成である。ロボット制御装置２５０＿２のこれら以外のハードウェア構成例は、ロボット制御装置２５０＿１のハードウェア構成例と同様であるため、説明を繰り返さない。

　図８は、図１および図２のサーボ制御装置３５０のハードウェア構成例を示すブロック図である。図８に示されるように、サーボ制御装置３５０は、フィールドネットワークコントローラ３７０と、制御処理回路３６０とを含む。

　フィールドネットワークコントローラ３７０は、フィールドネットワーク２０を介して、主として、統合制御装置１００との間でデータを遣り取りする。

　制御処理回路３６０は、サーボ３００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３６０は、プロセッサ３６２と、メインメモリ３６４と、ストレージ３６６と、インターフェイス回路３６８とを含む。

　プロセッサ３６２は、サーボ３００を駆動するための制御演算を実行する。メインメモリ３６４は、たとえば、ＤＲＡＭおよび／またはＳＲＡＭなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ３６６は、たとえば、ＳＳＤおよび／またはＨＤＤなどの不揮発性記憶装置などで構成される。プロセッサ３６２は、ストレージ３６６に格納されたプログラムを読み出して、メインメモリ３６４に展開して実行することで、サーボ３００に対する制御演算を実現する。

　ストレージ３６６には、サーボ制御プログラムＰｃｓと、ネットワーク構成情報Ｔｎ３と、停止方法定義Ｔｓ３とが保存されている。サーボ制御プログラムＰｃｓは、サーボ制御装置３５０を統合的に制御して、サーボ制御装置３５０の各機能を実現するためのプログラムを含む。すなわち、サーボ制御プログラムＰｃｓを実行するプロセッサ３６２が、図１および図２の通信部３５１、指令生成部３５２、およびプロファイル生成部３５３に対応する。

　インターフェイス回路３６８は、プロセッサ３６２から出力された指令値を、サーボ３００に出力する。

　以上、実施の形態１に係るシステムおよび方法によれば、安全性および生産性を向上させることができる。

　［実施の形態２］
　実施の形態１においては、複数の移動機構の各々に対する指令が停止指令である場合に、統合制御装置が停止プロファイルを生成する構成について説明した。実施の形態２においては、統合制御装置が停止プロファイルを生成する場合が、複数の移動機構が互いに協調して停止する特定停止方法（たとえば同期停止）が停止指令において指定される場合に限定される構成について説明する。実施の形態２に係るシステムおよび方法によれば、特定停止方法に基づく複数の移動機構の停止動作において、停止動作中の或る移動機構が他の移動機構の停止動作を妨げることを防止することができる。また、実施の形態２に係るシステムおよび方法においては、特定停止方法と異なる停止方法が停止指令において指定される場合、通常の動作プロファイルと同様に、停止プロファイルは停止対象の移動機構の制御装置において生成される。実施の形態２に係るシステムおよび方法によれば、停止プロファイルを生成するために必要な計算負荷を複数の制御装置に分散することができるため、停止方法における統合制御装置の処理効率を実施の形態１よりも向上させることができる。

　実施の形態２に係る制御システムの構成は、実施の形態１の図３，図４に示される処理が以下で説明する図９，図１０に示される処理に置き換えられた構成である。実施の形態２に係る制御システムのこれら以外の構成は、実施の形態１に係る制御システムと同様であるため、同様の構成についての説明を繰り返さない。以下では、図１および図２に示される参照符号を用いて実施の形態２に係る制御システムの各構成要素を参照する。

　図９は、実施の形態２に係る制御システムにおいて、ロジック制御部１１０から指令生成部１２０に制御指示が出力された場合に、統合制御装置１００において行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。図９に示される処理は、図３に示されるＳ１１３とＳ１１４との間にＳ１２２が追加された処理である。

　図９に示されるように、指令生成部１２０は、実施の形態１と同様に、Ｓ１１１～Ｓ１１３を行って処理をＳ１２２に進める。指令生成部１２０は、Ｓ１２２において、停止指令が同期停止であるか否かを判定する。停止指令が同期停止である場合（Ｓ１２２においてＹＥＳ）、実施の形態１と同様にＳ１１４～Ｓ１１７が実行された後、処理がメインルーチンに返される。停止指令が同期停止と異なる場合（Ｓ１２２においてＮＯ）、停止プロファイルの生成がプロファイル生成部１４０に指示されずに、停止指令に対して実施の形態１と同様にＳ１１８が実行された後、処理がメインルーチンに返される。

　図１０は、実施の形態２に係る制御システムにおいて、統合制御装置１００からの指令が制御装置２５０＿１，２５０＿２，３５０の各々に受信された場合に、当該制御装置において行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１０に示される処理は、図４に示されるＳ２１１とＳ２１２との間にＳ２２２が追加された処理である。

　図１０に示されるように、指令生成部２５２（３５２）は、実施の形態１と同様にＳ２１１を実行した後、Ｓ２２２において停止方法が同期停止であるか否かを判定する。停止方法が同期停止である場合（Ｓ２１１においてＹＥＳ）、実施の形態１と同様にＳ２１２が実行されて処理がメインルーチンに返される。停止方法が同期停止と異なる場合（Ｓ２１１においてＮＯ）、Ｓ２１３において停止プロファイルである動作プロファイルが作成されてから実施の形態１と同様にＳ２１４，Ｓ２１５が実行された後、処理がメインルーチンに返される。

　以上、実施の形態２に係るシステムおよび方法によれば、安全性および生産性を向上させることができるとともに、停止方法における統合制御装置の処理効率を実施の形態１よりも向上させることができる。

　＜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］
　複数の移動機構（２００＿１，２００＿２，３００）をそれぞれ制御する複数の制御装置（２５０＿１，２５０＿２，３５０）と、
　前記複数の移動機構（２００＿１，２００＿２，３００）の各々に対する指令（Ｃｍ）を、当該移動機構を制御する制御装置に出力する統合制御装置（１００）とを備え、
　前記統合制御装置（１００）は、前記指令（Ｃｓ１，Ｃｓ２）において指定される停止方法が特定停止方法である場合、前記複数の移動機構（２００＿１，２００＿２，３００）の各々が前記停止方法を開始してから当該移動機構が停止するまでの時間経過に応じた当該移動機構の動作の変化を規定する停止プロファイルを生成し、
　前記複数の制御装置（２５０＿１，２５０＿２，３５０）の各々は、前記指令（Ｃｍ）に対応する前記動作の時間変化を規定する動作プロファイルを生成し、
　前記複数の制御装置（２５０＿１，２５０＿２，３５０）の各々は、前記停止プロファイルまたは前記動作プロファイルに基づいて前記指令（Ｃｍ，Ｃｓ１，Ｃｓ２）に対応する移動機構を制御する、システム。

　［構成２］
　前記統合制御装置（１００）は、前記指令（Ｃｓ１，Ｃｓ２）において前記停止方法が指定される場合、前記停止プロファイルを生成し、
　前記複数の制御装置（２５０＿１，２５０＿２，３５０）の各々は、前記指令（Ｃｓ１，Ｃｓ２）において前記停止方法が指定されている場合、前記動作プロファイルを生成しない、構成１に記載のシステム。

　［構成３］
　前記統合制御装置（１００）は、前記停止方法が前記特定停止方法と異なる場合、前記停止プロファイルを生成せず、
　前記複数の制御装置（２５０＿１，２５０＿２，３５０）の各々は、前記指令（Ｃｍ）において前記特定停止方法が指定されていない場合、前記指令（Ｃｍ）に対応する前記動作プロファイルに基づいて前記指令（Ｃｍ）に対応する移動機構を制御する、構成１に記載のシステム。

　［構成４］
　前記特定停止方法は、前記複数の移動機構（２００＿１，２００＿２，３００）が互いに協調して停止する停止方法を含む、構成１～３のいずれかに記載のシステム。

　［構成５］
　複数の移動機構（２００＿１，２００＿２，３００）を制御する方法であって、
　前記複数の移動機構（２００＿１，２００＿２，３００）の各々に対する指令（Ｃｓ１，Ｃｓ２）において指定される停止方法が特定停止方法である場合、前記複数の移動機構（２００＿１，２００＿２，３００）の各々が前記停止方法を開始してから当該移動機構が停止するまでの時間経過に応じた当該移動機構の動作の変化を規定する停止プロファイルを生成するステップ（Ｓ１１２，Ｓ１２２，Ｓ１１３）と、
　前記指令（Ｃｍ）に対応する前記動作の時間変化を規定する動作プロファイルを生成するステップと（Ｓ２１３）、
　前記停止プロファイルまたは前記動作プロファイルに基づいて前記指令（Ｃｍ，Ｃｓ１，Ｃｓ２）に対応する移動機構を制御するステップ（Ｓ２１２，Ｓ２１５）とを含む、方法。

　今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わされて実施されることも予定されている。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て請求の範囲によって示され、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　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、１００　統合制御装置、１０２，２６２，３６２　プロセッサ、１０４，２６４，３６４　メインメモリ、１０６　上位ネットワークコントローラ、１０８，２７０，３７０　フィールドネットワークコントローラ、１１０　ロジック制御部、１１４　メモリカード、１１６　ローカルバスコントローラ、１１８　プロセッサバス、１２０，２５２，３５２　指令生成部、１２２　ローカルバス、１３０，２５１，３５１　通信部、１４０，２５３，３５３　プロファイル生成部、１６０，２６６，３６６　ストレージ、１６２　メモリカードインターフェイス、１７０　ＵＳＢコントローラ、１８０　機能ユニット、２００＿１，２００＿２　ロボット、２５０＿１，２５０＿２　ロボット制御装置、２６０，３６０　制御処理回路、２６８，３６８　インターフェイス回路、３００　サーボ、３５０　サーボ制御装置、４００　サポート装置、５００　表示装置、６００　サーバ装置、７００　ゲートウェイ、Ｃｍ，Ｃｓ１，Ｃｓ２　指令、Ｉｓ　制御指示、Ｉｓｔ　停止指示、Ｍｎ　モニタ情報、Ｐｃｒ　ロボット制御プログラム、Ｐｃｓ　サーボ制御プログラム、Ｐｍ　移動機構プログラム、Ｐｒｂ１，Ｐｒｂ２　ロボットプログラム、Ｐｓ１，Ｐｓ２　指令値、Ｐｓｃ　システムプログラム、Ｐｓｖ　サーボプログラム、Ｓｎ　ネットワーク構成情報セット、Ｓｓｔ　停止方法定義セット、Ｔｎ１～Ｔｎ３　ネットワーク構成情報、Ｔｓ１～Ｔｓ３　停止方法定義。

Claims (5)

1. 　複数の移動機構をそれぞれ制御する複数の制御装置と、
   　前記複数の移動機構の各々に対する指令を、当該移動機構を制御する制御装置に出力する統合制御装置とを備え、
   　前記統合制御装置は、前記指令において指定される停止方法が特定停止方法である場合、前記複数の移動機構の各々が前記停止方法を開始してから当該移動機構が停止するまでの時間経過に応じた当該移動機構の動作の変化を規定する停止プロファイルを生成し、
   　前記複数の制御装置の各々は、前記指令に対応する前記動作の時間変化を規定する動作プロファイルを生成し、
   　前記複数の制御装置の各々は、前記停止プロファイルまたは前記動作プロファイルに基づいて前記指令に対応する移動機構を制御する、システム。
2. 　前記統合制御装置は、前記指令において前記停止方法が指定される場合、前記停止プロファイルを生成し、
   　前記複数の制御装置の各々は、前記指令において前記停止方法が指定されている場合、前記動作プロファイルを生成しない、請求項１に記載のシステム。
3. 　前記統合制御装置は、前記停止方法が前記特定停止方法と異なる場合、前記停止プロファイルを生成せず、
   　前記複数の制御装置の各々は、前記指令において前記特定停止方法が指定されていない場合、前記指令に対応する前記動作プロファイルに基づいて前記指令に対応する移動機構を制御する、請求項１に記載のシステム。
4. 　前記特定停止方法は、前記複数の移動機構が互いに協調して停止する停止方法を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載のシステム。
5. 　複数の移動機構を制御する方法であって、
   　前記複数の移動機構の各々に対する指令において指定される停止方法が特定停止方法である場合、前記複数の移動機構の各々が前記停止方法を開始してから当該移動機構が停止するまでの時間経過に応じた当該移動機構の動作の変化を規定する停止プロファイルを生成するステップと、
   　前記指令に対応する前記動作の時間変化を規定する動作プロファイルを生成するステップと、
   　前記停止プロファイルまたは前記動作プロファイルに基づいて前記指令に対応する移動機構を制御するステップとを含む、方法。

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