JP4247213B2 - 複数のロボット制御装置を備えるロボットシステム及びロボット制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、情報系ネットワーク及び制御系ネットワークの双方を含むロボットシステム及びそのロボットシステムに含まれるロボット制御装置に関する。

複数のロボットを制御して使用するロボットシステムにおいては、各ロボットを制御する制御装置がネットワーク回線を介して接続される。例えば特許文献１には、１つ以上のロボット制御装置と、ロボット通信回線を介してロボット制御装置に接続される管理サーバと、外部通信回線を介して管理サーバに接続される外部コンピュータとを有するロボット制御システムが開示されている。

特開２００４−３０６２００号公報

一般的なロボットシステムにおいては、ロボットシステムの制御系ネットワーク全体の状態を監視又は確認するためには、制御系ネットワークに接続されている全てのロボット制御装置の状態を１つずつ確認する必要がある。従って、例えばネットワーク障害が発生したときには、障害箇所を特定するために各々のロボットについて教示装置を操作して障害の有無を確認していく必要がある。このような作業は非常に時間がかかるとともに作業者の負担も大きい。

そこで本発明は、少なくとも１つの制御装置で同一ネットワーク上の全てのロボット制御装置の状態を確認できるロボットシステム及びそのロボットシステムに含まれる状態確認機能を備えたロボット制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数のロボットと、前記複数のロボットをそれぞれ制御する複数のロボット制御装置と、前記複数のロボットを制御するためのデータを送受信するための、前記複数のロボット制御装置が互いに接続される制御系ネットワークとを有するロボットシステムであって、前記ロボットシステムは、前記複数のロボット制御装置が互いに接続され、前記複数のロボット制御装置の各々の間で情報を送受信するための情報系ネットワークをさらに有し、前記複数のロボット制御装置の少なくとも１つは前記制御系ネットワークの状態確認機能を備え、該状態確認機能を備えたロボット制御装置は、前記情報系ネットワークを介して、他のロボット制御装置の各々に該他のロボット制御装置の各々からみた前記制御系ネットワークの状態を問合わせるとともに、前記他のロボット制御装置の各々から、該他のロボット制御装置の各々からみた前記制御系ネットワークの状態の情報を含む応答を受信する通信手段と、前記状態確認機能を備えたロボット制御装置からみた前記制御系ネットワークの状態をチェックするチェック手段と、前記他のロボット制御装置からの情報と前記チェック手段のチェック結果とを表示する表示手段と、を備えることを特徴とする、ロボットシステムを提供する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロボットシステムにおいて、前記制御系ネットワーク及び前記情報系ネットワークの双方に接続される前記制御系ネットワークのマスタをさらに有し、前記状態確認機能を備えたロボット制御装置の前記通信手段は、前記情報系ネットワークを介して前記マスタに該マスタからみた前記制御系ネットワークの状態を問合わせるとともに、前記マスタから前記制御系ネットワークの状態の情報を含む応答を受信し、前記状態確認機能を備えたロボット制御装置の前記表示手段は前記マスタからの情報も表示し、前記マスタから前記状態確認機能を備えたロボット制御装置への情報の受信周期が予め定めた時間より長くなったことを前記状態確認機能を備えたロボット制御装置が判定したときに、前記状態確認機能を備えたロボット制御装置は前記他のロボット制御装置に該他のロボット制御装置からみた前記制御系ネットワークの状態の問合わせを行う、ロボットシステムを提供する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のロボットシステムにおいて、前記制御系ネットワークを介して前記状態確認機能を備えたロボット制御装置に受信されるデータについてのデータ破損の回数が予め定めた上限値より多くなったことを前記状態確認機能を備えたロボット制御装置が判定したときに、前記状態確認機能を備えたロボット制御装置は前記他のロボット制御装置に該他のロボット制御装置からみた前記制御系ネットワークの状態を問合わせる、ロボットシステムを提供する。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のロボットシステムにおいて、前記状態確認機能を備えたロボット制御装置は、前記制御系ネットワークにおける複数のロボット制御装置の接続順序とネットワークアドレスとを関連付けて記憶する記憶手段と、前記制御系ネットワークに障害が生じたときに、前記情報系ネットワークを介して他のロボット制御装置から受信した情報と前記記憶手段に記憶されているネットワーク接続順序に関する情報とから前記障害が生じた部位を特定して、作業者に、前記障害の原因を除去する処置を促す通知手段と、をさらに有する、ロボットシステムを提供する。

請求項５に記載の発明は、複数のロボットと、前記複数のロボットをそれぞれ制御する複数のロボット制御装置と、前記複数のロボットを制御するためのデータを送受信するための、前記複数のロボット制御装置が互いに接続される制御系ネットワークと、前記複数のロボット制御装置が互いに接続される、前記複数のロボット制御装置の各々の間で情報を送受信するための情報系ネットワークとを有するロボットシステムにおいて使用される、前記制御系ネットワークの状態確認機能を備えたロボット制御装置であって、前記情報系ネットワークを介して、他のロボット制御装置の各々に該他のロボット制御装置の各々からみた前記制御系ネットワークの状態を問合わせるとともに、前記他のロボット制御装置の各々から、該他のロボット制御装置の各々からみた前記制御系ネットワークの状態の情報を含む応答を受信する通信手段と、前記状態確認機能を備えたロボット制御装置からみた前記制御系ネットワークの状態をチェックするチェック手段と、前記他のロボット制御装置からの情報と前記チェック手段のチェック結果とを表示する表示手段と、を備えることを特徴とする、ロボット制御装置を提供する。

本発明に係るロボットシステムによれば、制御系ネットワークとは別の情報系ネットワークを用いて各ロボット制御装置からみた制御系ネットワークの状態を調べることができ、かつその結果を一覧表示することができる。従って、作業者は障害の有無の確認及び障害部位の特定を容易に行うことができ、障害発生時の作業が大幅に削減される。

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係るロボットシステム１０の概略構成を示す。ロボットシステム１０は、所定の作業を行うように構成された複数台（図示例では４台）のロボット１、２、３及び４と、各ロボットを制御するロボット制御装置１１、１２、１３及び１４とを有する。また各制御装置には、作業者が各ロボットを操作するための教示操作盤２１、２２、２３及び２４がそれぞれ接続される。各教示操作盤はそれぞれ各ロボットの操作画面すなわち表示画面２１ａ、２２ａ、２３ａ及び２４ａを有するが、後述するように、状態確認機能を備えた制御装置の教示操作盤の表示画面は他のロボットの状態表示も行うことができる。

ロボット制御装置１１、１２、１３及び１４は、制御系ネットワーク３０を介して互いに接続され、さらに、情報系ネットワーク４０を介しても互いに接続される。ロボットシステム１０はさらに、制御系ネットワーク３０及び情報系ネットワーク４０の双方に接続される、ロボットシステム１０を統括するマスタすなわちＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）５０を有することが好ましい。

制御系ネットワーク３０は制御装置がロボットを制御するための入出力データ、信号等を送るためのものであり、情報系ネットワーク４０は後述するようにロボット間で情報を交換するためのものである。従って、少なくとも１つのロボット制御装置は、情報系ネットワーク４０を介して、他のロボット制御装置から、該他のロボット制御装置からみた制御系ネットワーク３０に関する情報を取得することができ、さらに教示操作盤にその取得した情報に基づく表示を行うことができる。

次に上述の構成を用いて表示可能な各ロボット及びネットワークの状態について説明する。ただし本実施形態においては、ロボット１の制御装置１１が制御系ネットワーク３０の状態を確認する機能すなわち状態確認機能を備えた制御装置であるとする。その場合、制御装置１１は、図２〜図６を参照して以下に説明するように、情報系ネットワーク４０を利用して、他の制御装置１２〜１４及びＰＬＣ５０に対し情報の送受信を行い、教示操作盤２１の操作画面２１ａ上に制御系及び情報系ネットワーク、並びに各ロボットの状態に関する種々の情報を表示することができる。

図２は、制御装置１１の教示操作盤２１の操作画面又は表示画面２１ａを示す図であって、制御系ネットワーク３０の診断設定画面の表示例を示す図である。同図に示すように、この画面では、制御系ネットワーク３０の情報の入手に関するオプションの各々を有効及び無効のいずれに設定する。上記オプションの具体例としては、作業者が望んだときに画面上の情報入手キーを押すと情報入手が行われる「マニュアル」、情報入手が予め設定された周期で自動的に行われる「周期的」、及び制御系ネットワーク３０にエラーが発生したとき又はデータに何らかの瑕疵が生じたデータ破損（フレーム破損ともいう）の回数が予め定めた上限値を超えたときに自動的に情報入手を行う「エラー発生」等が可能である。診断設定画面ではさらに、「周期的」が有効の場合の情報入手周期の設定入力、及び「エラー発生」が有効の場合のフレーム破損回数の上限値の設定入力を行うことができる。

次に図３は、制御系ネットワーク３０の構成設定画面の表示例を示す。ここでは制御系ネットワーク３０に接続されているロボット１〜４及びマスタ５０の情報系ネットワーク４０におけるＩＰアドレス及び接続順序（任意に設定可）を設定する。ここで接続確認キーを押すと、情報系ネットワーク４０の状態確認を行うことができる。すなわち、図３に示すように、情報系ネットワークにおける有効な接続が確認されたマスタ又はロボットには「○」又は「ＯＫ」等の表示がなされ、応答がなかったものには「×」又は「ＮＧ」等の表示がなされる。また同画面には、「ＰＬＣ マスタ」及び「ロボット１ 車体右前」等の、マスタ及び各ロボットの簡単な説明又はコメントを装置説明欄に入力することができる。説明欄に入力された説明又はコメントは、後述する制御系ネットワーク３０の状態表示画面にて使用される。

図４〜図６は、制御系ネットワーク３０の状態表示画面を示す。先ず図４は、ある時刻における制御系ネットワーク３０の状態の一覧表示画面の表示例である。情報系ネットワーク４０を介した制御装置１１からの問合せに対するロボット制御装置１２〜１４及びＰＬＣ５０の応答内容に基づいて、一覧表示画面にはＰＬＣ及び各ロボットの接続順序、制御系ネットワークにおけるアドレス、図３の画面において入力された説明又はコメント、さらにＰＬＣ及び各ロボットの状態（各制御装置又はＰＬＣからみた制御系ネットワークの異常の有無）等が表示される。また制御装置１１は、自らからみた制御系ネットワークの状態も当然チェックする。このチェック結果及び制御装置１２〜１４及びＰＬＣ５０からの応答内容に基づいて表示される制御系ネットワーク３０の状態の具体例としては、通信が正常に行われている「正常」、制御系ネットワーク３０に異常が発生している「異常」、情報系ネットワーク４０に異常が発生しているため応答がない「応答なし」（図３のロボット４の欄を参照）等が可能である。図４においてマスタの欄に表示されている「一部異常あり」については後述する。

また図４の最下段に示すように、一覧表示画面の適所に種々の操作キーを設けることができる。例えば「情報入手」キーを押すと、現時点の制御系ネットワークの状態が入手されて表示が更新される。図２の診断設定画面における「周期的」が有効の場合は、「更新中断」キーを押すことにより周期的な情報入手の中断が可能である。その場合「更新中断」キーの表示が「更新再開」キー（図示せず）に切り替わり、周期的な情報入手を再開するためにはその「更新再開」キーを押せばよい。また「保存」キーを押すと、現在表示されている内容がその時刻データとともに適当な記憶手段に記憶される。

マスタすなわちＰＬＣ５０においては、制御系ネットワーク３０に関して、一部のスレーブすなわちロボットとの間の通信は正常であるが、他のロボットとの間での通信に異常が発生しているという状態があり得る。このような場合に上述の「一部異常あり」が表示され、その詳細は、例えばカーソルをＰＬＣに合わせて図４の最下段の「詳細」を押すことにより知ることができる。その詳細画面の表示例を示す図が図５である。図４の一覧表示画面及び図５のような詳細表示画面から、異常が制御系ネットワークのどこで発生しているかをかなり正確に推測することができる。例えば、図４及び図５に示す例では、図１に示すようにＰＬＣ５０寄りに接続されているロボット１、２が正常でＰＬＣ５０から離れる側に接続されているロボット３、４に異常があることから、ロボット２とロボット３との間の制御系ネットワークケーブルに何らかの異常が生じていると推測される。またロボット４については、図４にて「応答なし」と表示されていることから、電源が落ちているか又はロボット４周りの情報系ネットワークにも異常が生じていることが推測される。

最後に図６に示すように、上述のような推測結果を、例えばポップアップウィンドウのような通知手段を用いて作業者に通知することができる。障害がある場合はさらに、障害を含むケーブルの交換等の障害の除去を作業者に促すことができる。従って作業者は、ネットワークに何らかの異常が生じたときに、ＰＬＣ及びロボット毎に異常の有無を調べることなく異常が生じた部位を特定することができ、故に正常状態への復帰に要する時間及び手間が大幅に削減される。

本発明に係るロボットシステムの構成例を示す図である。 制御装置の教示操作盤の表示画面を示す図であって、制御系ネットワークの診断設定画面の表示例を示す図である。 制御系ネットワークの構成設定画面の表示例を示す図である。 制御系ネットワークの状態を示す一覧表示画面の表示例を示す図である。 図４の表示画面の詳細表示画面の表示例を示す図である。 制御系ネットワークの状態の総合的な診断結果の表示例を示す図である。

符号の説明

１、２、３、４ ロボット
１０ ロボットシステム
１１、１２、１３、１４ 制御装置
２１、２２、２３、２４ 教示操作盤
３０ 制御系ネットワーク
４０ 情報系ネットワーク
５０ ＰＬＣ

Claims (5)

1. 複数のロボットと、前記複数のロボットをそれぞれ制御する複数のロボット制御装置と、前記複数のロボットを制御するためのデータを送受信するための、前記複数のロボット制御装置が互いに接続される制御系ネットワークとを有するロボットシステムであって、
   前記ロボットシステムは、前記複数のロボット制御装置が互いに接続され、前記複数のロボット制御装置の各々の間で情報を送受信するための、前記制御系ネットワークとは別の情報系ネットワークをさらに有し、
   前記複数のロボット制御装置の少なくとも１つは前記制御系ネットワークの状態確認機能を備え、該状態確認機能を備えたロボット制御装置は、
   前記情報系ネットワークを介して、他のロボット制御装置の各々に該他のロボット制御装置の各々からみた前記制御系ネットワークの状態を問合わせるとともに、前記他のロボット制御装置の各々から、該他のロボット制御装置の各々からみた前記制御系ネットワークの状態の情報を含む応答を受信する通信手段と、
   前記状態確認機能を備えたロボット制御装置からみた前記制御系ネットワークの状態をチェックするチェック手段と、
   前記他のロボット制御装置からの情報と前記チェック手段のチェック結果とを表示する表示手段と、を備えることを特徴とする、
   ロボットシステム。
2. 前記制御系ネットワーク及び前記情報系ネットワークの双方に接続される前記制御系ネットワークのマスタをさらに有し、前記状態確認機能を備えたロボット制御装置の前記通信手段は、前記情報系ネットワークを介して前記マスタに該マスタからみた前記制御系ネットワークの状態を問合わせるとともに、前記マスタから前記制御系ネットワークの状態の情報を含む応答を受信し、前記状態確認機能を備えたロボット制御装置の前記表示手段は前記マスタからの情報も表示し、
   前記マスタから前記状態確認機能を備えたロボット制御装置への情報の受信周期が予め定めた時間より長くなったことを前記状態確認機能を備えたロボット制御装置が判定したときに、前記状態確認機能を備えたロボット制御装置は前記他のロボット制御装置に該他のロボット制御装置からみた前記制御系ネットワークの状態の問合わせを行う、請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記制御系ネットワークを介して前記状態確認機能を備えたロボット制御装置に受信されるデータについてのデータ破損の回数が予め定めた上限値より多くなったことを前記状態確認機能を備えたロボット制御装置が判定したときに、前記状態確認機能を備えたロボット制御装置は前記他のロボット制御装置に該他のロボット制御装置からみた前記制御系ネットワークの状態を問合わせる、請求項１又は２に記載のロボットシステム。
4. 前記状態確認機能を備えたロボット制御装置は、
   前記制御系ネットワークにおける複数のロボット制御装置の接続順序とネットワークアドレスとを関連付けて記憶する記憶手段と、
   前記制御系ネットワークに障害が生じたときに、前記情報系ネットワークを介して他のロボット制御装置から受信した情報と前記記憶手段に記憶されているネットワーク接続順序に関する情報とから前記障害が生じた部位を特定して、作業者に、前記障害の原因を除去する処置を促す通知手段と、をさらに有する、請求項１〜３のいずか１項に記載のロボットシステム。
5. 複数のロボットと、前記複数のロボットをそれぞれ制御する複数のロボット制御装置と、前記複数のロボットを制御するためのデータを送受信するための、前記複数のロボット制御装置が互いに接続される制御系ネットワークと、前記複数のロボット制御装置が互いに接続される、前記複数のロボット制御装置の各々の間で情報を送受信するための、前記制御系ネットワークとは別の情報系ネットワークとを有するロボットシステムにおいて使用される、前記制御系ネットワークの状態確認機能を備えたロボット制御装置であって、
   前記情報系ネットワークを介して、他のロボット制御装置の各々に該他のロボット制御装置の各々からみた前記制御系ネットワークの状態を問合わせるとともに、前記他のロボット制御装置の各々から、該他のロボット制御装置の各々からみた前記制御系ネットワークの状態の情報を含む応答を受信する通信手段と、
   前記状態確認機能を備えたロボット制御装置からみた前記制御系ネットワークの状態をチェックするチェック手段と、
   前記他のロボット制御装置からの情報と前記チェック手段のチェック結果とを表示する表示手段と、を備えることを特徴とする、
   ロボット制御装置。

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