JP7464366B2 - ロボット制御装置 - Google Patents
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Description
<一実施形態>
図1は、一実施形態に係るロボットシステム1のブロック図である。図1に示すように、ロボットシステム1は、例えば、同じ工場にn個のロボット制御装置10(1)-10(n)、教示操作盤20(1)-20(n)、及びロボット30(1)-30(n)を有する。なお、nは2以上の整数である。
以下、ロボット制御装置10(1)-10(n)のそれぞれを個々に区別する必要がない場合、これらをまとめて「ロボット制御装置10」ともいう。また、教示操作盤20(1)-20(n)のそれぞれを個々に区別する必要がない場合、これらをまとめて「教示操作盤20」ともいう。また、ロボット30(1)-30(n)のそれぞれを個々に区別する必要がない場合、これらをまとめて「ロボット30」ともいう。
また、ロボット制御装置10(i)とロボット30(i)の手先に搭載されたデバイスとを有線で接続することは、接続ケーブルの引き回しが発生するため、有線による通信が実質困難となる。そこで、教示操作盤20(i)とロボット30(i)とは、後述するように、教示操作盤20(i)に接続された無線デバイス25(i)とロボット30(i)の手先に搭載された無線デバイス35(i)とにより無線で互いに接続される。
また、ロボット制御装置10(1)-10(n)は、有線でLAN(Local Area Network)等のネットワーク50に接続され、ネットワーク50を介して相互に接続されていてもよい。この場合、ロボット制御装置10(1)-10(n)は、かかる接続によって相互に通信を行うための図示しない通信部を備えてもよい。
なお、ロボット制御装置10(i)とロボット30(i)は、図示しない接続インタフェースを介して互いに直接接続されたが、ネットワーク50を介して接続されていてもよい。この場合、ロボット制御装置10(i)、及びロボット30(i)は、かかる接続によって相互に通信を行うための図示しない通信部を備えてもよい。
ロボット制御装置10(i)は、制御指令に対するロボット30(i)の動作状態のデータを、後述するように、教示操作盤20(i)の無線デバイス25(i)とロボット30(i)の手先に搭載された無線デバイス35(i)との間の無線通信を介して教示操作盤20(i)から取得する。
また、ロボット制御装置10(i)は、後述するように、教示操作盤20(i)の無線デバイス25(i)を介して、制御対象でない他のロボット30(k)の手先に搭載された無線デバイス35(k)から他のロボット30(k)の動作状態のデータを受信してもよい。なお、kは、iと異なる1からnの整数である。この場合、ロボット制御装置10(i)は、受信した他のロボット30(k)の動作状態のデータを、ネットワーク50を介して他のロボット制御装置10(k)に転送する。換言すれば、ロボット制御装置10(i)は、他のロボット制御装置10(k)により受信されたロボット30(i)の動作状態のデータを、ネットワーク50を介して他のロボット制御装置10(k)から取得する。
これにより、ロボット制御装置10(i)は、教示操作盤20(i)とロボット30(i)の手先に搭載された無線デバイス35(i)との間に壁やワーク等の遮蔽物がある場合や、ロボット30(i)の姿勢によりロボット30(i)自体が遮蔽物となる場合でも、他のロボット制御装置10(k)が前記遮蔽物を回避できる位置にある場合、他のロボット30(k)から状態のよい信号を受信することができる。
また、教示操作盤20(i)には、ロボット30(i)の手先に搭載された無線デバイス35(i)との間で無線通信する第1受信手段としての無線デバイス25(i)が接続される。無線デバイス25(i)は、無線デバイス35(i)から直接受信した信号(以下、「直接受信信号」ともいう)を復調し、復調した直接受信信号をロボット制御装置10(i)に出力する。また、無線デバイス25(i)は、他のロボット30(k)の無線デバイス35(k)からの動作状態のデータの信号も直接受信信号として受信する。そして、無線デバイス25(i)は、受信した他のロボット30(k)のデータの直接受信信号も復調し、ロボット制御装置10(i)に出力する。
なお、無線デバイス25(i)は、USB(Universal Serial Bus)デバイスのように着脱可能に教示操作盤20(i)に配置されてもよい。
また、ロボット30(i)のアームやハンド等の可動部には、教示操作盤20(i)の無線デバイス25(i)との間で無線通信する無線デバイス35(i)が搭載される。無線デバイス35(i)は、ロボット30(i)の動作状態のデータの信号を変調して搬送波に乗せて送信する。なお、無線デバイス35(i)は取り外し可能なものでもよい。
図2は、信号に含まれる動作状態のデータ一例を示す図である。図2に示すように、動作状態のデータには、例えば、このデータがデータの送信開始(例えば「0」等の初期値)から何番目のものかを示すシーケンス番号、及び「1」で送信完了を示す送信フラグが含まれる。また、データには、ロボット30(i)の位置データであるX軸座標(X)、Y軸座標(Y)、Z軸座標(Z)が含まれる。また、データには、ロボット30(i)の姿勢データであるX軸周りの回転角(W)、Y軸周りの回転角(P)、Z軸周りの回転角(R)、及びその他の姿勢データであるconfigrationが含まれる。
なお、無線デバイス35(i)が送信する信号には、上述のデータ以外にも、加速度等のデータが含まれてもよい。
次に、ロボット制御装置10(i)が備える機能ブロックについて説明をする。
図3に示すように、ロボット制御装置10(i)は、制御部100を有する。さらに、制御部100は、転送手段110、ネットワーク受信手段120、及び信号処理手段130を有する。
CPUはロボット制御装置10(i)を全体的に制御するプロセッサである。CPUは、ROMに格納されたシステムプログラム及びアプリケーションプログラムを、バスを介して読み出し、前記システムプログラム及びアプリケーションプログラムに従ってロボット制御装置10(i)全体を制御する。これにより、図3に示すように、制御部100が、転送手段110、ネットワーク受信手段120、及び信号処理手段130の機能を実現するように構成される。RAMには一時的な計算データや表示データ等の各種データが格納される。CMOSメモリは図示しないバッテリでバックアップされ、ロボット制御装置10(i)の電源がオフされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。
具体的には、転送手段110は、例えば、無線デバイス25(i)が受信した直接受信信号の送信先アドレスがロボット制御装置10(i)であるか否かを判定する。転送手段110は、送信先アドレスがロボット制御装置10(i)でない場合、直接受信信号に含まれる他のロボット30(k)のデータを、ネットワーク50を介して送信先アドレスが示す他のロボット制御装置10(k)に転送する。
具体的には、ネットワーク受信手段120は、例えば、他のロボット制御装置10(k)により転送された信号のうち、ロボット制御装置10(i)が送信先アドレスとなっている信号(以下、「転送受信信号」ともいう)を受信する。ネットワーク受信手段120は、受信した転送受信信号を信号処理手段130に出力する。
具体的には、信号処理手段130は、例えば、最新の直接受信信号におけるロボット30(i)の動作状態のデータが、直近の受信信号の動作状態のデータと比較して予め設定された許容変動値を超えた外れ値を取るか否かを判定する。例えば、信号処理手段130は、最新の直接受信信号におけるロボット30(i)のデータの値が許容変動値以下の場合、遮蔽物による直接受信信号の劣化がないと判定し、直接受信信号のロボット30(i)の動作状態のデータを利用することを決定する。
この場合、信号処理手段130は、最新の転送受信信号におけるロボット30(i)の動作状態のデータが、直近の受信信号の動作状態のデータと比較して許容変動値を超えた外れ値を取るか否かを判定する。信号処理手段130は、最新の転送受信信号におけるロボット30(i)の動作状態のデータが許容変動値以下で外れ値を取らない場合、最新の転送受信信号のロボット30(i)のデータを利用することを決定する。一方、信号処理手段130は、最新の転送受信信号におけるロボット30(i)の動作状態のデータが許容変動値を超えた外れ値を取る場合、前記転送受信信号のデータを使用しないことを決定する。
次に、本実施形態に係るロボット制御装置10(i)の信号処理に係る動作について説明する。
図4は、ロボット制御装置10(i)の信号処理について説明するフローチャートである。ここで示すフローは、直接受信信号が受信される毎に繰り返し実行される。
これにより、ロボット制御装置10は、教示操作盤20とロボット30との間に遮蔽物がある場合や、ロボット30の姿勢によってロボット30自体が無線デバイス35の遮蔽物となる場合でも、ロボット30からデータを確実に受信することができる。
上述の実施形態では、無線デバイス25は、教示操作盤20に接続されたが、これに限定されず、ロボット制御装置10に含まれてもよい。
また例えば、上述の実施形態では、信号処理手段130は、最新の直接受信信号又は転送受信信号におけるロボット30の動作状態のデータが、直近の受信信号の動作状態のデータと比較して予め設定された許容変動値を超えた外れ値を取るか否かを判定したが、これに限定されない。例えば、信号処理手段130は、最新の直接受信信号又は転送受信信号が示すシーケンス番号が、直近の受信信号のシーケンス番号に連続する値か否かを判定してもよい。これにより、信号処理手段130は、遮蔽物による信号の劣化の有無を判定するとともに、どのシーケンス番号のロボット30の動作状態のデータが欠損したかを検知することができる。
また例えば、上述の実施形態では、ロボット制御装置10は、他の全てのロボット制御装置10から転送受信信号を受信したが、これに限定されない。例えば、ロボット制御装置10(1)-10(n)は、2以上の複数のグループに分けられてもよい。ロボット制御装置10は、同じグループの他のロボット制御装置10からのみ転送受信信号を受信してもよい。
そうすることで、ロボット制御装置10の処理を軽減することができる。なお、グループ分けは、所定の距離の範囲や、ロボット30が行う作業内容等に応じて決められてもよい。
このロボット制御装置10によれば、遮蔽物がある場合でもロボット30からデータを確実に受信することができる。
そうすることで、無線デバイス25を任意の位置に配置することができる。
そうすることで、他のロボット制御装置10が遮蔽物を回避できる位置にある場合、状態のよい信号を受信することができる。
そうすることで、状態のよい信号を選択することによりロボット30からデータを確実に受信することができる。
そうすることで、各他のロボット制御装置10において受信された信号に対する劣化を低減することができる。
10(1)-10(n) ロボット制御装置
110 転送手段
120 ネットワーク受信手段
130 信号処理手段
20(1)-20(n) 教示操作盤
25(1)-25(n) 無線デバイス
30(1)-30(n) ロボット
35(1)-35(n) 無線デバイス
Claims (4)
- 制御対象のロボットに搭載された無線デバイスにより送信される前記ロボットの動作状態のデータを含む信号を受信するロボット制御装置であって、
前記無線デバイスからの前記データを含む信号を受信する第1受信手段と、
前記第1受信手段で受信された前記信号が制御対象でない他のロボットからの信号の場合、前記他のロボットを制御する他のロボット制御装置に転送する転送手段と、
前記他のロボット制御装置から転送された信号を受信する第2受信手段と、
前記第1受信手段により受信された信号が予め設定された許容変動値を超えた外れ値を取るか否かを判定し、前記第1受信手段により受信された信号が前記外れ値を取ると判定された場合に前記第2受信手段により受信された信号が前記外れ値を取るか否かを判定する信号処理手段と、
を備える、ロボット制御装置。 - 教示操作盤を備え、
前記第1受信手段は、前記教示操作盤に着脱可能に接続される、請求項1に記載のロボット制御装置。 - 前記転送手段は、前記第1受信手段により受信された前記他のロボットの動作状態のデータを含む信号を、有線を介して前記他のロボットを制御する他のロボット制御装置に転送する、請求項1又は請求項2に記載のロボット制御装置。
- 前記信号処理手段は、前記第2受信手段により複数の前記他のロボット制御装置から信号が受信された場合、複数の前記他のロボット制御装置から受信された信号に対して平均化処理を行う、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のロボット制御装置。
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