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公開番号2024057965
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022164987
出願日2022-10-13
発明の名称ロボット制御システム
出願人株式会社デンソーウェーブ
代理人個人
主分類B25J 19/06 20060101AFI20240418BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】ロボットの安全性の向上とロボットの協調による生産性の向上とに貢献すること。
【解決手段】ロボットの制御装置には安全関連パラメータ群であるシーンが複数記憶されており、安全関連部の論理部ではそれらシーンの何れかを参照してロボットの動作判定を行う。この動作判定にて基準を外れた動きを特定した場合には、ロボットが強制的に停止される。制御プログラムに基づくロボットの駆動制御中に当該制御プログラムに含まれている「CHANGE SCENE」コマンドに達した場合には、ロボットの位置条件を含んだ切替条件が成立したことに基づいて参照対象となるシーンの切り替えを行う。2台のロボットを協調させてワークの姿勢を変更する場合には、リーダロボットの動作判定とフォロワロボットの動作判定とで異なる協調動作用シーンが参照される。
【選択図】図45
特許請求の範囲【請求項１】
動作中のロボットの力及び速さの少なくとも何れかに相関のある相関情報を含んだ安全関連データ及び予め記憶されている当該相関情報用の判定基準に基づいて前記ロボットの動きを判定する動作判定部を有し、その判定結果に応じて当該ロボットの動作又は停止を制御する安全関連部が設けられたロボット制御システムであって、
前記判定基準として使用する安全関連パラメータを有してなるシーンを複数記憶可能となっており、
前記動作判定部は、複数の前記シーンのうち参照対象として設定されているシーンの前記安全関連パラメータを使用して前記判定を行う構成となっており、
前記ロボットの制御モードとして、前記ロボット用の制御プログラムを構成している各動作命令に従って前記ロボットを動作させる場合に適用される自動運転モードが設けられており、
前記自動運転モード中は、前記制御プログラムに基づく前記ロボットの駆動制御中に当該制御プログラムに含まれている前記シーンの切替命令に達した場合に、所定の切替条件が成立したことに基づいて、前記参照対象として設定されているシーンを当該切替命令により指定されているシーンに切り替える構成となっており、
前記ロボットとして、第１ロボット及び第２ロボットを含み、
前記自動運転モードにおいては、前記第１ロボット及び前記第２ロボットを協調させて所定の作業を実行可能であり、
前記所定の作業における前記第１ロボット及び前記第２ロボットの動作には、前記第１ロボット及び前記第２ロボットを同期させる一方、前記第１ロボットの動作態様と前記第２ロボットの動作態様とを相違させるように設定された特別動作が含まれており、
前記シーンには、前記特別動作における前記第１ロボットの動作態様に対応する第１シーンと、少なくとも一部の前記安全関連パラメータが前記第１シーンとは異なり、前記特別動作における前記第２ロボットの動作態様に対応する第２シーンとが含まれており、
前記特別動作を実行する場合には、前記第１ロボットについては前記参照対象が前記第１シーンとなり、前記第２ロボットについては前記参照対象が前記第２シーンとなるロボット制御システム。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
動作中のロボットの力及び速さの少なくとも何れかに相関のある相関情報を含んだ安全関連データ及び予め記憶されている当該相関情報用の判定基準に基づいて前記ロボットの動きを判定する動作判定部を有し、その判定結果に応じて当該ロボットの動作又は停止を制御する安全関連部が設けられたロボット制御システムであって、
前記判定基準として使用する安全関連パラメータを有してなるシーンを複数記憶可能となっており、
前記動作判定部は、複数の前記シーンのうち参照対象として設定されているシーンの前記安全関連パラメータを使用して前記判定を行う構成となっており、
前記ロボットの制御モードとして、前記ロボット用の制御プログラムを構成している各動作命令に従って前記ロボットを動作させる場合に適用される自動運転モードが設けられており、
前記自動運転モード中は、前記制御プログラムに基づく前記ロボットの駆動制御中に当該制御プログラムに含まれている前記シーンの切替命令に達した場合に、前記ロボットについて位置を規定した位置条件を含む所定の切替条件が成立したことに基づいて、前記参照対象として設定されているシーンを当該切替命令により指定されているシーンに切り替える構成となっており、
前記ロボットとして、第１ロボット及び第２ロボットを含み、
前記自動運転モードにおいては、前記第１ロボット及び前記第２ロボットを協調させて所定の作業を実行可能であり、
前記所定の作業における前記第１ロボット及び前記第２ロボットの動作には、前記第１ロボット及び前記第２ロボットを同期させる一方、前記第１ロボットの動作態様と前記第２ロボットの動作態様とを相違させるように設定された特別動作が含まれており、
前記シーンには、前記特別動作における前記第１ロボットの動作態様に対応する第１シーンと、少なくとも一部の前記安全関連パラメータが前記第１シーンとは異なり、前記特別動作における前記第２ロボットの動作態様に対応する第２シーンとが含まれており、
前記特別動作を実行する場合には、前記第１ロボットについては前記参照対象が前記第１シーンとなり、前記第２ロボットについては前記参照対象が前記第２シーンとなるロボット制御システム。
【請求項３】
前記特別動作は、前記第１ロボットの手先と前記第２ロボットの手先とを所定位置を中心として所定方向に各々回動させる動作であり、
前記特別動作が実行される場合の前記所定位置から前記第１ロボットの手先までの距離と、前記所定位置から前記第２ロボットの手先までの距離とが異なっており、
前記特別動作においては、前記第１ロボットの手先の前記回動と前記第２ロボットの手先の前記回動とが同期する構成となっており、
前記第１ロボットに係る前記安全関連データは、当該第１ロボットの手先の移動速度に相関のある相関情報を含み、前記第２ロボットに係る前記安全関連データは、当該第２ロボットの手先の移動速度に相関のある相関情報を含み、
前記第１シーンを構成している前記安全関連パラメータのうち手先の移動速度に相関のある安全関連パラメータは前記第１ロボットの手先の移動速度に応じた設定となっており、前記第２シーンを構成している前記安全関連パラメータのうち手先の移動速度に相関のある安全関連パラメータは前記第２ロボットの手先の移動速度に応じた設定となっている請求項１又は請求項２に記載のロボット制御システム。
【請求項４】
前記特別動作は、前記第１ロボット及び前記第２ロボットの一方によって１のワークの一端部を保持し且つ前記第１ロボット及び前記第２ロボットの他方によって前記ワークの他端部を保持した状態のまま、前記一端部側を基端側として前記ワークを回動させることで当該ワークの姿勢を変更する動作であり、
前記第１シーン及び前記第２シーンの一方は、前記第１ロボット及び前記第２ロボットのうち前記特別動作に際して回動基端側に位置するロボットについて参照対象となるシーンであり、前記第１シーン及び前記第２シーンの他方は、前記第１ロボット及び前記第２ロボットのうち前記特別動作に際して回動先端側に位置するロボットについて参照対象となるシーンである請求項１又は請求項２に記載のロボット制御システム。
【請求項５】
前記特別動作は、第１特別動作であり、
前記所定の作業は、前記第１ロボットの動作態様と前記第２ロボットの動作態様とが同一となる第２特別動作を含み、
前記第２特別動作を実行する場合には、前記第１ロボットについて前記参照対象として設定されるシーンと、前記第２ロボットについて前記参照対象として設定されるシーンとが同じシーンとなる請求項１又は請求項２に記載のロボット制御システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット制御システムに関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
産業用ロボット等のロボットに適用されるロボット制御システムには、ロボットの安全機能を実現する安全関連部と、ロボットの駆動制御等を行う安全非関連部とを有しているものがある。安全関連部については、例えば人等の障害物が衝突した場合にロボットを強制停止させたり（例えば特許文献１参照）、駆動中のロボットの力（推力）や速さを監視して安全用の基準を外れるような動きとなった場合にロボットを強制的に停止させたりするものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第４２４０５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、ロボット技術の進歩により１のロボットが従事可能な作業の種類についても増加傾向にある。１のロボットを様々な作業に従事させる場合には、安全機能が画一的ではロボットの安全性の向上とロボットによる生産性（作業効率）の向上とを両立することが困難となり得る。このような事情に鑑みて、本件の発明者は、作業内容等に応じてロボットの安全機能を切り替える構成、例えば動作判定用の基準値を別の基準値に変える構成を考案した。このように、ロボットの安全性の向上及び生産性の向上を図る上で、安全機能に係る構成には未だ改善の余地がある。
【０００５】
また、１のロボットでは対応が不可又は困難な作業（例えば重量物や長尺物等の運搬・組み立て等）についても複数のロボットの動きを同期させる協調制御によって自動化を促進することができる。これは、更なる生産性の向上を実現する上で好ましい。ここで、複数のロボットの動きを同期させる場合であっても、ロボットの役割や配置等の違いによって各ロボットの動作態様が異なる可能性がある。動作態様が異なる場合に、上記安全機能によってロボットの動きが同じ基準（例えば基準値）で制限されることは、ロボットの同期を維持する上で妨げになり得る。つまり、複数のロボットによる協調と上記安全機能との融合させる上では、単体で動作するロボットに対して上記安全機能を適用した場合には生じない新たな課題が生じ得る。このように、上述した安全機能によってロボットの安全性の向上を図りつつロボットの協調によって生産性の向上を図る上では、ロボットの協調及び安全機能に係る構成には未だ改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記例示した課題等に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、ロボットの協調による生産性の向上を図りつつ協調時のロボットの安全性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段について記載する。
【０００８】
第１の手段．動作中のロボットの力及び速さの少なくとも何れかに相関のある相関情報を含んだ安全関連データ及び予め記憶されている当該相関情報用の判定基準に基づいて前記ロボットの動きを判定する動作判定部を有し、その判定結果に応じて当該ロボットの動作又は停止を制御する安全関連部が設けられたロボット制御システムであって、
前記判定基準として使用する安全関連パラメータを有してなるシーンを複数記憶可能となっており、
前記動作判定部は、複数の前記シーンのうち参照対象として設定されているシーンの前記安全関連パラメータを使用して前記判定を行う構成となっており、
前記ロボットの制御モードとして、前記ロボット用の制御プログラムを構成している各動作命令に従って前記ロボットを動作させる場合に適用される自動運転モードが設けられており、
前記自動運転モード中は、前記制御プログラムに基づく前記ロボットの駆動制御中に当該制御プログラムに含まれている前記シーンの切替命令に達した場合に、所定の切替条件が成立したことに基づいて、前記参照対象として設定されているシーンを当該切替命令により指定されているシーンに切り替える構成となっており、
前記ロボットとして、第１ロボット及び第２ロボットを含み、
前記自動運転モードにおいては、前記第１ロボット及び前記第２ロボットを協調させて所定の作業を実行可能であり、
前記所定の作業における前記第１ロボット及び前記第２ロボットの動作には、前記第１ロボット及び前記第２ロボットを同期させる一方、前記第１ロボットの動作態様と前記第２ロボットの動作態様とを相違させるように設定された特別動作が含まれており、
前記シーンには、前記特別動作における前記第１ロボットの動作態様に対応する第１シーンと、少なくとも一部の前記安全関連パラメータが前記第１シーンとは異なり、前記特別動作における前記第２ロボットの動作態様に対応する第２シーンとが含まれており、
前記特別動作を実行する場合には、前記第１ロボットについては前記参照対象が前記第１シーンとなり、前記第２ロボットについては前記参照対象が前記第２シーンとなる。
【０００９】
本手段１に示すように、ロボットの制御プログラムにシーンの切替命令を組み込んで、駆動制御中（自動運転中）にシーンを切替可能とすれば、周辺環境や作業内容等の各種状況に合わせて安全機能を適正に発揮させる構成の実現に寄与できる。これは、ロボットの安全性の向上とロボットによる生産性の向上とを両立させる上で好ましい。特に、制御プログラムにおける切替命令に達した場合に、所定の切替条件の成立を要件としてシーンの切り替えが実行される。つまり、所定の切替条件の成立を確認した上で、切替命令に応じてシーンが切り替わる構成となっている。これは、不適切な切り替えを抑制し、シーン切替の自動化や半自動化を促進する上で好ましい。
【００１０】
また、本手段１においては、第１ロボット及び第２ロボットの協調によって所定の作業を実行する構成であるため、１のロボットでは対応が困難な作業（例えば重量物や長尺物等の運搬・組み立て等）についても自動化を促進できる。これは、生産性の向上を図る上で好ましい。ここで、所定の作業における第１ロボット及び第２ロボットの動作には、両ロボットを同期させつつもそれらロボットの動作態様が異なる特別動作が含まれている。動作態様が異なる場合には、特別動作中に安全機能を適正に発揮させる上で好ましい判定基準（例えば基準値）が異なる可能性がある。この点、本手段１に示す構成では、特別動作に際して各ロボットについて参照対象となる自動運転用シーンが別々のシーン（第１シーン／第２シーン）となるようにして切り替わる。動作態様の異なる各ロボットについて別々のシーンが適用されることにより、協調によって生産性の向上を図りつつ、協調時においても各ロボットの安全機能を適正に発揮させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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