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公開番号2024057966
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022164988
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。
【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コンテナやワークを直線移動させるようにして搬送している場合には、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同じ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、
前記自動運転モードとして、複数の前記ロボットを協調させて所定の作業を実行させる第１モードと、それら複数のロボットを協調させることなくロボット毎に個別の作業を実行させる第２モードとが設けられており、
前記制御モードが前記第２モードとなって前記個別の作業を実行する場合には、前記複数のロボットについて前記参照対象となる前記シーンが個々のロボットの動きに対応した個別のシーンとなるようにして各々切り替わり、前記制御モードが前記第１モードとなって前記所定の作業を実行する場合には、前記複数のロボットについて前記参照対象となる前記シーンが同じシーンとなるようにして切り替わ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】
前記所定の作業においては、前記複数のロボットの各手先が、互いの距離を一定にしながら所定方向に所定距離だけ移動する請求項１に記載のロボット制御システム。
【請求項３】
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、
前記自動運転モードとして、複数の前記ロボットを協調させて所定の作業を実行させる第１モードと、それら複数のロボットを協調させることなくロボット毎に個別の作業を実行させる第２モードとが設けられており、
前記所定の作業における前記複数のロボットの動作には、それらロボットが同期し、各ロボットの手先の移動態様が同一となる特別動作が含まれており、
前記制御モードが前記第２モードとなって前記個別の作業を実行する場合には、前記複数のロボットについて前記参照対象となる前記シーンが個々のロボットの動きに対応した個別のシーンとなるようにして各々切り替わり、前記制御モードが前記第１モードとなって前記所定の作業の前記特別動作を実行する場合には、前記複数のロボットについて前記参照対象となる前記シーンが同じシーンとなるようにして切り替わるロボット制御システム。
【請求項４】
前記所定の作業は、前記特別動作として、第１特別動作と当該第１特別動作の次に実行される第２特別動作とを含み、
前記シーンとして、第１シーンと第２シーンとを含み、
前記第１特別動作に際して、前記複数のロボットについて前記参照対象となる前記シーンが前記第１シーンとなるように切り替え、前記第２特別動作に際して、前記複数のロボットについて前記参照対象となる前記シーンが前記第２シーンとなるように切り替える請求項３に記載のロボット制御システム。
【請求項５】
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、
前記自動運転モードとして、複数の前記ロボットを協調させて所定の作業を実行させる第１モードと、それら複数のロボットを協調させることなくロボット毎に個別の作業を実行させる第２モードとが設けられており、
前記シーンには、前記制御モードが前記第２モードとなっている場合に前記参照対象となるシーンと、前記制御モードが前記第１モードとなっている場合に前記参照対象となるシーンとが含まれている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 3,200 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際には、上記安全機能によってロボットの動きが異なる基準（例えば基準値）で制限されることで以下のような弊害が生じ得る。例えば、一方のロボットに他方のロボットを同期追従させようとした場合に、一方のロボットに係る安全用の基準（例えば速度制限）と、他方のロボットに係る安全用の基準（例えば速度制限）とが異なることで同期追従が困難になるといった事象が発生し得る。このように、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、
前記自動運転モードとして、複数の前記ロボットを協調させて所定の作業を実行させる第１モードと、それら複数のロボットを協調させることなくロボット毎に個別の作業を実行させる第２モードとが設けられており、
前記制御モードが前記第２モードとなって前記個別の作業を実行する場合には、前記複数のロボットについて前記参照対象となる前記シーンが個々のロボットの動きに対応した個別のシーンとなるようにして各々切り替わり、前記制御モードが前記第１モードとなって前記所定の作業を実行する場合には、前記複数のロボットについて前記参照対象となる前記シーンが同じシーンとなるようにして切り替わる。
【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、協調時に同期中の何れかのロボットに係る上記安全機能が働いて同ロボットが減速／停止した場合には、当該同期が崩れる可能性がある。例えば、１のワークを複数のロボットで把持した状態でそれらロボットの手先の距離を一定に保ちながら同じ速度且つ同じ方向へ手先が移動するように各ロボットを駆動させることで当該ワークを平行移動させることができるものの、その最中に同期が崩れることはワークの把持位置がずれたりワークが脱落したりする要因になると懸念される。より具体的には、各ロボットが同じ速さで動作している状況下にて、一方のロボットの速さのみが判定基準（速さの上限）を超えた場合には、上記不都合が発生し得る。このような事象が発生することは、協調によって生産性の向上を図る上で妨げになり得る。一方、同期の際に安全機能を一時的にオフにすれば、安全機能が生産性の向上を図る上で妨げになることを回避できるものの、自動運転時の安全性を向上させる上では不利となる。この点、本手段１に示す構成では、ロボットを個別モードで運転させる場合には各ロボットの動きに応じて個別のシーンが参照され、ロボットを協調モードで運転させて所定の作業を実行する場合には、各ロボットについて同一のシーンが参照される。このような構成とすることは、上述した平行移動等の際に、一方のロボットに安全機能が働いてロボット間の同期が崩れるといった事象の発生機会を減らし、協調時であっても安全機能を適正に発揮させる上で好ましい。以上の理由から、本手段１に示す構成によれば、複数のロボットの協調による生産性の向上と、それらロボットの安全性の向上とに寄与できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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