特開 2023-175302 ロボット制御システム、及びロボット制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023175302

(43)【公開日】2023-12-12

(54)【発明の名称】ロボット制御システム、及びロボット制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/00 20060101AFI20231205BHJP

【ＦＩ】

B25J13/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022087681

(22)【出願日】2022-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】501428545

【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】若山 利宏

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707BS10

3C707CS08

3C707HS27

3C707LV15

3C707LW03

3C707MS27

3C707NS02

3C707WA16

(57)【要約】

【課題】簡単な構成でかつ安全に逆送り動作を行う。
【解決手段】ロボット制御システムは、ロボットの動作の制限値を含むシーン情報と、ロボットの動作内容及びシーン情報の切り替えを指示する順送り動作プログラムと、を記憶する記憶装置と、順送り動作処理を実行可能な順送り動作処理部と、順送り動作プログラムを遡って実行することでロボットを逆送り動作させる逆送り動作処理を実行可能な逆送り動作処理部と、シーン情報切り替えコマンドに対して順送りシーン情報と逆送りシーン情報とを予め設定するコマンド設定処理を実行可能なコマンド設定処理部と、を備える。順送り動作処理は、シーン情報切り替えコマンドを実行した場合に順送りシーン情報に含まれている制限値内でロボットを動作させる処理を含む。逆送り動作処理は、シーン情報切り替えコマンドが実行された場合に逆送りシーン情報に含まれている制限値内でロボットを動作させる処理を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットの作業場面に応じて予め設定される情報であって前記ロボットの動作に関する制限値を含んだシーン情報と、前記ロボットの動作内容及び前記シーン情報の切り替えを指示する順送り動作プログラムと、を記憶する記憶装置と、
前記順送り動作プログラムを順次実行することで前記ロボットを順送り動作させる順送り動作処理を実行可能な順送り動作処理部と、
前記順送り動作プログラムを遡って実行することで前記ロボットを逆送りで動作させる逆送り動作処理を実行可能な逆送り動作処理部と、
前記順送り動作プログラムに含まれるコマンドであって指定された前記シーン情報に切り替えるためのシーン情報切り替えコマンドに対して、前記順送り動作処理で用いる前記シーン情報である順送りシーン情報と、前記逆送り動作処理で用いる前記シーン情報である逆送りシーン情報とを、前記順送り動作処理及び前記逆送り動作処理に先立って予め設定するコマンド設定処理を実行可能なコマンド設定処理部と、
を備え、
前記順送り動作処理は、前記シーン情報切り替えコマンドを実行した場合に前記順送りシーン情報に含まれている制限値内で前記ロボットを動作させる処理を含み、
前記逆送り動作処理は、前記シーン情報切り替えコマンドが実行された場合に前記逆送りシーン情報に含まれている制限値内で前記ロボットを動作させる処理を含んでいる、
ロボット制御システム。

【請求項2】

前記コマンド設定処理は、ユーザから入力された設定に基づいて前記順送りシーン情報と前記逆送りシーン情報とを個別に設定する処理を含む、
請求項１に記載のロボット制御システム。

【請求項3】

前記コマンド設定処理は、ユーザから入力された設定に基づいて前記順送りシーン情報を設定するとともに、前記順送り動作プログラムにおいて前記順送りシーン情報が切り替えられる１つ前の前記順送りシーン情報を前記逆送りシーン情報に設定する処理を含む、
請求項１に記載のロボット制御システム。

【請求項4】

ロボットの作業場面に応じて予め設定される情報であって前記ロボットの動作に関する制限値を含んだシーン情報と、前記ロボットの動作内容及び前記シーン情報の切り替えを指示する順送り動作プログラムと、を記憶する記憶装置、を備えたコンピュータに、
前記順送り動作プログラムを順次実行することで前記ロボットを順送り動作させる順送り動作処理と、
前記順送り動作プログラムを遡って実行することで前記ロボットを逆送りで動作させる逆送り動作処理と、
前記順送り動作プログラムに含まれるコマンドであって指定された前記シーン情報に切り替えるためのシーン情報切り替えコマンドに対して、前記順送り動作処理で用いる前記シーン情報である順送りシーン情報と、前記逆送り動作処理で用いる前記シーン情報である逆送りシーン情報とを、前記順送り動作処理及び前記逆送り動作処理に先立って予め設定するコマンド設定処理と、
を実行させることができ
前記順送り動作処理は、前記シーン情報切り替えコマンドを実行した場合に前記順送りシーン情報に含まれている制限値内で前記ロボットを動作させる処理を含み、
前記逆送り動作処理は、前記シーン情報切り替えコマンドが実行された場合に前記逆送りシーン情報に含まれている制限値内で前記ロボットを動作させる処理を含んでいる、
ロボット制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、ロボット制御システム、及びロボット制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

人や設備等と協働して所定の作業を行う産業用のロボットにおいては、例えばロボットの動作を教示している最中等に、ロボットの動作を停止させ、その後、過去のある時点の位置や姿勢にロボットを戻す必要が生じる場合がある。ここで、ロボットの動作を停止させた時点までにロボットが人や設備等と接触していなければ、これまで動作した軌跡は、ロボットと人や設備等とが接触しないことが担保されるといえる。このため、過去のある時点の位置や姿勢にロボットを戻す場合、これまで動作した軌跡を逆に辿る、すなわち逆送りで動作させることで、人や設備等との接触を回避できて安全を担保することができる。

【0003】

従来、ロボットの位置や姿勢を戻す方法として、ロボットの位置や姿勢のログを記憶し、そのログを逆に辿って戻すことが考えられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－２０１００９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、特に人との協働を前提としたロボットの場合、ロボットが人に接触した場合における人の安全を担保するため、ロボットと人とが接触する可能性が高い場合等においては、ロボットの動作速度を制限する必要がある。そして、このような事情は、上述した逆送りの動作でも同様である。この場合、例えばセンサを用いてロボットの周囲に存在する人等を検知することで、周囲の状況に応じてロボットの動作速度の上限値を変更したり、停止させたりすることも考えられる。しかしながら、センサ等を用いると部品コスト、部品点数、組み立て工数等が増大し、ロボットのコストアップにつながる。

【0006】

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成でかつ安全に逆送り動作を行うことができるロボット制御システム、及びロボット制御プログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態によるロボット制御システムは、ロボットの作業場面に応じて予め設定される情報であって前記ロボットの動作に関する制限値を含んだシーン情報と、前記ロボットの動作内容及び前記シーン情報の切り替えを指示する順送り動作プログラムと、を記憶する記憶装置と、前記順送り動作プログラムを順次実行することで前記ロボットを順送り動作させる順送り動作処理を実行可能な順送り動作処理部と、前記順送り動作プログラムを遡って実行することで前記ロボットを逆送りで動作させる逆送り動作処理を実行可能な逆送り動作処理部と、前記順送り動作プログラムに含まれるコマンドであって指定された前記シーン情報に切り替えるためのシーン情報切り替えコマンドに対して、前記順送り動作処理で用いる前記シーン情報である順送りシーン情報と、前記逆送り動作処理で用いる前記シーン情報である逆送りシーン情報とを、前記順送り動作処理及び前記逆送り動作処理に先立って予め設定するコマンド設定処理を実行可能なコマンド設定処理部と、を備える。前記順送り動作処理は、前記シーン情報切り替えコマンドを実行した場合に前記順送りシーン情報に含まれている制限値内で前記ロボットを動作させる処理を含んでいる。前記逆送り動作処理は、前記シーン情報切り替えコマンドが実行された場合に前記逆送りシーン情報に含まれている制限値内で前記ロボットを動作させる処理を含んでいる。

【0008】

また、実施形態によるロボット制御プログラムは、ロボットの作業場面に応じて予め設定される情報であって前記ロボットの動作に関する制限値を含んだシーン情報と、前記ロボットの動作内容及び前記シーン情報の切り替えを指示する順送り動作プログラムと、を記憶する記憶装置、を備えたコンピュータに、前記順送り動作プログラムを順次実行することで前記ロボットを順送り動作させる順送り動作処理と、前記順送り動作プログラムを遡って実行することで前記ロボットを逆送りで動作させる逆送り動作処理と、前記順送り動作プログラムに含まれるコマンドであって指定された前記シーン情報に切り替えるためのシーン情報切り替えコマンドに対して、前記順送り動作処理で用いる前記シーン情報である順送りシーン情報と、前記逆送り動作処理で用いる前記シーン情報である逆送りシーン情報とを、前記順送り動作処理及び前記逆送り動作処理に先立って予め設定するコマンド設定処理と、を実行させることができる。前記順送り動作処理は、前記シーン情報切り替えコマンドを実行した場合に前記順送りシーン情報に含まれている制限値内で前記ロボットを動作させる処理を含んでいる。前記逆送り動作処理は、前記シーン情報切り替えコマンドが実行された場合に前記逆送りシーン情報に含まれている制限値内で前記ロボットを動作させる処理を含んでいる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態によるロボット制御システムの電気的構成の一例を示すブロック図

【図2】一実施形態によるロボット制御システムを工場に適用した一例を概念的に示す図

【図3】一実施形態によるロボット制御システムの操作対象となるロボットの一例を概念的に示す図

【図4】一実施形態によるロボット制御システムで設定されるシーン情報の一例を示す図

【図5】一実施形態によるロボット制御システムにおいて順送り動作プログラムで設定される対象エリアとシーン情報との対応関係の一例を示す図

【図6】一実施形態によるロボット制御システムについて、順送り動作処理部で実行される順送り動作処理の制御内容の一例について示す第１の図

【図7】一実施形態によるロボット制御システムについて、順送り動作処理部で実行される順送り動作処理の制御内容の一例について示す第２の図

【図8】一実施形態によるロボット制御システムについて、順送り動作プログラムのプログラムコードの一例を示す図

【図9】一実施形態によるロボット制御システムについて、コマンド設定処理で設定された順送りシーン情報及び逆送りシーン情報の一例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すロボットシステム１００は、ロボット１０、端末装置２０、及びロボット制御システム３０を備えている。ロボット１０は、ロボット制御システム３０の制御対象であり、例えば図２に示すように、工場８０等で用いられる産業用ロボットで構成することができる。

【0011】

図２は、例えば前工程から受け取ったワーク９０を荷積みして後工程に受け渡す場面において、ロボット１０の利用を想定したものである。工場８０には、例えばコンベア８１、排出台８２、荷積み台８３、及び安全柵８４が設置されている。コンベア８１は、前工程からワーク９０を運搬し排出台８２に排出する機能を有する。荷積み台８３は、後工程へ受け渡すワーク９０を荷積みいわゆるパレタイジングするための台である。安全柵８４は、例えば人等の侵入を抑制するための柵である。

【0012】

この場合、安全柵８４の内側は、ロボット１０と人との協働を前提としない領域に設定することができる。この構成において、ロボット１０は、コンベア８１から排出台８２に排出されたワーク９０を取得し、他の設備９４等を避けて荷積み台８３まで運搬した後、荷積み台８３に荷積みする動作を実行可能である。なお、図２には３台のロボット１０が描かれているが、これは工場８０で３台のロボット１０が利用されていることを示すのではなく、１台のロボット１０について３つの異なる場面を同時に描いたものである。

【0013】

図２に示す工場８０の場合、例えばピッキングエリアＥ１、通路エリアＥ２、及び荷積みエリアＥ３が設定されている。ロボット１０は、ピッキングエリアＥ１、通路エリアＥ２、及び荷積みエリアＥ３の領域内を移動し、予め定められた作業を行う。この場合、ピッキングエリアＥ１、通路エリアＥ２、及び荷積みエリアＥ３を合わせた領域が、ロボット１０の作業領域となる。

【0014】

ピッキングエリアＥ１は、例えばロボット１０が排出台８２からワーク９０を取り出してロボット１０に移載する作業いわゆるピッキング作業を行う領域である。本実施形態の場合、ピッキング作業は、ロボット１０と協働作業者９５すなわち人とが協働して行う作業に設定されている。このため、ピッキングエリアＥ１は、協働作業者９５との協働を前提とした協働領域に設定される。この場合、ピッキングエリアＥ１は、ロボット１０と人とが接触する可能性が高い領域となる。

【0015】

通路エリアＥ２は、例えばロボット１０がワーク９０を荷積み台８３まで運搬する際にロボット１０が通行する領域である。本実施形態の場合、ワーク９０の運搬作業は、人との協働を前提としない作業に設定されている。このため、通路エリアＥ２は、人との協働を前提としない非協働領域に設定される。しかしながら、通路エリアＥ２は、人の通行も許されている領域である。このため、通路エリアＥ２は、ロボット１０と人とが接触する可能性があるものの、その可能性はピッキングエリアＥ１よりも低い領域となる。

【0016】

そして、荷積みエリアＥ３は、例えばロボット１０がワーク９０を荷積み台８３にパレタイジングする作業すなわち荷積み作業を行う領域である。本実施形態の場合、荷積み作業は、ロボット１０と人との協働を前提としない作業に設定されている。このため、荷積みエリアＥ３は、人との協働を前提としない非協働領域に設定される。そして、荷積みエリアＥ３は、安全柵８４によって人等の侵入が防がれた領域である。このため、荷積みエリアＥ３は、ロボット１０と人とが接触する可能性がほとんどない領域となる。

【0017】

ロボット１０は、例えば図３に示すように、ロボットアーム１１と搬送台車１２とを有している。ロボットアーム１１は、例えば水平多関節型のロボットアームやパラレルリンク型のロボットアーム、直交型のロボットアーム等で構成することができ、所定の作業を行うことができる。ロボットアーム１１の種類やロボットアーム１１の先端に取り付けられるツール１１１は、ロボット１０が行う作業内容に応じて適宜設定される。

【0018】

搬送台車１２は、ロボットアーム１１を搭載しており、ロボットアーム１１や作業対象となるワーク等を搬送する機能を有する。搬送台車１２は、例えばAGV(Automated Guided Vehicle)いわゆる無人搬送車で構成することができる。搬送台車１２は、例えばタイヤ１２１を駆動するための図示しないモータを有しており、例えば予め定められた経路を自律的に移動する構成とすることができる。搬送台車１２は、例えば走行が予定されている領域内に磁気テープ等のガイドを設置し、そのガイドに沿って走行するようにしても良いし、走行予定の領域内の２次元又は３次元の地図データを生成し、その地図データに従って走行する構成でも良い。

【0019】

図１に示す端末装置２０は、ユーザが制御装置３１に対してロボット１０の設定等を入力するための操作端末である。端末装置２０は、表示部２１及び入力部２２を有しており、ロボット制御システム３０と通信可能に構成されている。表示部２１は、文字や画像等の表示が可能なユーザインタフェースであり、例えば液晶ディスプレイ等で構成することができる。入力部２２は、ユーザからの操作入力を受けるユーザインタフェースであり、例えばマウスやキーボード若しくはタッチパネル等で構成することができる。端末装置２０は、例えばパソコンやスマートフォン、タブレット等の汎用品や、いわゆるティーチングペンダント等の専用品で構成することができる。ユーザは、端末装置２０を介して、ロボット１０の制御プログラムを制御装置３１に記憶させたり、制御装置３１に記憶されているプログラムを更新したりすることができる。

【0020】

ロボット制御システム３０は、ロボット１０の動作を制御する機能を有する。また、ロボット制御システム３０は、ユーザがロボット１０の教示すなわちティーチングを行う際に、ロボット１０の設定やプログラムの作成に関してユーザの支援を行う機能を有する。ロボット制御システム３０は、いわゆるロボットコントローラ等の専用品で構成することもできるし、例えば市販のパソコンやスマートフォン若しくはタブレット等の汎用品にコンピュータプログラムをインストールすることで実現することもできる。また、ロボット制御システム３０は、上述した専用品と汎用品との組み合わせで構成することもできる。

【0021】

ロボット制御システム３０は、制御装置３１、駆動制御部３２、補助記憶装置３３、順送り動作処理部３４、逆送り動作処理部３５、及びコマンド設定処理部３６を備えている。制御装置３１は、ＣＰＵ３１１及び主記憶装置３１２を有している。ＣＰＵ３１１は、ロボット制御システム３０における各処理を実行する。主記憶装置３１２は、ＲＡＭ等の一時的な記憶媒体であって、各処理に必要な情報を一時的に記憶する。

【0022】

駆動制御部３２は、例えばインバータ回路を含んで構成されており、ロボットアーム１１の各軸のモータや搬送台車１２のモータに対する電流を制御することで、ロボットアーム１１及び搬送台車１２の動作を制御することができる。また、駆動制御部３２は、例えばロボットアーム１１の各軸のモータや搬送台車１２のモータに対応して設けられたエンコーダ等を含んで構成されており、ロボットアーム１１の姿勢や動作速度、及び搬送台車１２の移動速度や現在位置を検出することができる。制御装置３１は、駆動制御部３２で検出したロボットアーム１１の姿勢や搬送台車１２の速度及び現在位置に基づいて例えばフィードバック制御によりそれぞれのモータを駆動することができる。

【0023】

なお、ロボット制御システム３０のうち少なくとも駆動制御部３２はロボット１０に搭載されている。一方で、ロボット制御システム３０のうち、駆動制御部３２以外の構成については、ロボット１０に搭載した構成としても良いし、駆動制御部３２と通信可能に構成されてロボット１０とは離れた位置に設けられた構成としても良い。

【0024】

補助記憶装置３３は、有形かつ非一時的なコンピュータ可読媒体で構成される。補助記憶装置３３の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。補助記憶装置３３は、シーン情報４２、順送り動作プログラム４１、及びロボット制御プログラム４３を記憶している。

【0025】

シーン情報４２は、ロボット１０の作業場面に応じて予め設定される情報であってロボット１０の動作に関する制限値を含んだ情報である。シーン情報４２は、例えばユーザによって任意に設定可能な情報とすることができる。本実施形態の場合、ユーザは、例えば端末装置２０を介して、シーン情報４２の追加、削除、及び内容の編集を行うことができる。シーン情報４２は、例えば図４に示すように、少なくとも識別値と制限値とを有している。なお、図４の例において、シーン１、シーン２、シーン３・・・で示す各行が、それぞれ１つのシーン情報４２を構成する。識別値は、各シーン情報を識別するためのもので各シーン情報に固有の値である。識別値は、例えば重複しない数値で構成されたシーン番号とすることができる。

【0026】

制限値は、ロボット１０の動作を制限するための情報、すなわちロボット１０の動作の安全に関するパラメータである。ロボットアーム１１に関する制限値としては、例えばロボットアーム１１の力、動作速度、及び動作範囲等を設定することができる。搬送台車１２に関する制限値としては、例えば搬送台車１２の移動速度を設定することができる。ロボット制御システム３０は、指定されたシーン情報４２に含まれる制限値の範囲内でロボット１０の動作を制御する。

【0027】

また、シーン情報４２は、備考情報を含んで構成することができる。備考情報は、制限値に対応したロボット１０の作業場面つまり作業シーンを説明する情報である。備考情報は、例えばそのシーン情報４２で想定されている場面が、人との協働を前提としたものか否か、及び人との接触可能性に関する情報を含んだものとすることができる。すなわち、ユーザは、ロボット１０が使用される場面を備考情報に設定し、その備考情報に対応する制限値を、その備考情報で想定された場面に適した値に設定することができる。ユーザは、例えばロボット１０の作業場面や現在位置毎にシーン情報４２の具体的内容を異なるものとすることができる。

【0028】

図４の例では、例えばシーン１～３の３つの作業場面を想定している。シーン１では、ロボット１０と人との協働を想定している。このシーン１では、ロボット１０と人との接触の可能性は高い。この場合、ユーザは、シーン１における各制限値を、３つのシーン１～３の中で最も厳しい値に設定する。例えばシーン１に関し、ユーザは、ロボットアーム１１の力の制限値を「弱」に設定し、ロボットアーム１１の動作速度の制限値を「低速」に設定し、ロボットアーム１１の動作領域を「作業領域内」に設定し、搬送台車１２の移動速度の制限値を「低速」に設定する。なお、ロボットアーム１１の動作領域を「作業領域内」に設定するとは、例えばピッキング作業等、予め定められた作業を行うために必要な動作領域内にロボットアーム１１の動作を制限することを意味する。

【0029】

シーン２では、ロボット１０と人との協働は想定していないが、ロボット１０と人とが接触する可能性がある場合を想定している。この場合、ユーザは、シーン２における各制限値を、３つのシーン１～３の中で中間の値、すなわちシーン１よりは緩くかつシーン３よりは厳しい値に設定する。例えばシーン２に関し、ユーザは、ロボットアーム１１の力の制限値を「中」に設定し、ロボットアーム１１の動作速度の制限値を「中速」に設定し、ロボットアーム１１の動作領域を「台車領域内」に設定し、搬送台車１２の移動速度の制限値を「中速」に設定する。なお、ロボットアーム１１の動作領域を「台車領域内」に設定するとは、ロボットアーム１１が搭載された搬送台車１２の上空からロボットアーム１１が出ない範囲にロボットアーム１１の動作を制限することを意味する。

【0030】

そして、シーン３では、ロボット１０と人との協働は想定しておらず、ロボット１０と人とが接触する可能性もほとんどない場合を想定している。この場合、ユーザは、シーン３における各制限値を、３つのシーン１～３の中で最も緩い値に設定する。例えばシーン３に関し、ユーザは、ロボットアーム１１の力の制限値を「制限なし」に設定し、ロボットアーム１１の動作速度の制限値を「制限なし」に設定し、ロボットアーム１１の動作領域を「制限なし」に設定し、搬送台車１２の移動速度の制限値を「制限なし」に設定する。この場合、ロボット制御システム３０は、ロボットアーム１１の力、動作速度、動作範囲、及び搬送台車１２の移動速度をそれぞれ最大値でロボット１０を動作させることができる。なお、ユーザは、上記シーン１～３以外にも、ロボット１０の作業場面に応じたシーン情報４２を適宜追加することができる、

【0031】

順送り動作プログラム４１は、ロボット１０に所定の動作を行わせるためのコンピュータプログラムであり、ロボット１０の動作内容及びシーン情報４２の切り替えを指示するためのプログラムコードすなわちコマンドを含んでいる。順送り動作プログラム４１は、ロボット１０のユーザ、例えば教示者が作成するものである。ロボット１０のユーザは、ロボット１０の動作を教示したり、GUI(Graphical User Interface)を用いたいわゆるノーコード開発を行ったり、プログラムコードを打ち込んだりすることで、順送り動作プログラム４１を作成し編集することができる。

【0032】

ユーザは、順送り動作プログラム４１に、ロボット１０の動作に関する制限値を直接記述するのではなく、シーン情報４２を指定するコマンドを記述することによって、ロボット１０の動作に関する制限値を指定することができる。この場合、ユーザは、ロボット１０の位置や動作に応じてシーン情報４２を指定することで、ロボット１０の位置や動作に応じた制限値、つまり指定されたシーン情報４２に設定された制限値でロボット１０を動作させることができる。また、ユーザは、ロボット１０の位置や動作内容が異なる複数の作業場面に対して同一のシーン情報４２を指定することができる。この場合、シーン情報４２の制限値を変更すると、その変更された制限値は、同一のシーン情報４２が指定されている各作業場面に反映される。

【0033】

図５は、ロボット１０の位置に応じて指定されるシーン情報４２の一例を示すものである。本実施形態の場合、ピッキングエリアＥ１は、ロボット１０と人との協働を想定した領域、すなわちロボット１０と人とが接触する可能性が高い領域である。そのため、ユーザは、ロボット１０がピッキングエリアＥ１内に侵入した場合にはシーン情報４２をシーン１に切り替えるように順送り動作プログラム４１を構成する。

【0034】

また、通路エリアＥ２は、ロボット１０と人との協働は想定していないが、ロボット１０と人とが接触する可能性がある領域である。このため、ユーザは、ロボット１０が通路エリアＥ２内に侵入した場合にはシーン情報４２をシーン２に切り替えるように順送り動作プログラム４１を構成する。そして、荷積みエリアＥ３は、ロボット１０と人との協働は想定しておらず、かつ、ロボット１０と人とが接触する可能性もほとんどない領域である。このため、ユーザは、ロボット１０が荷積みエリアＥ３内に侵入した場合にはシーン情報４２をシーン３に切り替えるように順送り動作プログラム４１を構成する。

【0035】

図６及び図７は、順送り動作プログラム４１によるロボット１０の動作内容の一例である。具体的には、図６及び図７は、ロボット１０が、排出台８２と荷積み台８３との間を往復してワーク９０のピッキングと荷積みとを繰り返す場合の制御内容の一例である。制御装置３１は、図６及び図７に示す順送り動作プログラム４１を実行することにより、ロボット１０に、ワーク９０のピッキング、運搬、荷積みといった一連の動作を行わせることができる。

【0036】

図１に示すロボット制御プログラム４３は、順送り動作処理部３４、逆送り動作処理部３５、及びコマンド設定処理部３６をコンピュータ上で仮想的に実現するためのコンピュータプログラムである。制御装置３１は、ＣＰＵ３１１がロボット制御プログラム４３を補助記憶装置３３から読み出して主記憶装置３１２に展開し実行することで、順送り動作処理部３４、逆送り動作処理部３５、及びコマンド設定処理部３６をそれぞれコンピュータ上で仮想的に実現することができる。なお、各処理部３４、３５、３６の実現は、上記したハードウェアとプログラムの組み合わせに限らず、プログラムをインプリメントした集積回路のようなハードウェア単体で実現するようにしてもよいし、一部の機能を専用のハードウェアで実現し、一部をハードウェアとプログラムの組み合わせで実現するようにしてもよい。

【0037】

順送り動作処理部３４は、順送り動作処理を実行可能である。順送り動作処理は、補助記憶装置３３に記憶されている順送り動作プログラム４１を順次実行することでロボット１０を順送り動作させる処理を含む。順送り動作処理は、順送り動作プログラム４１の実行により、ロボット１０の現在の動作内容に応じたシーン情報４２に切り替えて、そのシーン情報４２に含まれている制限値内でロボット１０を動作させる処理を含んでいる。なお、順送り動作プログラム４１を順次実行するとは、順送り動作プログラム４１に記載されているプログラムコード若しくはコマンドを、その記載順に従って実行することでロボット１０を動作させることを意味する。

【0038】

順送り動作処理部３４は、順送り動作プログラム４１を呼び出して順送り動作処理を実行すると、例えば図６及び図７に示す一連の処理を行う。なお、この場合、ロボット１０は、ピッキングエリアＥ１内の地点Ｐ１に位置していることを前提としている。地点Ｐ１は、ロボット１０がピッキングを行う位置である。順送り動作処理部３４は、まず、図６のステップＳ１１において、ロボット１０の動作に用いるシーン情報４２をシーン１に切り替える。そして、順送り動作処理部３４は、ステップＳ１２においてシーン１で設定されている制限値内でロボット１０を動作させてワーク９０のピッキングを行う。

【0039】

ピッキングが終了すると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、順送り動作処理部３４は、ステップＳ１４に処理を移行させる。そして、順送り動作処理部３４は、図２に示すように、ワーク９０を搭載したロボット１０を、通路エリアＥ２を通って荷積みエリアＥ３の地点Ｐ４まで移動させて、ワーク９０を地点Ｐ４まで搬送する。地点Ｐ４は、ロボット１０がワーク９０の荷積みを行う位置である。

【0040】

この場合、順送り動作処理部３４は、まず、ロボット１０の動作に用いるシーン情報４２をシーン１に維持したまま地点Ｐ１から地点Ｐ２までロボット１０を移動させる。すなわち、ロボット１０がピッキングエリアＥ１内に侵入している間、順送り動作処理部３４は、ロボット１０の動作を、シーン１で設定されている制限値内に制限する。なお、地点Ｐ２は、ロボット１０の移動経路上に設定された地点でかつ異なるエリアの境界の位置であり、この場合、ピッキングエリアＥ１と通路エリアＥ２との境界位置となる。

【0041】

ロボット１０が地点Ｐ２に到達すると（ステップＳ１５でＹＥＳ）、順送り動作処理部３４は、ステップＳ１６において、ロボット１０の動作に用いるシーン情報４２をシーン２に切り替える。そして、順送り動作処理部３４は、ステップＳ１７において、シーン２で設定されている制限値内でロボット１０を動作させ、地点Ｐ３までロボット１０を移動させてワーク９０の搬送動作を継続する。すなわち、ロボット１０が通路エリアＥ２内に侵入した場合、順送り動作処理部３４は、ロボット１０の動作を、シーン２で設定されている制限値内に制限する。なお、地点Ｐ３は、ロボット１０の移動経路上に設定された地点でかつ異なるエリアの境界の位置であり、この場合、通路エリアＥ２と荷積みエリアＥ３との境界位置となる。

【0042】

ロボット１０が地点Ｐ３に到達すると（ステップＳ１８でＹＥＳ）、順送り動作処理部３４は、ステップＳ１９において、ロボット１０の動作に用いるシーン情報４２をシーン３に切り替える。そして、順送り動作処理部３４は、ステップＳ２０において、シーン３で設定されている制限値内でロボット１０を動作させ、地点Ｐ４までロボット１０を移動させてワーク９０の搬送動作を継続する。すなわち、ロボット１０が荷積みエリアＥ３内に侵入した場合、順送り動作処理部３４は、ロボット１０の動作を、シーン３で設定されている制限値内に制限する。

【0043】

ロボット１０が地点Ｐ４に到達すると（ステップＳ２１でＹＥＳ）、順送り動作処理部３４は、図７のステップＳ２２において、シーン３で設定されている制限値内でロボット１０を動作させ、搬送台車１２に搭載されているワーク９０を荷積み台８３に移し替えて荷積みを実行する。荷積みが終了すると（ステップＳ２３でＹＥＳ）、順送り動作処理部３４は、ロボット１０を、通路エリアＥ２を通ってピッキングエリアＥ１まで戻す。

【0044】

この場合、順送り動作処理部３４は、ロボット１０の動作に用いるシーン情報４２をシーン３に維持したまま、ステップＳ２４において、地点Ｐ３までロボット１０を移動させる。ロボット１０が地点Ｐ３に到達すると（ステップＳ２５でＹＥＳ）、順送り動作処理部３４は、ステップＳ２６において、ロボット１０の動作に用いるシーン情報４２をシーン２に切り替える。そして、順送り動作処理部３４は、ステップＳ２７において、シーン２で設定されている制限値内でロボット１０を動作させ、地点Ｐ２までロボット１０を移動させる。

【0045】

ロボット１０が地点Ｐ２に到達すると（ステップＳ２８でＹＥＳ）、順送り動作処理部３４は、ステップＳ２９において、ロボット１０の動作に用いるシーン情報４２をシーン１に切り替える。順送り動作処理部３４は、ステップＳ３０において、シーン１で設定されている制限値内でロボット１０を動作させ、地点Ｐ１までロボット１０を移動させる。そして、ロボット１０が地点Ｐ１に到達すると（ステップＳ３１でＹＥＳ）、順送り動作処理部３４は、図６のステップＳ１１に処理を戻し、上述した一連の処理を再び実行する。

【0046】

逆送り動作処理部３５は、逆送り動作処理を実行可能である。逆送り動作処理は、順送り動作プログラム４１における順送り動作処理で停止された地点から、順送り動作プログラム４１を遡って実行することでロボット１０を逆送りで動作させる処理を含んでいる。逆送り動作処理は、順送り動作処理の実行によるロボット１０の動作をいわゆる逆再生する処理である。逆送り動作処理におけるロボット１０の動作は、例えば順送り動作処理と同じシーン情報４２の制限値に基づいて制限される。

【0047】

ユーザは、例えば端末装置２０等を用いて、過去のある時点を指定して、逆送り動作処理部３５に逆送り動作処理を実行させる。逆送り動作処理部３５は、逆送り動作処理を実行すると、順送り動作プログラム４１を、停止地点から遡って実行するロボット１０を逆送りで動作させる。これにより、ロボット１０は、順送り動作処理の実行により動作したロボット１０の軌跡を、シーン情報４２を含めて逆に辿ることで、ロボット１０の軌跡に関して安全を確保しながら指定された過去のある特定の時点の状態にまで戻される。

【0048】

図８は、順送り動作プログラム４１のうち地点Ｐ１から地点Ｐ４まで移動するためのプログラムのプログラムコードの一例を示している。図８の例において、シーン情報切り替えコマンドは、“Change Scene X”である。この場合、Ｘは、シーン情報切り替えコマンドを識別するための値、例えばシーン番号が入る。また、”Move PN”は、ロボット１０を地点ＰＮまでの移動を指示するコマンドである。この場合、Ｎは、地点Ｐ１からＰ３に対応した整数が入る。そして、図８において、”Get Position(P)”は、ロボット１０の現在位置を取得するコマンドである。

【0049】

本実施形態において、図８の１１行から１３行は、図６のステップＳ１４、Ｓ１５に対応している。図８の１５行にある”Change Scene 2”は、図６のステップＳ１６に対応している。図８の１６行から１８行は、図６のステップＳ１７、Ｓ１８に対応している。図８の２０行にある”Change Scene 3”は、図６のステップＳ１９に対応している。そして、図８の２１行から２３行は、図６のステップＳ２０、Ｓ２１に対応している。

【0050】

コマンド設定処理部３６は、コマンド設定処理を実行可能である。コマンド設定処理は、図９に示すように、シーン情報切り替えコマンドに対して、順送りシーン情報と逆送りシーン情報とを、上述した順送り動作処理及び逆送り動作処理に先立って予め設定する処理を含む。シーン情報切り替えコマンドは、順送り動作プログラム４１に含まれるコマンドであって指定されたシーン情報４２に切り替えるためのコマンドつまりプログラムコードである。また、順送りシーン情報は、順送り動作処理で用いるシーン情報４２である。そして、逆送りシーン情報は、逆送り動作処理で用いるシーン情報４２である。

【0051】

コマンド設定処理部３６は、シーン情報切り替えコマンドである“Change Scene X”に対して、順送り動作プログラム４１を記載順に順次実行する場合と、順送り動作プログラム４１を記載順に対して遡って実行する場合とで、異なるシーン情報４２を割り当てることができる。図９の例において、”Change Scene 1”には、順送りシーン情報としてシーン１が割り当てられている。また、”Change Scene 2”には、順送りシーン情報としてシーン２が割り当てられているとともに、逆送りシーン情報としてシーン１が割り当てられている。そして、”Change Scene 3”には、順送りシーン情報としてシーン３が割り当てられているとともに、逆送りシーン情報としてシーン２が割り当てられている。

【0052】

この場合、コマンド設定処理は、ユーザから入力された設定に基づいて順送りシーン情報と逆送りシーン情報とを個別に設定する処理を含んでいても良い。すなわち、“Change Scene X”に対応する順送りシーン情報及び逆送りシーン情報は、ユーザが個別に任意に設定できる構成とすることができる。この場合、ユーザは、例えば端末装置２０等を用いて入力することで、“Change Scene X”に対して順送りシーン情報及び逆送りシーン情報を個別に任意に割り当てることができる。

【0053】

また、順送りシーン情報は、ユーザの手動によって割り当てられる構成とし、逆送りシーン情報は、ユーザが割り当てた順送りシーン情報に基づいてコマンド設定処理部３６によって自動で割り当てられる構成とすることもできる。この場合、コマンド設定処理は、例えばユーザから入力された設定に基づいて順送りシーン情報を設定する処理を含んでいる。

【0054】

この場合、“Change Scene X”コマンドの”Scene X”には、割り当てたい順送りシーン情報の番号をユーザが直接指定する構成とすることができる。すなわち、順送り動作プログラム４１において“Change Scene 1”と記述された場合、コマンド設定処理部３６は、“Change Scene 1”に対応する順送りシーン情報として「シーン１」のシーン情報４２を割り当てる。また、順送り動作プログラム４１において“Change Scene 2”と記述された場合、コマンド設定処理部３６は、“Change Scene 2”に対応する順送りシーン情報として「シーン２」のシーン情報４２を割り当てる。そして、順送り動作プログラム４１において“Change Scene 3”と記述された場合、コマンド設定処理部３６は、“Change Scene 3”に対応する順送りシーン情報として「シーン３」のシーン情報４２を割り当てる。

【0055】

そして、コマンド設定処理は、順送り動作プログラム４１において順送りシーン情報が切り替えられる１つ前の順送りシーン情報を逆送りシーン情報に設定する処理を含む構成とすることができる。この場合、例えば図８の２０行目の“Change Scene 3”に対して、コマンド設定処理部３６は、この２０行目の“Change Scene 3”の１つ前のシーン情報切り替えコマンドである１５行目の“Change Scene 2”に割り当てられた順送りシーン情報つまり「シーン２」を、逆送りシーン情報として自動で割り当てる。

【0056】

また、１５行目の“Change Scene 2”に対して、コマンド設定処理部３６は、この１５行目の“Change Scene 2”の１つ前のシーン情報切り替えコマンドである０２行目の“Change Scene 1”に割り当てられた順送りシーン情報つまり「シーン１」を、逆送りシーン情報として自動で割り当てる。そして、コマンド設定処理部３６は、上記したコマンド設定処理の結果、つまりシーン情報切り替えコマンドに割り当てられた順送りシーン情報及び逆送りシーン情報を、コマンド設定４４として補助記憶装置３３等の不揮発性の記憶領域に記憶させる。

【0057】

順送り動作処理は、シーン情報切り替えコマンドを実行した場合に順送りシーン情報に含まれている制限値内でロボット１０を動作させる処理を含んでいる。すなわち、順送り動作処理部３４は、順送り動作プログラム４１を記述順に従って順次実行する際に、シーン情報切り替えコマンドを実行すると、図９のシーン情報切り替えコマンドと順送りシーン情報との対応関係に基づいて、シーン情報４２を切り替える。そして、順送り動作処理部３４は、その切り替えたシーン情報４２で設定されている制限値内でロボット１０を動作させる。

【0058】

これに対し、逆送り動作処理は、シーン情報切り替えコマンドが実行された場合に逆送りシーン情報に含まれている制限値内でロボット１０を動作させる処理を含んでいる。すなわち、逆送り動作処理部３５は、順送り動作プログラム４１を遡って実行する際に、シーン情報切り替えコマンドを実行すると、図９のシーン情報切り替えコマンドと逆送りシーン情報との対応関係に基づいて、シーン情報４２を切り替える。そして、逆送り動作処理部３５は、その切り替えたシーン情報４２で設定されている制限値内でロボット１０を動作させる。

【0059】

この場合、順送り動作処理部３４は、現在のシーン情報４２を主記憶装置３１２等に一時的に記憶する処理を実行可能である。そして、逆送り動作処理部３５は、逆送り動作処理を実行した場合に、まず、順送り動作処理で停止された時点で指定されていたシーン情報４２、すなわち、主記憶装置３１２等に一時的に記憶されているシーン情報４２を指定する処理を実行可能である。その後、逆送り動作処理部３５は、順送り動作処理で停止された行から遡って順送り動作プログラム４１を実行する。

【0060】

なお、本実施形態において、逆送り動作処理部３５は、順送り動作プログラム４１を遡って実行する場合、２３行、２２行、２１行、２０行・・・といったように、順送り動作プログラム４１の行に厳密に遡って実行するのではなく、プログラムの実行単位で遡って実行する。すなわち、逆送り動作処理部３５は、例えば２１行から２３行を１つの実行単位として実行する。その後、逆送り動作処理部３５は、順送り動作プログラム４１を遡り、２０行を実行する。更にその後、逆送り動作処理部３５は、順送り動作プログラム４１を遡り、１６行から１８行を１つの実行単位として実行した後、１５行を実行する。このように、逆送り動作処理部３５は、任意の地点まで順送り動作プログラム４１を遡って実行する。

【0061】

ここで、上述したロボット１０のように、協働作業を前提とし、かつ、作業領域が比較的広範囲となるものにおいては、協働者の安全を担保するため、作業位置や作業内容に合わせてロボット１０の動作速度や力、動作領域を制限する安全機能の実現が必要である。この場合、例えば順送り動作プログラム４１を、ロボット１０の移動や動作に応じて逐次制限値を切り替えるようにすることも考えられるが、特にロボット１０の作業領域が広範囲になると、制限値の切り替えが頻繁になって処理負荷が極端に増大するため現実的ではない。

【0062】

これに対し、例えばセンサ等を用いてロボット１０の周囲に存在する人や障害物等を検知することで、周囲の状況に応じてロボット１０の動作速度の上限値を変更したり、停止させたりすることも考えられる。しかしながら、センサ等を用いると部品コスト、部品点数、組み立て工数等が増大し、ロボットのコストアップにつながる。

【0063】

そこで、以上説明した実施形態によれば、ロボット制御システム３０は、記憶装置３３と、順送り動作処理部３４と、を備えている。記憶装置３３は、シーン情報４２と、順送り動作プログラム４１と、を記憶している。シーン情報４２は、ロボット１０の作業場面に応じて予め設定される情報であって、ロボット１０の動作に関する制限値を含んだ情報である。順送り動作プログラム４１は、ロボット１０の動作内容及びシーン情報４２の切り替えを指示するためのコンピュータプログラムである。順送り動作処理部３４は、順送り動作処理を実行可能である。順送り動作処理は、順送り動作プログラム４１を順次実行することでロボット１０を順送り動作させる処理である。そして、順送り動作処理は、順送り動作プログラム４１に記載されているシーン情報切り替えコマンドを実行した場合に順送りシーン情報に含まれている制限値内でロボット１０を動作させる処理を含んでいる。

【0064】

これによれば、ロボット制御システム３０は、ロボット１０を順送りで動作させる際、作業場面に応じたシーン情報４２を呼び出し、そのシーン情報４２に含まれる制限値内でロボット１０を動作させる。そのため、ロボット制御システム３０は、ロボット１０の移動や動作に応じて頻繁に制限値を切り替える必要がないため、処理負荷の増大を抑制することができる。更に、ロボット制御システム３０は、シーン情報４２を用いることにより、人等を検知するためのセンサ等を用いることなく作業場面に適した制限値内でロボット１０を安全に動作させることができる。このように、本実施形態によれば、センサ等を用いない簡単な構成でかつ、ロボット１０の作業場面に適した制限値でロボット１０を安全に順送り動作させることができる。

【0065】

ここで、例えばユーザがロボット１０の動作を教示している最中等に、ロボット１０の動作を停止させ、その後、過去のある時点の位置や姿勢にロボット１０を戻す動作を行う必要が生じる場合がある。そして、この場合においても、人とロボット１０とが協働する場合には、順送り動作処理の場合と同様に、ロボット１０の動作を人の安全を担保したものとする必要がある。

【0066】

そこで、本実施形態のロボット制御システム３０は、逆送り動作処理部３５と、コマンド設定処理部３６と、を更に備える。逆送り動作処理部３５は、逆送り動作処理を実行可能である。逆送り動作処理は、順送り動作プログラム４１を遡って実行することでロボット１０を逆送りで動作させる処理を含む。コマンド設定処理部３６は、コマンド設定処理を実行可能である。コマンド設定処理は、シーン情報切り替えコマンドに対して順送りシーン情報と逆送りシーン情報とを、順送り動作処理及び逆送り動作処理に先立って予め設定する処理である。この場合、シーン情報切り替えコマンドは、順送り動作プログラム４１に含まれるコマンドであって指定されたシーン情報４２に切り替えるためのものである。順送りシーン情報は、順送り動作処理で用いるシーン情報４２である。逆送りシーン情報は、逆送り動作処理で用いるシーン情報４２である。

【0067】

また、順送り動作処理は、シーン情報切り替えコマンドを実行した場合に順送りシーン情報に含まれている制限値内でロボット１０を動作させる処理を含んでいる。そして、逆送り動作処理は、シーン情報切り替えコマンドが実行された場合に逆送りシーン情報に含まれている制限値内でロボット１０を動作させる処理を含んでいる。

【0068】

これによれば、ロボット制御システム３０は、順送り動作プログラム４１を遡ってロボット１０を逆送り動作させることで、順送り動作で既に通って安全が確認されている軌跡を遡って、ロボット１０を過去のある地点の状態まで戻すことができる。そして、ロボット制御システム３０は、順送り動作プログラム４１を遡って逆送り動作を行う際に、コマンド設定処理で設定された逆送りシーン情報に基づいてロボット１０の動作を制限することができる。

【0069】

さらに、ロボット制御システム３０は、順送り動作プログラム４１を遡って逆送り動作を行う際、順送り動作プログラム４１に含まれるシーン切り替えコマンドを実行した場合に、コマンド設定処理で設定された逆送りシーン情報の制限値内でロボット１０を動作させることにより、作業場面や位置に適した速度や力でロボット１０を動作させることができるため、人等の安全をより確実に担保することができる。そして、この場合、逆送り動作処理部３５は、順送り動作プログラム４１を遡って実行する構成である。このため、ユーザは、逆送り動作処理を行うために順送り動作プログラム４１とは別のプログラムを準備する必要がない。このように、本実施形態によれば、センサ等を用いず、また、逆送り動作処理のためのプログラムを別途準備することのない簡単な構成で、かつ、ロボット１０の作業場面に適した制限値でロボット１０を安全に逆送り動作させることができる。

【0070】

コマンド設定処理は、ユーザから入力された設定に基づいて順送りシーン情報と逆送りシーン情報とを個別に設定する処理を含むように構成することができる。これによれば、ユーザは、順送り動作処理と逆送り動作処理とにおいて同一の作業場面で異なるシーン情報を指定することができるため、例えば順送り動作処理よりも逆送り動作処理の方が制限値を厳しくする等のように、より柔軟な逆送り動作処理を実現することができる。

【0071】

また、コマンド設定処理は、ユーザから入力された設定に基づいて順送りシーン情報を設定するとともに、順送り動作プログラム４１において順送りシーン情報が切り替えられる１つ前の順送りシーン情報を逆送りシーン情報に設定する処理を含むように構成することもできる。これによれば、逆送りシーン情報は、ユーザが割り当てた順送りシーン情報に基づいてコマンド設定処理部３６によって自動で割り当てられる。このため、ユーザは、逆送り動作処理に関して逆送りシーン情報の設定等を特に意識する必要がなくなるため、より簡単に逆送り動作処理を実現することができる。

【0072】

なお、ロボット１０の具体的構成は、上述した者に限られず、ロボット１０の利用環境や目的に応じて、その構成を適宜変更することができる。また、ロボット１０は、例えば搬送台車１２を有さずにロボットアーム１１のみで構成することもできるし、ロボットアーム１１を有さずに搬送台車１２のみで構成することもできる。また、ロボット１０が利用される工場８０の具体的構成も、上述したものに限られず、適宜変更することができる。

【0073】

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【符号の説明】

【0074】

１０…ロボット、３０…ロボット制御システム、３３…記憶装置、３４…順送り動作処理部、３５…逆送り動作処理部、３６…コマンド設定処理部、４１…順送り動作プログラム、４２…シーン情報、４３…ロボット制御プログラム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】