特許 7444591 制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-27

(45)【発行日】2024-03-06

(54)【発明の名称】制御装置

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4155 20060101AFI20240228BHJP

   G05B 19/18 20060101ALI20240228BHJP

   B25J 9/16 20060101ALI20240228BHJP

【ＦＩ】

G05B19/4155 N

G05B19/18 C

B25J9/16

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019219472

(22)【出願日】2019-12-04

(65)【公開番号】P2021089562

(43)【公開日】2021-06-10

【審査請求日】2022-10-21

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】大場 雅文

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－０１１１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３３０２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００８／１３６１１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１８８６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２８２０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０２５７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１３９２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／４１５５

Ｇ０５Ｂ １９／１８

Ｂ２５Ｊ ９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの動作ユニットと、
前記少なくとも１つの動作ユニットに関する複数の動作を規定するプログラムを記憶したプログラム記憶部と、
前記プログラムに従って前記少なくとも１つの動作ユニットを動作させる動作実行部と、
前記プログラムの制御権を管理する動作ユニット管理部と、
を備え、
前記動作ユニット管理部は、
前記プログラムに従う前記動作ユニットに対応する複数のグループの制御権を取得し、
前記プログラムのうちの１つのプログラムから別のプログラムを呼び出す際に、呼び出し先に規定されている動作ユニットの１つのグループの制御権を取得し、当該動作ユニットの１つのグループ以外の制御権を解放し、
前記別のプログラムから更に別のサブプログラムをマルチタスクで起動する、
制御装置。

【請求項2】

前記動作ユニットは、少なくとも１つのロボット、少なくとも１つの作業ツール、少なくとも１つの走行軸、少なくとも１つのポジショナ又はそれらの組み合わせである、
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記動作ユニット管理部によって解放された動作ユニットのグループが規定されたプログラムを並列に実行する並列実行部を更に備える、請求項１又は２に記載の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ロボット及びスポットガンのような複数の制御対象に対して制御信号を用いてプログラム内で制御対象を変更できるようにする技術が提案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－３３０２０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に記載の技術では、動作命令ごとにどの動作ユニットを動作させるかを規定する必要があり、プログラムが複雑になり、プログラムの作成に時間が掛かっていた。そのため、複数の制御対象に対してプログラムをより柔軟に管理できる制御装置が望まれていた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様に係る制御装置は、少なくとも１つの動作ユニットと、前記少なくとも１つの動作ユニットに関する複数の動作を規定するプログラムを記憶したプログラム記憶部と、前記プログラムを実行するプログラム実行部と、前記プログラムに従って前記少なくとも１つの動作ユニットを動作させる動作実行部と、前記プログラムの制御権を管理する動作ユニット管理部と、を備え、前記動作ユニット管理部は、前記プログラムのうちの１つのプログラムから別のプログラムを呼び出す際に、呼び出し先に規定されている動作ユニットのグループの制御権を取得し、当該動作ユニットのグループ以外の制御権を解放する。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、複数の制御対象に対してプログラムをより柔軟に管理できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】制御装置の機能を示すブロック図である。

【図2A】動作ユニットの動作を示す模式図である。

【図2B】動作ユニットの動作を示す模式図である。

【図3】制御装置の処理を示すフローチャートである。

【図4】制御装置の処理を示すフローチャートである。

【図5】制御装置の処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施形態の一例について説明する。
図１は、本実施形態に係る制御装置１の機能を示すブロック図である。
制御装置１は、動作ユニットとしてのロボット１１及び動作ユニットとしての定置式サーボガン１２をプログラムに従って動作する。

【0009】

図１に示すように、制御装置１は、動作ユニットとしてのロボット１１と、動作ユニットとしての定置式サーボガン１２と、制御部１３と、記憶部１４と、を備える。
動作ユニット１１及び１２は、記憶部１４に記憶されるプログラムに従って動作される。

【0010】

動作ユニット（ロボット）１１は、例えば多関節ロボットであり、ワークを把持し、所定の位置へ移動する。
動作ユニット（定置式サーボガン）１２は、ワークをスポット溶接する。また、定置式サーボガン１２は、ワークを溶接した後に、チップ部分の摩耗計測を行う。

【0011】

制御部１３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサであり、記憶部１４に記憶されたプログラムを実行することによってプログラム実行部１３１、動作実行部１３２、動作ユニット管理部１３３及び並列実行部１３４として機能する。

【0012】

記憶部１４は、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）やアプリケーションプログラム等を格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、その他の各種情報を格納するハードディスクドライブやＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置である。また、記憶部１４は、動作ユニットに関する複数の動作を規定するプログラムを記憶したプログラム記憶部１４１を備える。

【0013】

プログラム実行部１３１は、プログラム記憶部１４１に記憶されたメインプログラム及びサブプログラムを実行する。
動作実行部１３２は、メインプログラム及びサブプログラムに従って動作ユニット１１及び１２を動作させる。

【0014】

動作ユニット管理部１３３は、メインプログラム及びサブプログラムの制御権を管理する。
並列実行部１３４は、動作ユニット管理部１３３によって解放された動作ユニットのグループが規定されたプログラムを並列に実行する。

【0015】

図２Ａ及び図２Ｂは、動作ユニット１１及び１２の動作を示す模式図である。
図２Ａに示すように、動作ユニットとしてのロボット１１は、ワークＷを把持し、動作ユニットとしての定置式サーボガン１２による溶接位置へ移動する。定置式サーボガン１２は、溶接位置においてワークＷをスポット溶接する。

【0016】

その後、図２Ｂに示すように、ロボット１１は、ワークＷを払い出し位置へ移動し、定置式サーボガン１２は、チップ１２ａの摩耗計測を行う。
このように本実施形態に係る制御装置１は、プログラムによりロボット１１及び定置式サーボガン１２のような複数の制御対象の動作を制御する。

【0017】

図３から５は、制御装置１の処理を示すフローチャートである。図３及び４は、従来の方法を用いた処理を示し、図５は、本実施形態に係る制御装置１を適用した処理を示す。

【0018】

ここで、制御装置１において、１つの動作ユニットに対して１つの動作グループが割り当てられる。これにより、制御装置１は、動作命令ごとにどの動作ユニットを動作させるかを設定すること必要がなく、プログラムの設定が容易になる。また、この場合、プログラムは、決められた動作ユニットだけを処理すればよいため処理コストの低減できる。

【0019】

しかし、複数の動作ユニットを動作させる場合、制御装置１は、１つのメインプログラムを用いて複数の動作ユニットを制御しつつ、同一の動作ユニットを制御するサブプログラムを並列に実行する場合がある。

【0020】

図３に示すフローチャートでは、制御装置１は、メインプログラムを用いてロボット１１及び定置式サーボガン１２を制御しつつ、定置式サーボガン１２を制御するサブプログラムを並列に実行する。

【0021】

ここで、制御装置１は、ロボット１１を動作グループａとし、定置式サーボガン１２を動作グループｂとする。すなわち、メインプログラムは、動作グループａ及び動作グループｂを制御し、サブプログラムは、動作グループｂを制御する。

【0022】

ステップＳ１において、プログラム実行部１３１は、メインプログラムを実行し、動作実行部１３２は、ロボット１１をワークＷの位置へ移動させる。

【0023】

ステップＳ２において、動作実行部１３２は、ロボット１１によりワークＷを把持させる。
ステップＳ３において、動作実行部１３２は、ロボット１１を溶接位置へ移動させる。

【0024】

ステップＳ４において、動作実行部１３２は、ロボット１１を溶接位置に維持しつつ、
定置式サーボガン１２によりワークＷをスポット溶接する。

【0025】

ステップＳ５において、プログラム実行部１３１は、サブプログラムを実行する。そして、サブプログラムを実行することによって、プログラム実行部１３１は、ステップＳ６においてロボット１１を払い出し位置へ移動させ、かつステップＳ７において定置式サーボガン１２のチップ１２ａの摩耗計測を行おうとする。

【0026】

しかし、メインプログラム及びサブプログラムの両方が動作グループｂを制御しようとしているため、プログラム実行部１３１は、サブプログラムにおいて動作グループｂの制御を実行できず、エラーが発生する。

【0027】

このようなエラーを防ぐため、図４に示すフローチャートでは、メインプログラムは、２つ作成され、一方のメインプログラム（メインプログラムＡ）は、動作グループａを制御し、他方のメインプログラム（メインプログラムＢ）は、動作グループｂを制御する。

【0028】

ステップＳ１１において、プログラム実行部１３１は、メインプログラムＡを実行し、動作実行部１３２は、ロボット１１をワークＷの位置へ移動させる。

【0029】

ステップＳ１２において、動作実行部１３２は、ロボット１１によりワークＷを把持させる。
ステップＳ１３において、動作実行部１３２は、ロボット１１を溶接位置へ移動させる。

【0030】

ステップＳ１４において、動作実行部１３２は、ロボット１１を溶接位置に維持しつつ、定置式サーボガン１２によりワークＷをスポット溶接する。その後、メインプログラムＡは、処理を終了する。

【0031】

メインプログラムＡの終了後、ステップＳ２１において、プログラム実行部１３１は、メインプログラムＢを実行し、更にサブプログラムを並列に実行する。

【0032】

ステップＳ２２において、動作実行部１３２は、メインプログラムＢに従ってロボット１１を払い出し位置へ移動させる。
ステップＳ３１において、動作実行部１３２は、サブプログラムに従って定置式サーボガン１２のチップ１２ａの摩耗計測を行う。

【0033】

このように２つのメインプログラムＡ及びＢを用いることによって、制御装置１は、摩耗計測を行うことができる。しかし、２つのメインプログラムＡ及びＢを作成する必要があるため、プログラムの作成が直感的ではなく、プログラムの作成に時間が掛かる。

【0034】

そこで、図５に示すフローチャートでは、制御装置１は、メインプログラムからサブプログラムを呼び出す際に、呼び出し先に規定されている定置式サーボガン１２の動作グループｂの制御権を解放する。そして、制御装置１は、サブプログラムから定置式サーボガン１２の摩耗計測を行うためのサブプログラムをマルチタスクで起動する。

【0035】

ステップＳ４１において、プログラム実行部１３１は、メインプログラムを実行し、動作実行部１３２は、ロボット１１をワークＷの位置へ移動させる。ここで、動作ユニット管理部１３３は、動作グループａ及びｂの制御権を取得する。

【0036】

ステップＳ４２において、動作実行部１３２は、ロボット１１によりワークＷを把持させる。
ステップＳ４３において、動作実行部１３２は、ロボット１１を溶接位置へ移動させる。

【0037】

ステップＳ４４において、動作実行部１３２は、ロボット１１を溶接位置に維持しつつ、定置式サーボガン１２によりワークＷをスポット溶接する。

【0038】

ステップＳ４５において、プログラム実行部１３１は、メインプログラムからサブプログラムＣを呼び出す。
ステップＳ４６において、動作ユニット管理部１３３は、動作グループｂの制御権を解放する。

【0039】

ステップＳ５１において、並列実行部１３４は、制御権が解放された動作グループｂが規定されたサブプログラムＣ及びＤを並列に実行する。
ステップＳ５２において、動作実行部１３２は、サブプログラムＣに従ってロボット１１を払い出し位置へ移動させる。

【0040】

ステップＳ５２において、動作実行部１３２は、サブプログラムＤに従って定置式サーボガン１２のチップ１２ａの摩耗計測を行う。
このように制御装置１は、制御権を解放することによってメインプログラム、サブプログラムＣ及びサブプログラムＤを適切に実行することができる。

【0041】

上述した実施形態では、動作ユニット１１及び１２としてロボット１１及び定置式サーボガン１２を用いて説明したが、動作ユニット１１及び１２は、これらの装置に限定されない。
例えば、動作ユニット１１及び１２は、少なくとも１つのロボット、少なくとも１つの作業ツール（例えば定置式サーボガン、定置式サーボシーラーガン等）、少なくとも１つの走行軸、少なくとも１つのポジショナ又はそれらの組み合わせであってもよい。

【0042】

例えば、上述した実施形態では、定置式サーボガン１２は、スポット溶接の後に、摩耗計測を行ったが、定置式サーボガン１２は、摩耗計測に代えて、サーボガンの交換（ガンチェンジ）を行ってもよい。

【0043】

また、ロボット１１がワークＷを払い出し位置へ移動している間に、別途の動作ユニットとしてのポジショナ（ターンテーブル）は、ワークＷを供給する位置まで移動してもよい。

【0044】

また、ロボット１１及び定置式サーボガン１２に替えて、２つのアームを有するマルチアームシステムにおいて、制御装置１は、一方のロボットを動作ユニット１１とし、他方のロボットを動作ユニット１２としてもよい。

【0045】

また、動作ユニット１２は、定置式サーボガン１２に替えて、定置式サーボシーラーガンであってもよい。この場合、動作実行部１３２は、ロボット１１を払い出し位置へ移動させると共に、定置式サーボシーラーガンを充填及び与圧してもよい。

【0046】

また、上述したロボット１１及び定置式サーボガン１２に替えて、動作ユニット１１及び１２は、ロボットシステムにおけるロボット及び走行軸であってもよい。例えば、把持位置と払い出し位置が離れており、走行軸によりロボットが各位置に移動するロボットシステムにおいて、動作ユニット１１及び１２は、走行軸及びロボットであってもよい。この場合、走行軸によってあるロボットが移動している間に、別のロボットが払い出し位置へ移動してもよい。

【0047】

本実施形態によれば、制御装置１は、動作ユニット１１及び１２と、動作ユニット１１及び１２に関する複数の動作を規定するプログラムを記憶したプログラム記憶部１４１と、プログラムを実行するプログラム実行部１３１と、プログラムに従って動作ユニット１１及び１２を動作させる動作実行部１３２と、プログラムの制御権を管理する動作ユニット管理部１３３と、を備える。動作ユニット管理部１３３は、プログラムのうちの１つのプログラムから別のプログラムを呼出す際に、呼び出し先に規定されている動作ユニットのグループの制御権を取得し、当該動作ユニットのグループ以外の制御権を解放する。

【0048】

このように制御装置１は、呼び出し先に規定されている動作ユニットのグループの制御権を取得し、当該動作ユニットのグループ以外の制御権を解放することにより、並列に動作する複数の動作ユニットのグループの制御権を柔軟に管理することができる。したがって、例えば、ユーザは、並列に動作する複数の動作ユニット１１及び１２に対するプログラムを直感的かつ容易に作成することができる。

【0049】

また、動作ユニット１１及び１２は、少なくとも１つのロボット、少なくとも１つの作業ツール、少なくとも１つの走行軸、少なくとも１つのポジショナ又はそれらの組み合わせであってもよい。これにより、制御装置１は、様々な制御対象に対して動作ユニットのグループの制御権を柔軟に管理することができる。

【0050】

また、制御装置１は、動作ユニット管理部１３３によって解放された動作ユニットのグループが規定されたプログラムを並列に実行する並列実行部１３４を更に備える。これにより、制御装置１は、並列に動作するプログラムを好適に実行することができる。

【0051】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0052】

１ 制御装置
１１ 動作ユニット
１２ 動作ユニット
１３ 制御部
１４ 記憶部
１３１ プログラム実行部
１３２ 動作実行部
１３３ 動作ユニット管理部
１３４ 並列実行部
１４１ プログラム記憶部

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】