(57)【要約】【課題】作業者３の安全を確保しつつ、ロボット１０による作業の準備時間を短縮すること。【解決手段】本開示に係るロボットシステム１であって、プログラム実行開始指示の入力に応じて、プログラム実行開始可能条件が満たされているか否かについて判断するように構成されている判断部２１/３１を具備しており、プログラム生成装置３０は、ユーザインターフェイス３２と、所定プログラムを生成するように構成されている生成部３３と、ユーザインターフェイス３２を介した転送開始指示の入力に応じて、ロボットコントローラ２０に対して所定プログラムを転送するように構成されている転送部３４とを具備しており、ロボットコントローラ２０は、判断部２１/３１によってプログラム実行開始可能条件が満たされていると判断された場合に、所定プログラムの実行を開始してロボット１０を制御するように構成されている制御部３２を具備している。【選択図】図１
2018015817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットを制御するように構成されているロボットコントローラ及びプログラム生成装置を有するロボットシステムであって、
プログラム実行開始指示の入力に応じて、プログラム実行開始可能条件が満たされているか否かについて判断するように構成されている判断部を具備しており、
前記プログラム生成装置は、
ユーザインターフェイスと、
所定プログラムを生成するように構成されている生成部と、
前記ユーザインターフェイスを介した転送開始指示の入力に応じて、前記ロボットコントローラに対して前記所定プログラムを転送するように構成されている転送部とを具備しており、
前記ロボットコントローラは、
前記判断部によって前記プログラム実行開始可能条件が満たされていると判断された場合に、前記所定プログラムの実行を開始して前記ロボットを制御するように構成されている制御部を具備している、ロボットシステム。
【請求項２】
前記転送部は、前記所定プログラムを分割して転送するように構成されている、請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記ロボットの設置場所の周囲に作業者の侵入を禁止するためのセルが設けられている、請求項１又は２に記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記セルは、
開閉可能な出入口と、
前記出入口を介して前記セル内への前記作業者の侵入を検知するセンサとを具備しており、
前記ロボットコントローラの前記制御部は、
前記センサによって前記セル内に前記作業者がいると検知された場合には、前記ロボットの動作を停止させるように構成されている、請求項３に記載のロボットシステム。
【請求項５】
前記判断部は、前記プログラム生成装置内に設けられており、前記ロボットコントローラに対する前記所定プログラムの転送量が所定量に達した場合、前記プログラム実行開始可能条件が満たされていると判断するように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットを具備するロボットシステムにおいて、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等のプログラム生成装置によって、ロボットに行わせる作業ごとのプログラムを生成してロボットコントローラ（ＲＣ：Ｒｏｂｏｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）に転送する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２-２２８７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、セル内において、作業者によって、ロボットによる被作業物や器具等の配置作業が完了し、セルのドアが閉められた後に、プログラム生成装置によって生成されたプログラムの転送を開始する必要があるため、ロボットによる作業を開始するまでに必要な時間が長くなってしまうという問題点があった。
【０００５】
そこで、本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、作業者の安全を確保しつつ、ロボットによる作業の準備時間を短縮することができるロボットシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の特徴は、ロボットを制御するように構成されているロボットコントローラ及びプログラム生成装置を有するロボットシステムであって、プログラム実行開始指示の入力に応じて、プログラム実行開始可能条件が満たされているか否かについて判断するように構成されている判断部を具備しており、前記プログラム生成装置は、ユーザインターフェイスと、所定プログラムを生成するように構成されている生成部と、前記ユーザインターフェイスを介した転送開始指示の入力に応じて、前記ロボットコントローラに対して前記所定プログラムを転送するように構成されている転送部と、を具備しており、前記ロボットコントローラは、前記判断部によって前記プログラム実行開始可能条件が満たされていると判断された場合に、前記所定プログラムの実行を開始して前記ロボットを制御するように構成されている制御部と、を具備していることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、作業者の安全を確保しつつ、ロボットによる作業の準備時間を短縮することができるロボットシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係るロボットシステムの全体概略構成一例を示す図である。
【図２】実施形態に係るロボットシステムのプログラム生成装置のハードウエア構成の一例を説明するための図である。
【図３】実施形態に係るロボットシステムのプログラム生成装置の機能的構成の一例を説明するための図である。
【図４】実施形態に係るロボットシステムのロボットコントローラのハードウエア構成の一例を説明するための図である。
【図５】実施形態に係るロボットシステムのロボットコントローラの機能的構成の一例を説明するための図である。
【図６】実施形態に係るロボットシステムの動作の一例を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１〜図６を参照して、一実施形態について説明する。
【００１０】
＜ロボットシステムの構成＞
最初に、図１〜図５を参照して、本実施形態に係るロボットシステム１の構成の一例について説明する。図１に示すように、本実施形態に係るロボットシステム１は、ロボット１０と、ロボットコントローラ２０と、プログラム生成装置３０と、教示装置４０と、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）５０とを具備している。
【００１１】
以下、本実施形態に係るロボットシステム１は、生物学的な実験作業を行うように構成されているケースを例に挙げて説明するが、他の用途に用いられるように構成されていてもよい。
【００１２】
ロボット１０は、検体や試薬を含む容器や器具等を把持して操作可能なハンド１０Ｂが先端に設けられているアーム１０Ａを有するように構成されている。また、作業台４の上には、それぞれ検体や試薬や操作器具や実験作業用の装置（インキュベータや遠心分離器）等が作業者３の手によって所定の位置に予め配置されている。
【００１３】
図１の例では、ロボット１０は、アーム１０Ａとして多関節アームを有する単腕型のロボットとして記載されているが、かかる構成に限定されることはなく、例えば、アーム１０Ａとして２本の多関節アームを有する双腕型のロボット等であってもよい。
【００１４】
プログラム生成装置３０は、図２に示すように、プロセッサ３０Ａと、メモリ３０Ｂと、入出力部（Ｉ/Ｏ）３０Ｃと、ストレージ３０Ｄと、これらを相互に接続するバス３０Ｅとを具備している。プロセッサ３０Ａは、メモリ３０Ｂ及びストレージ３０Ｄの少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、その実行結果に応じて入出力部３０Ｃを介したデータの入出力を行う。また、生成された或いは外部から転送されたプログラムは、ストレージ３０Ｄに格納される。この結果、プログラム生成装置３０の様々な機能が実現される。図３に、これらの機能を仮想的なブロック（以下、機能ブロック）として表したものを示す。
【００１５】
図３に示すように、プログラム生成装置３０は、機能ブロックとして、判断部３１と、ユーザインターフェイス３２と、生成部３３と、転送部３４とを具備している。
【００１６】
判断部３１は、プログラム実行開始指示の入力に応じて、プログラム実行開始可能条件が満たされているか否かについて判断するように構成されている。
【００１７】
かかるプログラム実行開始指示は、ロボットコントローラ２０に対して所定プログラムの実行を開始するように指示するために、作業者３によって入力されるものである。かかるプログラム実行開始指示は、教示装置４０に入力されてもよいし、ロボットコントローラ２０に入力されてもよいし、プログラム生成装置３０に入力されてもよい。また、所定プログラムは、ロボットコントローラ２０によって実行され得るプログラムである。
【００１８】
例えば、判断部３１は、所定プログラムのプログラム生成装置３０からロボットコントローラ２０への転送が完了した場合に、プログラム実行開始可能条件が満たされていると判断するように構成されていてもよい。
【００１９】
なお、本実施形態に係るロボットシステム１では、判断部３１は、プログラム生成装置３０内に設けられているが、プログラム生成装置３０内に設けられずにロボットコントローラ２０内に設けられていてもよい。
【００２０】
ユーザインターフェイス３２は、作業者３等のユーザに対するインターフェイスの役割を果たすように構成されている。例えば、ユーザインターフェイス３２は、入出力部３０Ｃによって構成されている。
【００２１】
生成部３３は、ユーザインターフェイス３２を介して入力された操作内容等に基づいて、上述の所定プログラムを生成するように構成されている。生成部３３は、ロボットコントローラ２０で実行され得る所定プログラムだけでなく、ＰＬＣ５０で実行され得る所定プログラムについても生成することができるように構成されている。
【００２２】
転送部３４は、ユーザインターフェイス３２を介した転送開始指示の入力に応じて、ロボットコントローラ２０に対して所定プログラムを転送するように構成されている。
【００２３】
ロボットコントローラ２０は、ロボット１０を制御するように構成されており、図４に示すように、プロセッサ２０Ａと、メモリ２０Ｂと、入出力部（Ｉ/Ｏ）２０Ｃと、ストレージ２０Ｄと、これらを相互に接続するバス２０Ｅとを具備している。プロセッサ２０Ａは、メモリ２０Ｂ及びストレージ２０Ｄの少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、その実行結果に応じて入出力部２０Ｃを介したデータの入出力を行う。この結果、ロボットコントローラ２０の様々な機能が実現される。図５に、これらの機能を仮想的なブロック（以下、機能ブロック）として表したものを示す。
【００２４】
図５に示すように、ロボットコントローラ２０は、機能ブロックとして、制御部２２を具備している。ここで、上述の判断部３１が、プログラム生成装置３０内に設けられていない場合、ロボットコントローラ２０は、上述の判断部３１と同様の機能を具備する判断部２１を具備するように構成されていてもよい。
【００２５】
制御部２２は、判断部２１によってプログラム実行開始可能条件が満たされていると判断された場合に、所定プログラムの実行を開始してロボット１０を制御するように構成されている。
【００２６】
なお、生物学的な実験作業は、溶接や簡易的な搬送作業等の産業用ロボットで主流となっている用途よりも、作業工程が複雑で且つ長大なものが多く、ロボットコントローラ２０が実行するプログラムの容量が大きくなる傾向がある。このため、ロボットコントローラ２０以外の制御機器（ここでは、プログラム生成装置３０のメモリ３０Ｂ又はストレージ３０Ｄであるが、これらに限らない）に保存されたプログラムをロボットコントローラ２０に転送するのに、相対的に転送時間が長くなる（数分〜数十分程度）。
【００２７】
本実施形態の構成によれば、ロボット１０による生物学的な実験作業を開始するための準備として検体や器具等の配置作業が完了する前に、所定プログラムの転送を開始することができるので、プログラムを転送することと並行して作業者が作業台４上の状態を調える作業を行うことができ、かかる準備を完了するまでに必要な時間を短縮することができる。一方、プログラム実行開始可能条件が満たされる前にロボットコントローラ２０による所定プログラムの実行が開始されることがないので、作業者３の安全を確保することができる。
【００２８】
また、本実施形態に係るロボットシステム１において、プログラム生成装置３０の転送部３４は、所定プログラムを分割して転送するように構成されていてもよい。
【００２９】
かかる構成によれば、分割プログラムごとに実行する際に必要な準備の内容及びプログラム実行開始可能条件を決めておくことで、例えば、ロボット１０の動きを伴わない分割プログラムの実行中に、次の分割プログラムを実行する際に必要な準備を行いつつ、次の分割プログラムの転送を行うことができるので、ロボットによる作業の準備時間の短縮、容易化及びミス防止を実現することができ、その結果、ロボット１０及び人が共存した場合の人への負荷を減らすことが可能となる。
【００３０】
また、分割したプログラムのうち、転送が完了したものの実行と、残りの分割プログラムの転送とを並行して行なうことにより、プログラムの転送開始から、ロボット１０が実際に動作を開始するまでの時間を短縮することができる。
【００３１】
特に、生物学的な実験作業の場合は、検体及び試薬の反応を待つためのポーズ時間が含まれる事が多く、ポーズまでの作業に相当するプログラムのみ分割して転送しておくことで、残りのプログラムの転送時間を確保することができる。
【００３２】
また、本実施形態に係るロボットシステム１において、プログラム生成装置３０の判断部３１は、ロボットコントローラ２０に対する所定プログラムの転送量が所定量に達した場合、プログラム実行開始可能条件が満たされていると判断するように構成されていてもよい。
【００３３】
かかる構成によれば、所定プログラムの全てがロボットコントローラ２０に転送する前に、ロボットコントローラ２０による所定プログラムの開始準備（通常、ロボット１０の動作を伴わない）を行うことができるため、セキュリティを確保しつつ、ロボットによる作業の準備時間を短縮することができる。
【００３４】
また、本実施形態に係るロボットシステム１において、ロボット１０の設置場所の周囲に作業者３の侵入を禁止するためのセル２が設けられていてもよい。かかる構成によれば、作業者３等が、動作しているロボット１０に近づいて事故が発生してしまうという事態を回避することができるので、セキュリティを確保した上で、ロボット１０及び人の共存を実現することができる。
【００３５】
ここで、本実施形態に係るロボットシステム１において、セル２は、開閉可能な出入口２Ａと、出入口２Ａを介してセル２内への作業者３の侵入を検知するセンサ２Ｂとを具備していてもよい。
【００３６】
かかる場合、ロボットコントローラ２０の制御部２２は、センサ２Ｂによってセル２内に作業者３がいると検知された場合には、ロボット１０の動作を停止させるように構成されていてもよい。
【００３７】
かかる構成によれば、作業者３等が、動作しているロボット１０に近づいて事故が発生してしまうという事態を回避することができるので、セキュリティを確保した上で、ロボット１０及び人の共存を実現することができる。
【００３８】
なお、本実施形態に係るロボットシステム１において、プログラム生成装置３０の判断部３１は、所定プログラムのプログラム生成装置３０からロボットコントローラ２０への転送が完了した後、セル２の出入口２Ａ（後述）が閉まっている場合に、プログラム実行開始可能条件が満たされていると判断するように構成されていてもよい。
【００３９】
教示装置４０は、ロボットコントローラ２０に接続されている無線装置（図示せず）と通信可能に構成されている。作業者３は、かかる教示装置４０を把持して操作することができる。ここで、教示装置４０は、作業者３の操作に応じて、ロボットコントローラ２０を介して、ロボット１０を制御するように構成されている。なお、教示装置４０は、「Ｔｅａｃｈｉｎｇ  Ｐｅｎｄａｎｔ」や「Ｐｒｏｇｒａｍｉｎｇ  Ｐｅｎｄａｎｔ」等とも呼ばれている。
【００４０】
具体的には、教示装置４０は、複数の操作キーや表示画面やイネーブリングスイッチ等を備えており、さらに、ロボットコントローラ２０と同様に、非常停止スイッチを備えている。ここで、表示画面をタッチパネルとして、画面上に表示されたソフトウェアキーをタッチすることで操作キーと同等の機能を表示画面に持たせるようにしてもよい。
【００４１】
なお、教示装置４０は、デッドマンスイッチと呼ばれる機構を備えていてもよい。デッドマンスイッチは、作業者３が教示作業等の際に教示装置４０を把持する箇所に設けられており、作業者３によってデッドマンスイッチが把持されている間のみ、教示装置４０の操作が有効になるという特徴を有している。すなわち、作業者３が、意図せずに操作キーを押下した場合であっても、かかる操作キーの押下に基づく操作を無効とすることで、ロボット１０が突然動作する等の危険を回避することができる。
【００４２】
ＰＬＣ５０は、シーケンス制御を行うことによって、ロボット１０を制御することができるように構成されているマイクロコンピュータである。ロボットコントローラ２０及びＰＬＣ５０の各々で制御されるロボット１０の動作については、任意に決定することができる。
【００４３】
＜ロボットシステムの動作＞
次に、図６を参照して、本実施形態に係るロボットシステム１の動作の一例について説明する。
【００４４】
図６に示すように、ステップＳ１００１において、作業者３が、プログラム生成装置３０を操作することによって、ステップＳ１００２において、プログラム生成装置３０は、所定プログラムを生成する。
【００４５】
ステップＳ１００３において、作業者３が、プログラム生成装置３０に対して、転送指示を入力すると、ステップＳ１００４において、プログラム生成装置３０は、ロボットコントローラ２０に対して所定プログラムを転送する。
【００４６】
ステップＳ１００５において、ロボットコントローラ２０は、作業者３によるプログラム実行開始指示の入力に応じて、プログラム実行開始可能条件が満たされているか否かについて判断し、プログラム実行開始可能条件が満たされているか否かについて判断した場合には、ステップＳ１００６において、所定プログラムを実行することによってロボット１０を制御する。
【００４７】
本実施形態に係るロボットシステム１によれば、作業者３の安全を確保しつつ、ロボット１０による作業（例えば、生物学的な実験作業や薬剤の混合調製作業）の準備時間を短縮することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１…ロボットシステム
２…セル
２Ａ…出入口
２Ｂ…センサ
３…作業者
４…作業台
１０…ロボット
２０…ロボットコントローラ
２１…判断部
２２…制御部
３０…プログラム生成装置
３１…判断部
３２…ユーザインターフェイス
３３…生成部
３４…転送部
４０…教示装置
５０…ＰＬＣ
【図１】
2018015817.tif 000003
【図２】
2018015817.tif 000004
【図３】
2018015817.tif 000005
【図４】
2018015817.tif 000006
【図５】
2018015817.tif 000007
【図６】
2018015817.tif 000008