(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生産ラインに設置する複数の産業用ロボットの動作を制御するリアルタイムオペレーティングシステムを用いたモーションコントローラを有するファクトリオートメーションコンピュータを備える産業用ロボットの制御システムにおいて、前記複数の産業用ロボットにおける各電動アクチュエータに接続し、かつ当該各電動アクチュエータに対する制御信号の出力及び前記産業用ロボットに係わるＩ／Ｏポートを有する複数のサーボアンプと、制御を司るマスターと入出力スレーブにより構成し、少なくとも制御信号及びＩ／Ｏ信号を連結したプロセスデータをフレームに載せて伝送するリアルタイム通信方式を用いて、各サーボアンプとモーションコントローラを接続するサーボネットワークと、上流情報に基づき作業工程単位で標準化した固定サイクルによる、前記上流情報における、部品情報，ツール情報及びワーク情報を用いた一次情報を含む複数の定形サブルーチンに係わるロボット動作プログラムを設定するとともに、この複数の定形サブルーチンから選択した前記産業用ロボットに対応する定形サブルーチンであって、かつ前記上流情報におけるロボット機構情報及びジグ情報を含む二次情報による修正，この修正に基づくシミュレーションの実行によるティーチング及び実際の生産ラインにおける微調整ティーチングを行うことにより得る、標準サブルーチンとして用いる定形サブルーチンに係わるロボット動作プログラム，及びマルチタスクマネージャ機能を有するメインルーチンに係わる工程動作プログラムを用いて複数の産業用ロボットに対するマルチタスク制御を行うモーションコントローラと、を備えることを特徴とする産業用ロボットの制御システム。
【請求項２】
前記産業用ロボットには、生産ラインに設置する、垂直多関節ロボット，水平多関節ロボット，デルタ型ロボットの一又は二以上を含むことを特徴とする請求項１記載の産業用ロボットの制御システム。
【請求項３】
前記ファクトリオートメーションコンピュータは、ユーザアプリケーションプログラムを実行する汎用コンピュータ機能を有するコントローラを備えることを特徴とする請求項１記載の産業用ロボットの制御システム。
【請求項４】
前記サーボネットワークは、イーサーネットに対して互換性を有するオープンプロトコルを用いたネットワークにより構成することを特徴とする請求項１記載の産業用ロボットの制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産ラインに設置する複数の産業用ロボットの動作を制御する際に用いて好適な産業用ロボットの制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、大量の製品製造を行う生産工場の生産ラインでは、多くの産業用ロボットが配置され、産業用ロボットの連携による一連の生産が行われる。この場合、産業用ロボットは、複数のアクチュエータの動作が複合した動きとなるため、各産業用ロボットが担うそれぞれの作業工程に対応する動きが実現されるように、各産業用ロボットに対応する専用の制御システム（ロボットコントローラ）を接続して正確な制御を行っている。
【０００３】
従来、このような複数の産業用ロボットを制御する制御システムとしては、特許文献１に開示されるロボット制御装置及び特許文献２で開示されるロボットシステムにおける制御システムが知られている。特許文献１に開示されるロボット制御装置は、複数のロボットのうち１台が故障しても他のロボットが支援できるように制御するロボット制御装置の提供を目的としたものであり、具体的には、ワークがコンベヤ装置により搬送される塗装ラインに、複数の塗装用ロボットがブロック化されて設置され、第１ブロックのロボットコントローラは第１のシステムコントローラに管理され、第２ブロックのロボットコントローラは第２のシステムコントローラに管理され、両システムコントローラはホストコンピュータに管理され、一方、塗装用ロボットのうち１台が故障するとプログラム設定器がホストコンピュータとの信号回線を遮断するとともに、同一ブロック内の他のロボットが支援する制御を行うようにしたものである。
【０００４】
また、特許文献２に開示されるロボットシステム（制御システム）は、一連の作業を複数の作業ロボットに作業分割して実行するロボットシステムで、一部の作業ロボットの一部の作業区分に遅延が発生しても、他の作業ロボットに待ち時間が発生することなく生産性を向上させるようにしたことを目的としたものであり、具体的には、アームロボットに設けられたロボットコントローラに、ｎ個の作業区分を割り振るとともに、アームロボットに設けられたロボットコントローラに、ｎ個よりも少ないｍ個の作業区分を割り振り、他方、いずれかのアームロボットでの作業区分の作業で遅延が生じたときは、遅延が生じたアームロボットよりも下流のアームロボットに設けられたロボットコントローラに、未実施となっている作業区分を割り振りし直す再割り振り処理を実行し、さらに、再割り振り処理を実行する際には、各ロボットコントローラに割り振られる作業区分の数の上限をｎ個にしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２６５５３５号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１８０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した従来における複数の産業用ロボットを制御する制御システムは、次のような問題点があった。
【０００７】
第一に、各ロボットに対応する専用のロボットコントローラを備え、各ロボットコントローラにより、各ロボットが担うそれぞれの作業工程に対応する動きとなるように制御するため、設置するロボット台数に対応する数だけロボットコントローラを必要とする。したがって、大幅なコストアップを招くとともに、各ロボットコントローラを設置する設置スペースの確保も必要になる。なお、各ロボットコントローラを一カ所に集約し、ホストコンピュータと一緒にパッケージングするなどの手法により、見掛け上、ロボットコントローラをロボット本体の近傍から排除することも可能であるが、型式的な変更にすぎないため、結局は、ホストコンピュータ側の大型化に繋がるとともに、ケーブル類の煩雑化を招くことになり、コスト削減及びシステム全体の小型化を実現する観点からの有効性は期待できない。
【０００８】
第二に、各ロボット毎にティーチングを行い、その上で各ロボット間の動作を連携する必要があるため、各ロボットコントローラにおける設定やティーチングに時間がかかるとともに、特に、高速動作に対して正確かつ円滑な連携動作を行わせるには限界がある。例えば、多関節ロボットでは、多関節に対応する複数のアクチュエータを駆動制御し、Ｘ方向，Ｙ方向，Ｚ方向，回転方向の動きを複合した動きとなるように、ロボットコントローラによりそれぞれ制御するため、ティーチングの容易化を図り、かつ生産ラインの迅速な立ち上げを実現するのは容易でないとともに、各ロボットにおける正確かつ円滑な連携動作を行わせるのも容易でない。
【０００９】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した産業用ロボットの制御システムの提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するため、生産ラインに設置する複数の産業用ロボットの動作を制御するリアルタイムオペレーティングシステム（以下、ＲＴＯＳ）を用いたモーションコントローラを有するファクトリオートメーションコンピュータ（以下、ＦＡＰＣ）２を備える産業用ロボットの制御システム１において、複数の産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…における各電動アクチュエータに接続し、かつ当該各電動アクチュエータに対する制御信号の出力及び産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…に係わるＩ／Ｏポートを有する複数のサーボアンプＡｖ１…，Ａｈ１…と、制御を司るマスターと入出力スレーブにより構成し、少なくとも制御信号及びＩ／Ｏ信号を連結したプロセスデータを、フレームに載せて伝送するリアルタイム通信方式を用いて、各サーボアンプＡｖ１…，Ａｈ１…とモーションコントローラ３を接続するサーボネットワーク４と、上流情報Ｄｕに基づき作業工程単位で標準化した固定サイクルによる、上流情報Ｄｕにおける、部品情報Ｆｐ，ツール情報Ｆｔ及びワーク情報Ｆｗを用いた一次情報を含む複数の定形サブルーチンＣｃ…に係わるロボット動作プログラムを設定するとともに、この複数の定形サブルーチンＣｃ…から選択した産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…に対応する定形サブルーチンＣｃ…であって、かつ上流情報Ｄｕにおけるロボット機構情報Ｆｒ及びジグ情報Ｆｊを含む二次情報による修正，この修正に基づくシミュレーションの実行によるティーチング及び実際の生産ラインにおける微調整ティーチングを行うことにより得る、標準サブルーチンＣｓ…として用いる定形サブルーチンＣｃ…に係わるロボット動作プログラム，及びマルチタスクマネージャ機能を有するメインルーチンＣｍに係わる工程動作プログラムを用いて複数の産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…に対するマルチタスク制御を行うモーションコントローラ３と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この場合、発明の好適な態様により、産業用ロボットには、生産ラインに設置する、垂直多関節ロボットＲｖ１，Ｒｖ２…，水平多関節ロボットＲｈ１，Ｒｈ２…，デルタ型ロボットＲｄの一又は二以上を含ませることができる。また、ＦＡＰＣ２には、ユーザアプリケーションプログラムＰｕを実行する汎用コンピュータ機能を有するコントローラ５を設けることができる。一方、サーボネットワーク４には、イーサーネットに対して互換性を有するオープンプロトコルを用いたネットワーク４ｅを設けることができる。
【発明の効果】
【００１２】
このような構成を有する本発明に係る産業用ロボットの制御システム１によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１３】
（１）  複数の産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…に対して一台のコントローラ、即ち、一台のＦＡＰＣ２で足りるため、従来のように、各ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…に対してそれぞれ接続するロボットコントローラは不要になる。したがって、ロボットコントローラの台数に対する飛躍的な削減が可能となり、大幅なコストダウン及び設置スペースの縮小を実現できる。しかも、これに伴う省エネルギ性の向上にも寄与できる。
【００１４】
（２）  各ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…間の動作（同期）を容易に連携できるとともに、高速動作に対しても正確かつ円滑な連携動作を行わせることができる。特に、ねじ締め作業工程，はめ合い作業工程等で代表される複数の作業工程は、各産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…が担う共通の作業工程となるため、各作業工程のルーチンを容易に定形化し、かつ定形化したルーチンを容易に利用できるなど、複数の産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…に対するマルチタスク制御を行うゆえの相乗効果を享受できる。
【００１５】
（３）  定形サブルーチンＣｃ…は、上流情報Ｄｕにおける、部品情報Ｆｐ，ツール情報Ｆｔ及びワーク情報Ｆｗを用いた一次情報を含めて設定したため、各産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…が担う実際の作業工程に係わる定形化を容易に実現できる。この結果、これに伴う各種メリット、具体的には、ティーチングの容易化及び簡略化、更には生産ラインの迅速な立ち上げ等に寄与できるとともに、各ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…の正確かつ円滑な連携動作を実現できる。
【００１６】
（４）  複数の定形サブルーチンＣｃ…から選択した産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…に対応する定形サブルーチンＣｃ…に対して、上流情報Ｄｕにおける二次情報による修正，この修正に基づくシミュレーションの実行によるティーチング及び実際の生産ラインにおける微調整ティーチングを行うことにより得る定形サブルーチンＣｃ…を、標準サブルーチンＣｓ…として用いるようにしたため、定形サブルーチンＣｃ…は、基本的に、上流情報Ｄｕに基づき作業工程単位で標準化された固定サイクルにより構成される。この結果、ティーチング修正自体の容易化も実現可能となり、生産ラインでは微調整程度のティーチングで足りる。
【００１７】
（５）  標準サブルーチンＣｓ…には、上流情報Ｄｕにおけるロボット機構情報Ｆｒ及びジグ情報Ｆｊを含む二次情報により修正した定形サブルーチンＣｃ…を用いたため、いずれも既知情報の利用となる。この結果、自動修正ツール等を利用することにより、最終的に使用する標準サブルーチンＣｓ…を容易に生成できる。
【００１８】
（６）  好適な態様により、産業用ロボットとして、生産ラインに設置する、垂直多関節ロボットＲｖ１，Ｒｖ２…，水平多関節ロボットＲｈ１，Ｒｈ２…，デルタ型ロボットＲｄの一又は二以上を含ませれば、生産ラインに必要となる主要な産業用ロボットをほとんど網羅できるため、産業用ロボットを設置する生産ラインにとって最適な制御システム１を構築できる。
【００１９】
（７）  好適な態様により、ＦＡＰＣ２に、ユーザアプリケーションプログラムＰｕを実行する汎用コンピュータ機能を有するコントローラ５を設ければ、カメラの利用による画像処理やタッチパネルモニタの利用による各種入力処理や表示処理等を実現できるため、生産ラインにおける、より望ましい生産体制を容易に構築できる。
【００２０】
（８）  好適な態様により、サーボネットワーク４を、イーサーネット（登録商標）に対して互換性を有するオープンプロトコルを用いたネットワーク４ｅにより構成すれば、広く普及しているイーサーネットで接続されるロボットシステムに、本発明に係る制御システム１を適用可能になるため、制御システム１の発展性，応用性及び汎用性を高めることができるとともに、システム構築を容易かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の好適実施形態に係る制御システムのブロック系統図、
【図２】同制御システムの使用態様の一例を示すブロック概要図、
【図３】同制御システムの使用態様の他の例を示すブロック概要図、
【図４】同制御システムを備える生産ラインに用いた複数の生産用ロボットを示す全体外観図、
【図５】同制御システムにおける標準サブルーチンを生成するルーチン生成機能の説明図、
【図６】同制御システムにおける標準サブルーチンを生成する基礎となる上流情報（一次情報）の説明図、
【図７】同制御システムにおける標準サブルーチンを生成する基礎となる上流情報（二次情報）の説明図、
【図８】同制御システムにより生成するねじ締め作業工程に係わる定形サブルーチンの固定サイクルを示すフローチャート、
【図９】同制御システムにおける定形サブルーチンの種類の一例を示す表、
【図１０】同制御システムにおける標準サブルーチンの生成手順を説明するためのフローチャート、
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００２３】
まず、本実施形態に係る制御システム１の構成について、図１〜図４を参照して説明する。
【００２４】
最初に、本実施形態に係る制御システム１の理解を容易にするため、制御対象となる産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…を含む全体のシステム概要について、図４を参照して説明する。
【００２５】
制御システム１は、工場等の生産ラインに設置する複数の産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…を制御するＦＡＰＣ（ファクトリオートメーションコンピュータ）２を備えて構成する。
【００２６】
図４は、複数の産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…として、４台の産業用ロボットＲｖ１，Ｒｖ２，Ｒｈ１，Ｒｈ２を例示する。いずれも設置台２１上に配した据置タイプである。具体的には、右端に６軸の垂直多関節ロボットＲｖ１を配し、その隣に５軸の垂直多関節ロボットＲｖ２を配し、さらに、その隣に５軸の水平多関節ロボット（Ａタイプ）Ｒｈ１を配し、その隣となる左端に５軸の水平多関節ロボット（Ｂタイプ）Ｒｈ２を配している。なお、図４に示した産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…は一例であり、その他、デルタ型ロボットＲｄ（図２）や生産ラインに設置して使用する各種タイプの産業用ロボットを適用可能である。また、これらの各ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…，Ｒｄには、各軸を回転させる電動アクチュエータを内蔵する。例示の場合、電動アクチュエータはサーボモータである。このサーボモータには、ステッピングモータ等の位置（角度）を制御可能な各種モータを含めることができる。
【００２７】
このように、産業用ロボットとして、生産ラインに設置する、垂直多関節ロボットＲｖ１，Ｒｖ２…，水平多関節ロボットＲｈ１，Ｒｈ２…，デルタ型ロボットＲｄの一又は二以上を含ませれば、生産ラインに必要となる主要な産業用ロボットをほとんど網羅できるため、産業用ロボットを設置する生産ラインにとって最適な制御システム１を構築できる利点がある。
【００２８】
さらに、設置台２１の各ラック部には、各ロボットＲｖ１，Ｒｖ２，Ｒｈ１，Ｒｈ２に対応したサーボアンプＡｖ１，Ａｖ２，Ａｈ１，Ａｈ２を配置するとともに、各サーボアンプＡｖ１，Ａｖ２，Ａｈ１，Ａｈ２は、対応する各ロボットＲｖ１，Ｒｖ２，Ｒｈ１，Ｒｈ２にそれぞれ接続する。この場合、サーボアンプＡｖ１には、対応する産業用ロボットＲｖ１に使用するサーボモータの数量に対応した数のサーボアンプ回路を内蔵しており、この構成は、他のサーボアンプＡｖ２，Ａｈ１，Ａｈ２も同じである。また、サーボアンプＡｖ１…，Ａｈ１…には、サーボモータ（電動アクチュエータ）に対する制御信号を出力することに加えて、産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…に係わるＩ／Ｏポートを設けている。したがって、各サーボアンプＡｖ１…，Ａｈ１…には、従来のような、各ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…の制御を行うロボットコントローラに対応するコントローラ機能は備えていない。
【００２９】
一方、設置台２１における他のラック部には、一台のＦＡＰＣ２を配置する。そして、このＦＡＰＣ２に、上述した各サーボアンプＡｖ１，Ａｖ２，Ａｈ１，Ａｈ２を接続する。したがって、各サーボアンプＡｖ１…，Ａｈ１…と一台のＦＡＰＣ２が本実施形態に係る制御システム１の骨格を構成する。
【００３０】
次に、本実施形態に係る制御システム１の具体的な構成について、図１〜図３を参照して説明する。
【００３１】
制御システム１は、図１に示すＦＡＰＣ２を備えている。このＦＡＰＣ２は、大別して、汎用コンピュータ機能を有するＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）等の汎用オペレーションシステムを用いたコントローラ５と、ＩＮｔｉｍｅ（登録商標）等のＲＴＯＳ（リアルタイムオペレーティングシステム）を用いたモーションコントローラ３とを備える。
【００３２】
コントローラ５は、汎用コンピュータ機能を有するため、ユーザアプリケーションプログラムＰｕを実行可能である。このため、例示のコントローラ５には、タッチパネルモニタ１１及び監視カメラ１２を接続している。この場合、タッチパネルモニタ１１におけるディスプレイ部は、ＨＤＭＩ（登録商標）ケーブルを介してコントローラ５に接続するとともに、タッチパネルモニタ１１におけるタッチパネル部は、ＵＳＢケーブルを介してコントローラ５に接続可能である。また、監視カメラ１２はイーサーネットを介して画像処理機能部Ｐｖに接続する。この画像処理機能部Ｐｖにより、監視カメラ１２からの画像信号に対する画像処理を行うことができる。
【００３３】
このように、ＦＡＰＣ２に、ユーザアプリケーションプログラムＰｕを実行する汎用コンピュータ機能を有するコントローラ５を設ければ、監視カメラ１２の利用による画像処理やタッチパネルモニタ１１の利用による各種入力処理や表示処理等を実現できる。この結果、生産ラインにおける、より望ましい生産体制を容易に構築できる利点がある。
【００３４】
一方、モーションコントローラ３は、生産ラインに設置する複数の産業用ロボット、即ち、上述した産業用ロボットＲｖ１，Ｒｖ２，Ｒｈ１，Ｒｈ２の動作を制御する機能を備える。モーションコントローラ３は、ＩＮｔｉｍｅ等のＲＴＯＳを用いて構築するため、インターフェイス１３を介して上述したコントローラ５に接続する。これにより、モーションコントローラ３とコントローラ５は共存可能となる。
【００３５】
モーションコントローラ３は、ＲＴＯＳを用いることにより、マイクロセカンド単位のリアルタイムタスクを実行可能に構成するとともに、特に、ユーザアプリケーションプログラムＰｕを含むコントローラ５を一つのタスクとして取込むことにより最低の優先度に位置付けて実行可能に構成することが望ましい。したがって、万が一、コントローラ５が停止しても、モーションコントローラ３によるリアルタイムタスクはその影響を受けることなく実行を継続可能となる。
【００３６】
例示のモーションコントローラ３は、８〜１６〔ｍｓ〕の制御周期により制御軸数が４８軸の制御が可能である。したがって、６軸の多関節ロボットでは８台の同時制御が可能である。また、モーションコントローラ３には、ソフトウェアＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）１４を内蔵し、インターフェイス１５を介して接続するとともに、通信機能部Ｐｔを内蔵し、この通信機能部Ｐｔを介して、付属のタブレット１６を接続する。なお、ソフトＰＬＣ１４は前述した画像処理機能部Ｐｖと接続する。
【００３７】
他方、モーションコントローラ３は、サーボネットワーク４を介して前述したサーボアンプＡｖ１，Ａｖ２，Ａｈ１，Ａｈ２に接続する。この場合、サーボネットワーク４は、イーサーネットに対して互換性を有するオープンプロトコルを用いたネットワーク４ｅにより構成する。このように、サーボネットワーク４を、イーサーネットに対して互換性を有するオープンプロトコルを用いたネットワーク４ｅにより構成すれば、広く普及しているイーサーネットで接続されるロボットシステムに、本実施形態に係る制御システム１を適用可能になるため、制御システム１の発展性，応用性及び汎用性を高めることができるとともに、システム構築を容易かつ確実に行える利点がある。
【００３８】
例示のサーボネットワーク４（ネットワーク４ｅ）には、イーサーキャット（登録商標）を用いた。イーサーキャットのネットワークは、制御を司るマスターと入出力スレーブにより構成し、制御信号，Ｉ／Ｏ信号等を連結したプロセスデータを、ＩＥＥＥ８０２．３標準イーサーネットのフレームに載せて伝送するリアルタイム通信方式であり、コリジョン，ハンドシェイク，オーバーヘッドが生じない利点があるため、高い帯域利用効率の実現が可能となる。なお、その他のサーボネットワーク４としては、メカトロリンク（登録商標）の利用も可能である。
【００３９】
図２は、種類別の産業用ロボット、即ち、垂直多関節ロボットＲｖ，水平多関節ロボットＲｈ，デルタ型ロボットＲｄを制御するモーションコントローラ３を機能ブロックにより表現したものであり、全体の制御を行うマルチタスクマネージャ（メインルーチンＣｍ）により、各ロボットＲｖ，Ｒｈ，Ｒｄをリアルタイムで制御する複数のタスク処理（サブルーチンＣｓ…）を実行できる。また、図３は、応用形態を示したものであり、例えば、制御対象となる産業用ロボット（Ｒｖ，Ｒｈ）の台数が少ないときに、産業用ロボット以外の制御対象、具体的には、精密加工機７１，検査装置７２等と組合わせたシステムを示している。この場合であっても、産業用ロボット（Ｒｖ，Ｒｈ）に同期したリアルタイム制御が可能である。なお、図３において、図２と同一部分には同一符号を付し、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
このように、本実施形態に係る制御システム１によれば、複数の産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…に対して一台のコントローラ、即ち、一台のＦＡＰＣ２で足りるため、従来のように、各ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…に対してそれぞれ接続するロボットコントローラは不要になる。したがって、ロボットコントローラの台数に対する飛躍的な削減が可能となり、大幅なコストダウン及び設置スペースの縮小を実現できる。しかも、これに伴う省エネルギ性の向上にも寄与できる。また、各ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…間の動作（同期）を容易に連携できるとともに、高速動作に対しても正確かつ円滑な連携動作を行わせることができる。特に、ねじ締め作業工程，はめ合い作業工程等で代表される複数の作業工程は、各産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…が担う共通の作業工程となるため、各作業工程のルーチンを容易に定形化し、かつ定形化したルーチンを容易に利用できるなど、複数の産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…に対するマルチタスク制御を行うゆえの相乗効果を享受することができる。
【００４１】
次に、本実施形態に係る制御システム１に備える、定形サブルーチン及び標準サブルーチンの生成機能について、図５〜図１０を参照して説明する。
【００４２】
制御システム１は、産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…に対してマルチタスク制御を行うモーションコントローラ３を備えるため、上述した、ねじ締め作業工程，はめ合い作業工程等で代表される複数の作業工程に係わるサブルーチンを容易に定形化することができる。即ち、各作業工程を、固定サイクルによる定形サブルーチン（ロボット動作プログラム）Ｃｃ…として生成するとともに、この定形サブルーチンＣｃ…の修正により標準サブルーチンＣｓ…を生成できる。
【００４３】
まず、上流情報Ｄｕに基づき複数の作業工程単位で標準化した固定サイクルによる複数の定形サブルーチンＣｃ…に係わるロボット動作プログラムを設定する。
【００４４】
図５は、上流情報Ｄｕを用いたマルチタスク制御を実現するためのルーチン生成ロジックを示している。この場合、上流情報Ｄｕには一次情報と二次情報を含む。図５に示すように、一次情報には、部品情報Ｆｐ，ツール情報Ｆｔ，ワーク情報Ｆｗを含むとともに、二次情報には、ロボット機構情報Ｆｒ，ジグ情報（ジグ配置情報を含む）Ｆｊを含む。したがって、これらの各情報に対しては、図５に矢印で示したように、生産ラインに「ライン変更」が生じた場合にはジグ情報Ｆｊを修正し、「新ツール」が追加された場合にはツール情報Ｆｔに追加し、「新部品」が追加された場合には部品情報Ｆｐに追加し、「ワーク変更」が発生した場合にはワーク情報Ｆｗを変更し、「作業改善」があった場合には固定サイクルの作成時に反映可能である。
【００４５】
図６及び図７は、これらの各情報Ｆｐ，Ｆｔ，Ｆｗ，Ｆｒ，Ｆｊの基礎なる要素を図で示したものである。図６には、上から、一次情報の要素となる、電動ドライバＴｄ（ツール情報Ｆｔ），ねじＰｄ（部品情報Ｆｐ），ワークＷｄ（ワーク情報Ｆｗ）を示す。また、図７には、二次情報の要素となる、産業用ロボットＲｖ（ロボット機構情報Ｆｒ），ジグＪｄ（ジグ情報Ｆｊ）を示す。
【００４６】
この場合、図６に示すように、ワーク情報Ｆｗには、位置情報として、Ｘ軸位置Ｘｗ，Ｙ軸位置Ｙｗ，Ｚ軸位置Ｚｗに係わる３Ｄデータが含まれるとともに、図７に示すように、電動ドライバＴｄに係わるツール情報Ｆｔには、位置情報として、Ｘ軸位置Ｘｔ，Ｙ軸位置Ｙｔ，Ｚ軸位置Ｚｔに係わる３Ｄデータが含まれ、ジグ情報Ｆｊには、位置情報として、Ｘ軸位置Ｘｊ，Ｙ軸位置Ｙｊ，Ｚ軸位置Ｚｊに係わる３Ｄデータが含まれ、ロボット機構情報Ｆｒには、位置情報として、Ｘ軸位置Ｘｒ，Ｙ軸位置Ｙｒ，Ｚ軸位置Ｚｒに係わる３Ｄデータが含まれる。さらに、起点Ｐｏの位置情報として、Ｘ軸位置Ｘｏ，Ｙ軸位置Ｙｏ，Ｚ軸位置Ｚｏに係わる３Ｄデータが含まれる。
【００４７】
以上、位置情報に係わるデータについて記載したが、部品情報Ｆｐ，ツール情報Ｆｔ，ワーク情報Ｆｗ，ロボット機構情報Ｆｒ，ジグ情報Ｆｊには、それぞれ、形状，寸法，型式等の様々なディメンションや性能等に係わるデータが含まれる。
【００４８】
次に、このような上流情報Ｄｕにおける、少なくとも、部品情報Ｆｐ，ツール情報Ｆｔ，ワーク情報Ｆｗの一又は二以上を用いた一次情報により定形サブルーチンＣｃを生成方法について、具体例を挙げて説明する。
【００４９】
図８にフローチャートで例示する作業工程は、ねじ締め作業工程である。以下、このねじ締め作業工程を行う定形サブルーチンの固定サイクルについて、同フローチャートを参照して説明する。
【００５０】
まず、ねじ（部品）Ｐｄを電動ドライバ（ツール）Ｔｄの先端に導入してセットする（ステップＳ１）。この際、セット位置における、ねじＰｄの有無を確認し、無い場合にはリトライ又は中断する（ステップＳ２，Ｓ３）。ねじＰｄを確認し、セットされていれば、電動ドライバＴｄをワークＷｄの上方に位置決めする（ステップＳ２，Ｓ４）。次いで、電動ドライバＴｄを回転動作させるとともに、電動ドライバＴｄを下降させる（ステップＳ５，Ｓ６）。この際、下降位置を監視し、計測タイミングに達した時点でトルク計測を行う（ステップＳ７，Ｓ８）。そして、計測したトルク値が予め設定したリミット値に達したか否かを判定する（ステップＳ９）。
【００５１】
判定により、リミット値に達しない場合は、そのまま電動ドライバＴｄの回転及び下降を継続するとともに、リミット値に達した場合には、電動ドライバＴｄの回転動作及び下降動作を停止する（ステップＳ１０）。また、この時点における電動ドライバＴｄの位置（高さ）を判定する。即ち、ねじＰｄのねじ込み位置が規定の位置範囲に入っているか否かを判定する（ステップＳ１１）。規定の位置範囲に入っていない場合には、所定のエラー処理を行う（ステップＳ１２）。エラー処理において、僅かなズレであって修正可能範囲にあれば、電動ドライバＴｄを再回転動作させる修正処理を行うとともに、大きなズレであって修正不能範囲にあれば、中断処理等を行う。他方、規定の位置範囲に入っていれば、電動ドライバＴｄをホームポジションヘ戻す処理を行う（ステップＳ１３）。
【００５２】
以上が、ねじ締め作業工程に係わる定形サブルーチンＣｃの固定サイクルとなる。一例として、ねじ締め作業工程について説明したが、その他、前述した、はめ合い作業工程やシール作業工程等の様々な作業工程に係わる定形サブルーチンを固定サイクルとして構築し、それぞれデータベースとして内部メモリに設定（登録）する。
【００５３】
図９の表には、２種類のねじ「Ｍ３Ｌ５」，「Ｍ２Ｌ５」と、「部品Ａ」の実装に係わる固定サイクルを、ベータベースの一例として示す。各作業工程に係わる固定サイクルは、前述した図５に示すように、部品の種類や寸法により、パラメータ値や作業の詳細を変更し、いわばひな型となる定形サブルーチンＣｃ…として設定できる。
【００５４】
次に、生産ライン上に産業用ロボットＲｖ１…を設置する際の処理手順（作業手順）について、図１０を参照して説明する。
【００５５】
まず、生産ラインにおける設定対象の産業用ロボット（例えば、産業用ロボットＲｖ１）の作業工程（例えば、ねじ締め作業工程）に対応する定形サブルーチンＣｃを選択し、予め設定したデータベースから読出しを行う（ステップＳＰ１）。そして、読出した定形サブルーチンＣｃに対しては、図５に示すように、二次情報となるロボット機構情報Ｆｒに基づいて設定対象の産業用ロボットＲｖ１の姿勢演算を行う（ステップＳＰ２）。即ち、ロボット機構情報Ｆｒから機構変換式を用いて電動ドライバＴｄの基準位置やジグＪｄの基準位置等を演算する。また、ジグ情報（ジグ位置情報）Ｆｊやワーク情報Ｆｗに基づいてワークＷｄの作業点の座標を演算する（ステップＳＰ３）。これらの演算は、産業用ロボットＲｖ１に対する制御量の算出であり、この制御量に基づき、産業用ロボットＲｖ１に供給する制御信号が生成される。
【００５６】
このように、定形サブルーチンＣｃ…を、上流情報Ｄｕにおける、少なくとも、部品情報Ｆｐ，ツール情報Ｆｔ，ワーク情報Ｆｗの一又は二以上を用いた一次情報を含めて設定すれば、各産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…が担う実際の作業工程に係わる定形化を容易に実現できるため、これに伴う各種メリット、具体的には、ティーチングの容易化及び簡略化、更には生産ラインの迅速な立ち上げ等に寄与できるとともに、各ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…の正確かつ円滑な連携動作を実現できる利点がある。
【００５７】
次いで、読出した定形サブルーチンＣｃと、上述したステップＳＰ２及びＳＰ３により求めた制御信号（制御量）を、自動修正ツール５１に付与し、定形サブルーチンＣｃの設定内容を、生産ラインの状態に合致するように修正処理する（ステップＳＰ４）。即ち、定形サブルーチンＣｃを、実際のロボット機構情報Ｆｒの位置やディメンション、更にはジグＪｄの基準位置等により修正処理する。
【００５８】
このように、上流情報Ｄｕにおける、少なくとも、ロボット機構情報Ｆｒ，ジグ情報Ｆｊの一方又は双方を含む二次情報により、定形サブルーチンＣｃ…を修正するようにすれば、いずれも既知情報の利用となるため、自動修正ツール等を利用することにより、最終的に使用する、後述の標準サブルーチンＣｓ…を容易に生成できる利点がある。
【００５９】
この後、自動修正された定形サブルーチンＣｃに基づくロボット動作プログラムによりシミュレーションを実行する（ステップＳＰ５）。そして、このシミュレーションに基づき、自動ティーチングを実施する（ステップＳＰ６）。これより得られる修正された定形サブルーチンＣｃが標準サブルーチンＣｓとなる。さらに、自動ティーチングにより得られた標準サブルーチンＣｓを使用して実際の生産ラインにおける微調整ティーチングを実施する（ステップＳＰ７）。この際、必要により、マルチタスクマネージャ機能を有するメインルーチンＣｍに対する調整も合わせて行うことが望ましい。これにより、正規に使用する標準サブルーチンＣｓが得られる。また、他の作業工程に対しても、同様の処理手順により固定サイクルとした標準サブルーチンＣｓを求める。
【００６０】
以上により、一又は二以上の標準サブルーチンＣｓ…が得られため、モーションコントローラ３は、この各標準サブルーチンＣｓ…とマルチタスクマネージャ機能を有するメインルーチンＣｍによるロボット動作プログラムを実行し、複数の産業用ロボットＲｖ１…，Ｒｈ１…に対するマルチタスク制御を行うことができる。即ち、メインルーチンＣｍの実行により作業工程毎に対応する標準サブルーチンＣｓ…を実行し、生産ラインに沿った一連の生産動作を行わせることができる。
【００６１】
以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。
【００６２】
例えば、ＦＡＰＣ２には、ユーザアプリケーションプログラムＰｕを実行する汎用コンピュータ機能を有するコントローラ５を設けた場合を例示したが、モーションコントローラ３により本発明に係る制御システム１を機能させることができるものであれば、コントローラ５は必ずしも設ける必要がないとともに、他の処理系により置換可能である。また、サーボネットワーク４として、イーサーキャット，メカトロリンクを例示したが、同様の機能を発揮するものであれば、他の各種ネットワークを利用可能である。さらに、上流情報Ｄｕにおける、部品情報Ｆｐ，ツール情報Ｆｔ，ワーク情報Ｆｗ，ロボット機構情報Ｆｒ，ジグ情報Ｆｊは、例示である。したがって、他の情報を含ませてもよい。なお、ジグＪｄに係わるジグ情報Ｆｊには、一つのジグＪｄのみならず、複数のジグＪｄ…を使用する場合には、それぞれの情報及び相互間の相対情報を含めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、各種生産ラインに設置する複数の産業用ロボットの動作を制御する制御システムとして利用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１：制御システム，２：ファクトリオートメーションコンピュータ（ＦＡＰＣ），３：モーションコントローラ，４：サーボネットワーク，４ｅ：ネットワーク，５：コントローラ，Ｒｖ１…：産業用ロボット（垂直多関節ロボット），Ｒｈ１…：産業用ロボット（水平多関節ロボット），Ｒｄ：デルタ型ロボット，Ｄｕ：上流情報，Ｃｃ…：定形サブルーチン，Ｃｓ…：標準サブルーチン，Ｃｍ：メインルーチン，Ｐｕ：ユーザアプリケーションプログラム，Ｆｐ：部品情報，Ｆｔ：ツール情報，Ｆｗ：ワーク情報，Ｆｒ：ロボット機構情報，Ｆｊ：ジグ情報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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