NACHITECHNICALREPORT

Robots

33B3

Vol.

May/2018■ 新商品・適用事例紹介「ロボットPCツールの紹介」
ロボット事業

Introduction of Robot PC Tool
〈キーワード〉

PCツール・ロボットシミュレータ
オフライン・プログラミング・CAM

ロボット開発部／制御開発室

石井 淳史

Atsushi Ishii

「ロボットPCツールの紹介」

要旨

NACHIロボットの使いやすさを向上させるため、様々なPCツールを開発してきており、大変好評をいただいている。

1. はじめにロボットは自動車産業と電機･電子産業の2つが主な市場である。
自動車産業ではティーチング作業において、「OpenNR-IF」はロボットと接 続 するためのティーチングペンダントでロボットを手動操作

PCアプリケーションを開発するためのツールでしながら動作を記録していく方法がとられている。

あり、PCからロボットを操作、監視が可能になる。

商品寿命が長く、対象が大きいため、実物を見な「FD on DeskⅡ」はロボット言語のプログラがら作業したほうが効率的だからである。

ミング作成に特化しており、高機能プログラミング

一方で電機･電子産業では、PCによるプログラエディタを搭載している。

ミングやCADデータからロボットをティーチング

「FD-ST Easy」はオフラインティーチングにする要求が多い。多品種で商品寿命が短く、人間が特化しており、高精細な描画が特長である。

入れない作業も多いためである。

今回、それらのPCツールについて紹介する。

NACHIでは 電 機･電 子 産 業 の市 場の要 求に応えるため、以下の3つのPCツールを開発してきており、大変好評をいただいている。

Abstract
NACHI has been developing various PC
tools to make the operation of NACHI robots
easier and has been well received by users.
“Open NR-IF”is a tool to develop PC application software that connects with a robot andenables PC to operate and monitor a robot.
“FD on Desk II”specializes in programming therobot language and is equipped with a highperformance programming editor. “FD-STEasy”specializes in off-line teaching and features
a highly detailed drawing. These PC tools are
introduced in this paper.

1「OpenNR-IF」はロボットと接 続 するためのPCアプリケーションを開発するためのツールである。PCからロボットを操作、監視が可能になり、近年盛んなIoT実現にも貢献できる。
「FD on DeskⅡ」はロボット言語のプログラミング作成に特化しており、高機能プログラミングエディタを搭載している。
（図1）「FD-ST Easy」はオフラインティーチングに特化しており、高精細な描画が特長である。
（図2）
本稿ではこれらのPCツールを紹介する。

図1 「FD on DeskⅡ」

図2 「FD-ST Easy」

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「ロボットPCツールの紹介」

2.「OpenNR-IF」
NACHIのロボットをPCから制御するソフト

1）基本機能ウエアツールを作成するためのAPI（アプリケー「OpenNR-IF」で使用できる機能（関数 ）はションプログラミングインタフェース）である。

約200種 類ある。表1にその一 部を紹 介 する。

PCとCFD制御装置をイーサネットケーブルで「取得」は制御装置内のデータをPCに取得する接続して、パソコンからロボット制御するためのこと、「設定」は制御装置内のデータをPCからアプリケーションを、本製品を利用して作成する設定すること、「操作」はロボットを操作することをことができる。

指す。

図3に「OpenNR-IF」のイメージ図を示す。
表1 「OpenNR-IF」の機能
（一部）
分類
固定入出力

イーサネット
ケーブル

汎用入出力
外部機器
カメラ、JoyStick
etc.

PC

ロボット制御装置「OpenNR-IF」で作成したソフト

C++、LabVIEWなどで作成

NACHI_COMMIF_INFO info;
ZeroMemory(&info,sizeof(NACHI_COMMIF_INFO));
info.lKind = NR_DATA_XML;
CHAR chXmlIpAddr[20];ZeroMemory(chXmlIpAddr, 20);
strcpy_s(chXmlIpAddr, 20, IP_ADD);
info.pcAddrs = chXmlIpAddr;
info.lPortNo = 9876;
int nXmlOpenId = NR_Open(&info);
・・変数

システム
情報

モニタ
情報

図3 「OpenNR-IF」イメージ
プログラム
診断

情報

取得

設定

固定入力信号○

固定出力信号○

汎用入力信号○

汎用出力信号

○

○

整数変数値

○

○

実数変数値

○

○

文字列変数値○○

システムバージョン○

プログラム番号○ステップ番号○

各軸エンコーダ値

○

各軸電流値

○

各軸速度

○各軸角度

○

各軸トルク

○

ツール先端位置○

ツール先端速度○

サイクルタイム○

寿命○

視覚装置やジョイスティックなど、外部機器との接続や、独自画面の作成（インターフェース画面）や、パソコンによる遠隔監視やトレーサビリティといった、様々なニーズにあわせたアプリケーションを実現することができる。

3

分類
操作

機能

操作

運転準備 ON ／ OFF

○

起動／停止

○

プログラム選択○

ステップ選択

○

JOG操作

○

絶対位置動作（ツール先端位置指定）○

絶対位置動作（各軸角度指定）○

相対位置動作（ロボット座標シフト）○

相対位置動作（ツール座標シフト）○

相対位置動作（各軸角度シフト）○2）使用方法
（1）取得

（2）設定

制御装置内のデータをPCに取得することがPCから制御装置内のデータを設定することができる。これによって外部からロボットの状態をできる。これによって、外部の情報をロボットに監視が可能。使用方法や環境によって、PULLと与え、動作に反映させることができる。

PUSHの、2種類のモードが使用可能。
（図4）

（3）操作

PULLモードは、PCからロボットにデータ取得

PCからロボットを直接操作することができる。

要求を送信して、制御装置内の最新の状態をPCに外部からロボット操作をさせる場合、制御装置の返信する。
「ロボット起動前に運転準備を確認設定を変更させる必要があるため、セキュリティする」場合など、非定期にデータを取得するときに上の問題は低い。

使用する。
対してPUSHモードは制御装置が設定された周期毎にデータを監視して、前回送信したデータとの差が設定されたしきい値を超えた場合のみ、制御装置にデータを送 信される。
「モーターに流れる電流をグラフ表示する」場合など、定期的にデータを取 得するときにCPUにかかる負荷を小さくすることができる。

PULLモードPUSHモード
データに変化がない場合は送信しない

PC

PC
データ送信

データ送信

図4

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データ送信

非定期なデータ取得に有効

Vol.

データ送信

制御装置

・PCからデータ取得要求が来たら、すぐにPCへ送信。

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データ送信
要求

データ送信
要求

データ送信
要求
制御装置

・一定周期毎に確認
・前回送信した値との差がしきい値を超えたらPCに送信。

定期的なデータ取得に有効

PULLモード、PUSHモード

4

「ロボットPCツールの紹介」

3）使用例「OpenNR-IF」の使用例を紹介する。
「OpenNR-（2）視覚センサ

IF」はソフトウエアツールを作成するためのAPIでカメラから認識した工作物の位置を「OpenNR-あるため、実際のソフトウエアはお客様に作成IF」でロボットに設定することで、外部の視覚いただく必要がある。

センサとの接続が容易になる。

（1）状態監視

従来は制御装 置内部で視 覚センサをコント

ロボットの動作状況、モーターに流れる電流、ロールする必要があったが、「OpenNR-IF」を各 種センサなどの情 報を取 得し続けることで使用すれば、PCが視覚センサを制御して、工作物の監視ソフトを開発することができる。従来は制御位置情報を制御装置に直接通知する。

装置で故障予知などを行なっていたが、制御（3）制御PC
従来はPLCを用いて、ラダープログラムでIO

装置単体では不可能な大規模なデータを処理によるプログラム選択や、サーボオン、再生開始して、兆候を検出することが可能になる。
また、取得したデータをインターネット上になどをタイミングのみ制御していたが、ロボットのクラウドにアップロードすることで、遠隔監視も操 作を「OpenNR-IF」によってPCから行なう可能になる。

ことができる。これにより、C言語などのプログ

図5に監視ソフトのGUI例を示す。ロボットのモーターに流れる電流や速度、CPU負荷など様々なラミング言語で、目標位置計算など複雑な制御が可能になる。

データを、グラフ表示などで見える化する。

図5

5

監視ソフト例

3. ロボットプログラミング作成ソフト「FD on Desk Ⅱ」
ロボットプログラミング作 成ソフト「FD onDeskⅡ」はロボット言語のプログラミング作成に特化したPCソフトである。

3D表示するために3Dビューワー（バーチャルロボット）から構成される。
（図6）
従来の「FD on Desk」ではバーチャルFDのメインシステムとなる高機能プログラミング実機に近い操作が主体であったが、プログラミングエディタと、ティーチングペンダントモニタとエディタを導入することによって、PCツール同一のダイアログ（バーチャルFD）、ロボットをとしてのメリットを活かせるようになった。

図6 「FD on Desk Ⅱ」表示例

1）高機能プログラミングエディタ
NACHIのロボット言語に特化したプログラミングエディタを搭載している。
（1）コンパイル
作成したロボット言語はエディタをワンクリックでコンパイルすることができる。
（2）コマンドの文字色
ロボット言語のコマンド、コメント、変数名、関数名は文字色を変化させて、ユーザーに分かりやすくしている。
（3）コマンドリスト
ロボット言語のコマンドリストが表示される。

図7

コマンドリスト

思い出せないコマンドもリストから探すことができる。コマンドを選 択 するとパラメータのデフォルト値が自動的に設定される。それらのパラメータを書き換えることで、簡単にコマンドを使用できる。
（図7）

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「ロボットPCツールの紹介」

3）オンライン機能（4）入力支援機能
コマンドを途中まで入力すると、予測して使用「FD on DeskⅡ」をインストールしたPCとしたいコマンドを選択できるようになり、タイピロボットコントローラをイーサネットケーブルでングを軽減する。また、選択するとコマンドリスト

接 続 することによってオンライン機 能を使 用

同様、パラメータのデフォルト値が自動的に設定することができる。
（図10）

される。

PC
図10

図8

入力支援機能2）デバッグ機能
作成したロボット言語をデバッグするための機能を搭載している。
（1）ブレークポイント

実機オンライン機能（1）ファイル転送
ロボットプログラムを「FD on DeskⅡ」とロボット実機間で転送することができる。また、設定ファイルのバックアップを取ることができる。
製造ラインのファイル管理に役立つ。
（2）リモート操作「FD on DeskⅡ」でロボット実機を操作する

ブレークポイントを設定することで、プログラムをことができる。Jog操作やチェックゴーなどが途中停止して変数や信号の内容確認ができる。

できる。また、ティーチングペンダントの画面を（図9）マウスやキーボードで遠隔操作することができる。
（3）モニタ機能
実機の変数や信号の内容をモニタで確認ができる。図11に任意変数のモニタを示す。

ブレークポイント図9

ブレークポイント（2）ステップ実行
ステップ実行で1ステップごとにプログラムを実 行 す ることも 可 能。 関 数 の ステップ イン、
ステップアウトも選択可能。

7

図11

任意変数モニタ4. オフラインティーチングソフト「FD-ST Easy」
オフラインティーチングソフト「FD-ST Easy」はオフラインティーチングに特 化したPCソフトである。
新しい「FD-ST Easy」は高 性 能な描 画エンジンを搭載しており、3Dを使用したオフラインティーチングの機能を得意としている。

2）オペレートハンドル
3Dオブジェクトのマウス操作で直感的な操作が可能。ロボットをマウスで手動運転できる。
平面／並進／回転移動が選択的に操作できる。
（図14、図15）1）高精細な描画
高性能な描画エンジンを搭載しており、滑らかな曲線を表示することができる。
（図12）
画面を分割し、視点を変えてモデルを表示する機能なども使用できる。
（図13）

図14

図12

高精細な描画図15

図13

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オペレートハンドル（各軸）

オペレートハンドル（直行座標）

画面分割表示8「ロボットPCツールの紹介」

3）経路自動生成（2）曲線投影オフラインツール上にとり込んだ加工対象の工作物モデルから、加工経路を生成し、ロボット言語形式の作業プログラムを作成する。
工作物の稜線に対して経路を作成する機能、CADソフトなどであらかじめ作成した曲線をプロジェクトにとり込み、指定した曲面に対して面 直 方 向 に 投 影し 経 路 を 作 成ことが できる。
任意の曲線から投影による経路を生成する。
（図18）

指定した工作物の面に対して、あらかじめ作成した曲線を指定した曲面に投影する機能、ラスター（繰返し）経路を作成する機能がある。
（1）稜線
工作物の稜線に対して経路を作成する機能。
工作物の磨き、バリ取りなどのティーチングに使用する。
（図16）

図18

図16

稜線

基準平面とオフセット値を設定して、平面と工作物曲面との交差線から経路を作成する。
（図17）

基準平面オフセット値

図179

基準平面オフセット

曲線投影

（3）ラスター
長さ（L）、幅（W）、ピッチ（P）を設定して、ラスター（繰返し）形状を作成して、曲面に投影する。
（図19）
始点、加工方向は工作物などの3Dオブジェクトをマウスで直接ピックすることで指定できる。
作成したラスターを3Dオブジェクトに投影することで経路を生成することができる。
（図20）

加工方向

始点PW

L

図19

ラスター経路

図20

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ラスターで自動生成された経路

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5. PCツールに求められること
昨今、生産現場にロボットが、より積極的に導入されるようになり、様々な機能、高い性能がロボットに期待されている。
一方でシステムが複雑になるにつれて、ロボットのセッティング、ティーチングに対するオペレーターの負担も高くなってきている。
あらゆるシステムに対して、早く、簡単に対応できるような環境を提供できるように、今後もPCツールの開発をすすめていきたい。

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May / 2018〈発行〉2018 年 5 月 24 日株式会社 不二越 技術開発本部
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