JP2023062780A - ロボットデータ処理サーバ及び軌跡データ算出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】動作プログラムに対して高精度の軌跡データを提供するロボット処理サーバを提供する。【解決手段】ロボットデータ処理サーバは、記憶装置と、通信装置と、処理装置と、を備える。記憶装置は、産業用のロボットの動作プログラムと、当該動作プログラムに対するロボットの時刻毎の動作と、を複数セット含む動作実績データを記憶する。通信装置は、ワイドエリアネットワークを介してクライアント装置と通信することにより、クライアント装置で作成された動作プログラムである動作検証プログラムを受信する。処理装置は、通信装置が受信した動作検証プログラムと、記憶装置に記憶された動作実績データと、に基づいて、当該動作検証プログラムに対するロボットの時刻毎の動作を示す軌跡データを作成する。【選択図】図３

Description

本出願は、主として、産業用のロボットに関するデータを処理するロボットデータ処理サーバに関する。

特許文献１は、動作プログラムによって動作する複数の産業機械を有する生産システムを開示する。生産システムの動作は、セルコントローラによって最適化される。具体的には、セルコントローラは、生産システムから取得した時系列の稼動情報に基づいて、生産システムのタクトタイムに悪影響を与えている部分を分析し、動作プログラムを改良する。セルコントローラが取得した情報は、クラウドサーバに送信される。これにより、複数のセルコントローラで情報を共有する。また、特許文献１には、産業機械の例として、産業用のロボットが挙げられている。

特開２０１７－１９９０７７号公報

産業用のロボットの動作プログラムは、ロボットに行わせる動作を順番に記述したデータである。しかし、実際のロボットの制御においては、ロボットにかかる負荷の大きさなどにより、動作プログラムに対するロボットの各時刻の動作は異なることがある。以下では、ロボットの各時刻の動作を軌跡データと称する。他の物体との干渉又はサイクルタイム等を詳細に検証するためには、動作プログラムに基づいて高精度の軌跡データを作成する必要がある。しかし、動作プログラムに基づいて高精度の軌跡データを作成するためには、例えば、ロボットが動作プログラムに応じてどのように動作するかの実績に関する実績データが必要になる。しかし、実績データを１つの作業拠点で準備することは困難である。

本出願は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、動作プログラムに対して高精度の軌跡データを提供するロボット処理サーバを提供することにある。

本出願の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本出願の第１の観点によれば、以下の構成のロボットデータ処理サーバが提供される。即ち、ロボットデータ処理サーバは、記憶装置と、通信装置と、処理装置と、を備える。前記記憶装置は、産業用のロボットの動作プログラムと、当該動作プログラムに対する前記ロボットの時刻毎の動作と、を複数セット含む動作実績データを記憶する。前記通信装置は、ワイドエリアネットワークを介して外部機器と通信することにより、前記外部機器で作成された前記動作プログラムである動作検証プログラムを受信する。前記処理装置は、前記通信装置が受信した前記動作検証プログラムと、前記記憶装置に記憶された前記動作実績データと、に基づいて、当該動作検証プログラムに対する前記ロボットの時刻毎の動作を示す軌跡データを作成する。

本出願の第２の観点によれば、以下の軌跡データ算出方法が提供される。即ち、ワイドエリアネットワークを介して外部機器と通信することにより、前記外部機器で作成された前記動作プログラムである動作検証プログラムを受信する。受信した前記動作検証プログラムと、産業用のロボットの動作プログラムと、当該動作プログラムに対する前記ロボットの時刻毎の動作と、を複数セット含む動作実績データと、に基づいて、当該動作検証プログラムに対する前記ロボットの時刻毎の動作を示す軌跡データを作成する。

本出願によれば、動作プログラムに対して高精度の軌跡データを提供するロボット処理サーバを提供できる。

ロボットサービス提供システムの概要図。 サーバ、クライアント装置、及びロボットシステムのブロック図。 軌跡作成サービスのフローチャート。 軌跡作成モデルの作成と利用示す説明図。

次に、図面を参照して本出願の実施形態を説明する。初めに、図１を参照して、ロボットサービス提供システム１の概要を説明する。

ロボットサービス提供システム１は、産業用のロボットに関与する企業が提供する情報を集約して、それぞれの企業に様々なサービスを提供するシステムである。

産業用のロボットとは、工場又は倉庫等の作業場で作業を行うロボットである。産業用のロボットは、ティーチングアンドプレイバック型である。ティーチングプレイバック型とは、事前に産業用のロボットの動作を教示し、教示された内容に沿って産業用のロボットが同じ動作を繰り返すことである。産業用のロボットは、例えば、垂直多関節又は水平多関節のアームロボットである。ただし、アームロボット以外のロボット、例えばパラレルリンクロボット等にもロボットサービス提供システム１を適用可能である。産業用のロボットが行う作業は、例えば、組立て、溶接、塗装、機械加工、又は、運搬である。以下では、産業用のロボットを単に「ロボット」と称する。

図１に示すように、産業用のロボットに関与する企業としては、ロボットメーカ、ロボットユーザ、関連メーカ、及び、導入支援企業等が存在する。ロボットメーカは、ロボットの開発、製造、及び保守を行う。ロボットユーザは、ロボットを自社の作業場に導入して、ロボットに作業を行わせる。関連メーカは、例えば、作業ツール又はセンサ等の周辺機器を製造するメーカである。関連メーカには、ロボットの教示又は管理等を行うためのソフトウェアを提供するメーカが含まれてもよい。導入支援企業は、いわゆるシステムインテグレータであり、ロボットユーザによるロボットの導入を支援する。具体的には、ロボットユーザの作業場に適したロボットの選択、ロボットの教示、又は、導入後の改善提案等を行う。

図１に示すように、ロボットサービス提供システム１は、サーバ１０と、クライアント装置２０と、を備える。

サーバ１０とクライアント装置２０は、それぞれ異なる拠点に設けられている。サーバ１０とクライアント装置２０は、ワイドエリアネットワークを介して互いに通信可能である。ワイドエリアネットワークは、例えばインターネットであるが、インターネット以外であってもよい。インターネット以外の例としては、異なる拠点のローカルエリアネットワーク同士を専用線で接続したネットワークが挙げられる。

サーバ１０は、ロボットデータ処理サーバであり、ロボットに関する情報を集約して後述のサービスを各企業に提供する。サーバ１０は、例えばデータセンターに設けられる。サーバ１０は、１台のハードウェアであってもよいし、複数台のハードウェアが連携した構成であってもよい。例えば、情報を集約して記憶するハードウェアと、クライアント装置２０からの要求に応じて処理を行うハードウェアと、が別であってもよい。サーバ１０は、クラウドコンピューティングサービスにより実現されてもよい。

クライアント装置２０は、ロボットメーカ、ロボットユーザ、関連メーカ、及び、導入支援企業にそれぞれ設けられる。クライアント装置２０は、汎用のＰＣであり、ロボットサービス提供システム１を利用するためのソフトウェアがインストールされている。このソフトウェアを以下では「ロボット稼動支援アプリケーション」と称する。なお、クライアント装置２０は、汎用のＰＣに限られず、ロボットサービス提供システム１を利用するための専用品であってもよい。また、クライアント装置２０は、ＰＣに限られず、タブレット装置又はスマートフォンであってもよい。クライアント装置２０には、ロボット稼動支援アプリケーションとは異なるソフトウェア、具体的には関連メーカが提供した教示ソフトがインストールされていてもよい。

以下では、ロボットメーカに設けられたクライアント装置２０がサーバ１０にデータを送信することを、ロボットメーカがサーバ１０にデータを送信する等のように簡略化して説明する。

次に、ロボットサービス提供システム１で送受信される情報について説明する。以下で示す情報は一例であり、以下で示した以外の情報が送受信されてもよい。

ロボットメーカは、例えば、製造しているロボットの仕様及び演算ツールをサーバ１０へ送信する。ロボットの仕様とは、ロボットのサイズ、アームの可動範囲、及びアームの速度範囲等である。ロボットの仕様は、ロボットの機種と対応付けて送信される。演算ツールは、例えば、動作プログラムに応じてロボットを動作させるソフトウェア、又は、ロボットを教示するためのソフトウェアである。

ロボットユーザは、ロボットを稼動させることで蓄積されたデータをサーバ１０へ送信する。例えば、動作プログラムに応じたロボットの動作、サイクルタイム、又は、故障の発生箇所である。また、ロボットユーザは、サーバ１０から生産支援データを受信することができる。生産支援データは、ロボットを導入又は運用する際に使用されるデータであり、生産支援データは、周辺機器又は作業ツールに関するデータ、又は、ロボットの導入時又は作業の追加時に必要となるプログラム等である。

関連メーカは、ロボットの周辺機器の仕様、周辺機器のドライバ、周辺機器とロボットを連動させるプログラム、又は、ソフトウェアをサーバ１０へ送信する。また、関連メーカは、ドライバ又はソフトウェアがアップデートされた場合は、アップデートファイルをサーバ１０へ送信する。

導入支援企業は、他の企業からサーバ１０に送信された様々なデータを受信する。これにより、導入支援企業は、ロボットユーザのロボットの導入を支援する際に、これらのデータを活用できる。

次に、ロボットサービス提供システム１で提供されるサービスについて簡単に説明する。

サーバ１０は、クラウドプラットフォームとしての仮想的な場所を提供し、各企業の協働を容易にする。サーバ１０は、データ共有機能と、データ蓄積機能と、データ解析機能と、を有する。データ共有機能は、各企業が送信したデータを企業間で共有する機能である。データ蓄積機能は、各企業が送信したデータを蓄積する機能である、データ解析機能は、データ蓄積機能で蓄積されたデータを解析して、新たな情報を作成する機能である。データの解析には、例えばＡＩが用いられることが好ましい。これらの機能を用いて、ロボットサービス提供システム１はサービスを提供する。

ロボットサービス提供システム１は、ロボットの導入時に提供するサービスとして、軌跡データ作成サービス、補正プログラム作成サービス、動作経路作成サービス、導入データ共有サービス、ソフトウェア連携サービス、プログラムライブラリサービス、ロボット導入ＡＩ支援サービスを提供する。各企業は、クライアント装置２０にインストールされたロボット稼動支援アプリケーションにより、これらのサービスの提供を受ける。

軌跡データ作成サービスは、サーバ１０が軌跡データを作成するサービスである。初めに、ロボットユーザ又は導入支援企業は、サーバ１０に動作プログラムを送信する。サーバ１０は、受信した動作プログラムに対して軌跡データを作成し、軌跡データをロボットユーザ又は導入支援企業に送信する。動作プログラムとは、ロボットに行わせる動作を順番に記述したデータである。具体的には、動作プログラムは、ロボットに位置させる教示点、アームを移動させる速度及び加速度を含む。また、他の装置の動作をトリガとしてロボットを動作させる場合は、動作プログラムは、動作タイミングに関する条件を含む。軌跡データは、ロボットの時刻毎の動作である。サーバ１０に蓄積されたデータを用いることにより、高精度な軌跡データを算出できる。なお、軌跡データ作成サービスの詳細については後述する。

補正プログラム作成サービスは、サーバ１０が補正プログラムを作成するサービスである。初めに、ロボットユーザ又は導入支援企業は、サーバ１０に教示点及び作業種別を送信する。作業種別とは、ロボットが行う作業の種類であり、例えば組立て又は溶接である。なお、溶接の場合、溶接の種類又はワークの種類等を更に設定可能であってもよい。サーバ１０は、受信した教示点及び作業種別に基づいて補正プログラムを作成し、補正プログラムをロボットユーザ又は導入支援企業に送信する。補正プログラムとは、教示時と実際の作業時での誤差を補正するためのプログラムである。また、サーバ１０に蓄積されたデータを用いることにより、適切な補正方法をロボットユーザ又は導入支援企業に提案することもできる。

動作経路作成サービスは、サーバ１０が動作経路を作成するサービスである。初めに、ロボットユーザ又は導入支援企業は、干渉データを作成する。干渉データとは、複数の教示点に対して、教示点にロボットの位置及び姿勢を合わせたときにロボットが他の物体と干渉するか否かを対応付けたデータである。ロボットユーザ又は導入支援企業は、干渉データをサーバ１０に送信する。サーバ１０は、干渉データに基づいて動作経路を作成する。動作経路とは、ロボットの教示点を時系列で並べたデータである。サーバ１０に蓄積されたデータを用いることにより、適切な動作経路を作成できる。

導入データ共有サービスは、ロボットユーザにロボットを導入する際の導入データを企業間で容易に共有できるようにするサービスである。導入データとしては、ロボットユーザの作業場のデータ、ワークのデータ、作業内容のデータ、動作プログラムのデータ、又は、周辺機器の制御プログラム等がある。導入データをサーバ１０に保存し、ロボットユーザ又は導入支援企業がアクセスする。これにより、導入データの共有が容易となる。

ソフトウェア連携サービスは、様々な企業が提供するソフトウェアを連携するサービスである。サーバ１０は、ロボットメーカが提供するソフトウェアと関連メーカが提供するソフトウェアとを連携させる。これにより、ロボットと周辺機器を簡単に連動させることができる。また、ロボットメーカが提供する教示ソフトウェアと、ロボットメーカ以外が提供する教示ソフトウェアと、を連動させることにより、２種類の教示ソフトウェアの長所を有効利用できる。

プログラムライブラリサービスは、様々な企業が提供するプログラムをライブラリとして記憶して、企業同士で共有するサービスである。例えば、特定の作業ツールを使用した動作プログラム、センシング又は力覚制御等が必要な動作プログラムの作成にはスキルが要求される。この点、プログラムライブラリサービスでは、汎用的に使用可能な動作プログラムをライブラリとしてサーバ１０に記憶しておく。これにより、ロボットユーザ又は導入支援企業は、この種の動作プログラムを容易に作成できる。

ロボット導入ＡＩ支援サービスは、ロボットユーザがロボットを導入する際において、ＡＩを用いてロボットの導入を支援するサービスである。上述したように、ロボットサービス提供システム１は、ロボットユーザがロボットを導入する際に、ロボットユーザに様々なサービスを提供する。サーバ１０は、このサービスの提供時に取得したデータを蓄積して解析する。具体的には、サーバ１０は、このデータを機械学習させる。これにより、新たなロボットユーザがロボットを導入する際において、過去のロボットユーザが採用したロボット機種、周辺機器、又は、動作プログラム等の傾向に基づいて、新たなロボットユーザに提案を行うことができる。

次に、ロボットサービス提供システム１が上述したサービスを適切に供給するために有する機能について簡単に説明する。

サーバ１０で共有されるデータには、機密性が高いデータが含まれる。例えば、ロボットユーザの作業場のデータ、及び、ワークのデータは機密性が高いことがある。また、共有されるデータには、各企業の顧客情報及び技術情報が含まれる可能性もある。従って、ロボットサービス提供システム１は、機密性が高いデータの漏洩を防止するためのセキュリティ機能を有している。

ロボット稼動支援アプリケーションを用いて、作業場、ワーク、及びロボット等の仮想環境を構築して、ロボットの導入又はロボットの稼動の監視を行うことがある。この場合、ロボット稼動支援アプリケーション上の仮想環境を作業場の実機の環境と常に一致させておくことが好ましい。そのため、ロボット稼動支援アプリケーションは仮想環境を容易に構築又は更新できる機能を有している。

ロボットサービス提供システム１が提供するサービスは多岐にわたる。これらのサービスは、ロボット稼動支援アプリケーションにより提供される。そのため、ロボット稼動支援アプリケーションは、操作者が望む機能を容易に実行できるようなユーザインタフェースを有している。

サーバ１０には様々なデータが蓄積される。例えば、ロボットの導入に関する全てのデータをサーバ１０に送信した場合、上述したセキュリティの課題に加え、通信データ量及びサーバ容量が肥大化するという課題が生じ得る。従って、ロボットサービス提供システム１では、ロボットの導入に関する全てのデータをサーバ１０に送信せず、サービスの提供に関係するデータのみを抽出したり、サービスの提供に関係ない部分のデータを軽量化したりする機能を有する。

次に、図２を参照して、サーバ１０、クライアント装置２０、及びロボットシステム４０の構成について説明する。

サーバ１０は、通信装置１１と、処理装置１２と、記憶装置１３と、を備える。通信装置１１は例えば通信モジュールであり、外部機器としてのクライアント装置２０等と通信する。処理装置１２は、例えばＣＰＵであり、プログラムを実行することにより、様々な処理を行う。記憶装置１３は、ハードディスク又はＳＳＤであり、上述したプログラムを含む様々なデータを記憶する。処理装置１２が行う処理及び記憶装置１３に記憶されるデータの詳細は後述する。

クライアント装置２０は、上述したように、各企業に設けられており、ロボット稼動支援アプリケーションがインストールされている。クライアント装置２０は、サーバ１０と、同様に、通信装置、処理装置、記憶装置を備える。また、クライアント装置２０は、更に、表示装置及び入力装置を備える。表示装置は液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイであり、処理装置が作成した画像を表示する。入力装置は、マウス、キーボード、タッチパネル等であり、人の操作を受け付ける。

クライアント装置２０は、作成した動作プログラム又はサーバ１０から受信した動作プログラムをロボットシステム４０に送信する。ロボットシステム４０は、ロボット制御装置４１と、ロボット４２と、を備える。

ロボット制御装置４１は、ＣＰＵ等の処理装置と、ハードディスク、ＳＳＤ、又はフラッシュメモリ等の記憶装置と、を備える。処理装置は、記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、ロボット４２を制御する。

ロボット４２は、複数のアーム４２ａと、作業ツール４２ｂと、センサ４２ｃと、を備える。複数のアーム４２ａはモータ等のアクチュエータの動力により、それぞれ個別に動作する。作業ツール４２ｂは、ワークに対する作業を行う。作業ツール４２ｂは、例えば、ワークを保持するハンド、又は、ワークを溶接する溶接トーチである。センサ４２ｃは、それぞれのアーム４２ａの回転角度を検出してロボット制御装置４１へ出力する。

以上の構成により、ロボット制御装置４１は、動作プログラムと、センサ４２ｃが検出した回転角度と、に基づいて、アクチュエータを制御してアーム４２ａを動作させたり、作業ツール４２ｂに作業を行わせたりする。

次に、図２から図４を参照して、軌跡データ作成サービスについて詳細に説明する。

軌跡データ作成サービスは、上述したように、クライアント装置２０が作成した動作プログラムに基づいて、サーバ１０が軌跡データを作成してクライアント装置２０に送信するサービスである。また、サーバ１０を基準とした場合、クライアント装置２０が外部機器に相当する。

クライアント装置２０が動作プログラムを作成する処理は、一般的に行われている処理であるため、簡単に説明する。クライアント装置２０は、仮想空間に作業場の３次元データ、ロボットの３次元データ、及びワークの３次元データを配置する。次に、ロボットがワークに対して行う作業の内容に基づいて、ロボットの教示点を作成する。また、周辺機器に連動してロボットを動作する場合は、周辺機器から受信する信号等をトリガとして次の教示点に移動するように動作条件を設定する。本実施形態では、クライアント装置２０は、ロボットメーカが提供する教示ソフトウェアではなく、関連メーカが提供する教示ソフトウェアで動作プログラムを作成する。

なお、動作プログラムの作成方法は一例であり、上記とは異なっていてもよい。例えば、仮想空間ではなく実際の作業場でロボットを動かして教示する方法で動作プログラムを作成してもよい。ただし、後述する干渉チェックのためには、仮想空間を構築して動作プログラムを作成する方が好ましい。

以下、図３に示すサーバ１０のフローチャートに沿って、サーバ１０が行う具体的な処理を説明する。また、以下では、クライアント装置２０が作成する動作プログラムを「動作検証プログラム」と称し、サーバ１０が蓄積した動作プログラムと区別する。

サーバ１０は、クライアント装置２０から動作検証プログラム及び追加情報を受信する（Ｓ１０１）。動作検証プログラムは、プログラムコードが記載されたテキストデータである。また、プログラムコードの書式は決まっている。従って、動作検証プログラムを作成した教示ソフトウェア以外のソフトウェアを用いてプログラムの内容を容易に取得できる。サーバ１０は、動作検証プログラムを読み取って、軌跡データの作成に必要な情報を抽出する。具体的には、サーバ１０は、動作検証プログラムから、少なくとも教示点を抽出する。教示点は動作検証プログラムに確実に含まれているデータである。

更に、サーバ１０は、動作検証プログラムに含まれていれば、ツール種類、ワーク重量、及びロボット機種を動作検証プログラムから抽出する。これらの情報が動作検証プログラムに含まれているか否かは、動作検証プログラムを作成したソフトウェアの設定等に依存する。追加サーバ１０は、動作検証プログラムから必要な情報を抽出できない場合、クライアント装置２０に追加情報の送信を要求する。追加情報とは、軌跡データの作成に必要であって、かつ、動作検証プログラムに含まれていない情報である。例えば、クライアント装置２０は、入力フォームを表示装置に表示し、足りない追加情報を作業者に入力させる。

なお、クライアント装置２０は、作業者の認証を経た後に、追加情報を記憶装置から検索してサーバ１０に送信してもよい。また、クライアント装置２０の教示ソフトウェアが、ロボットサービス提供システム１に対応するようにカスタマイズされているのであれば、サーバ１０が必要とする全ての情報を記憶装置から読み出してサーバ１０に送信してもよい。また、クライアント装置２０は、動作検証プログラムの全体ではなく一部をサーバ１０に送信してもよい。例えば、クライアント装置２０は、動作検証プログラムから教示点等の必要な情報を抽出して、サーバ１０に送信してもよい。本明細書では、動作検証プログラムの一部を送信している場合であっても、動作検証プログラムを送信しているとみなす。

次に、サーバ１０は、動作検証プログラムに対する軌跡データを作成する（Ｓ１０２）。軌跡データは、上述したように、ロボット４２の時刻毎の動作である。更に詳細には、軌跡データは、サンプリング周期毎の各時刻における、ロボット４２のそれぞれのアーム４２ａの回転角度である。また、軌跡データに記述された最後の動作の完了時刻はサイクルタイムに相当する。つまり、軌跡データはサイクルタイムに関する情報を含む。軌跡データは、動作検証プログラムと、追加情報と、ロボット制御ロジックと、軌跡作成モデルと、動力学プログラムと、に基づいて作成される。以下、それぞれのデータの詳細を説明する。

ロボット制御ロジックは、ロボットメーカから提供されたデータであり、記憶装置１３に記憶されている。ロボット制御ロジックは、動作プログラムに基づいてロボットを制御する処理の詳細を含む。具体的には、ロボット制御装置４１がロボット４２のアクチュエータを動作させる処理の流れを示す情報である。ロボット制御ロジックは、ロボットの機種に対応付けられている。サーバ１０は、動作検証プログラム又は追加情報に含まれるロボットの機種に応じたロボット制御ロジックを適用する。ロボット制御ロジックを用いて軌跡データを作成することにより、高精度な軌跡データを作成できる。一般的には、ロボットメーカ以外の教示ソフトにはロボット制御ロジックが含まれていない。従って、本実施形態のようにロボットメーカ以外の教示ソフトを用いるロボットユーザにとっては、軌跡作成サービスの提供を受けることにより、より高精度な軌跡データを作成できる。なお、ロボット制御ロジックを用いることは必須では無く、例えばロボットメーカ以外の教示ソフトに格納されているような一般的なロジックで軌跡データを作成してもよい。

また、ロボット４２の作業ツール４２ｂの種類に応じて作業ツール４２ｂの重さが異なる。従って、作業ツール４２ｂの種類は軌跡データに影響する。また、ワークを把持して運搬する場合、ワークの重さが軌跡データに影響する。従って、作業ツール４２ｂの重さとワークの重さを更に考慮してロボット制御ロジックを適用することにより、高精度な軌跡データを算出できる。ワークに関して必要なデータはワークの重さだけであり、ワークの全体の形状は必須では無い。そのため、本実施形態では、ワークの３次元データではなくワークの重さをクライアント装置２０からサーバ１０に送信する。これにより、セキュリティ性を確保できるとともに、通信データ量を抑えることができる。

軌跡作成モデルは、図４に示すように、動作実績データを機械学習することにより構築されるモデルである。動作実績データは、動作プログラムと、動作プログラムを入力したときの実際の軌跡データと、を対応付けたデータである。実際の軌跡データは、例えばセンサ４２ｃの所定時刻毎の検出値である。動作実績データを用いることにより、動作プログラムと軌跡データの相関性、言い換えれば、動作プログラムに対してどのようにロボットが動作するかの傾向が学習される。従って、ロボット制御ロジックを用いて軌跡データを算出する際に、軌跡作成モデルを更に用いることにより、一層高精度な軌跡データを作成できる。

動作実績データはロボットの機種に対応付けられていてもよい。この場合、ロボットの機種を含む動作実績データを機械学習して軌跡作成モデルが作成される。また、モデル利用時にはロボットの機種を含む情報が軌跡作成モデルに入力される。

なお、動作実績データをモデル化せずに、軌跡データの算出に用いてもよい。例えば、アーム４２ａを高速で移動させたり、急加速又は急減速した場合、アクチュエータの負荷が大きいため、アーム４２ａの動作に遅延が生じる可能性がある。動作実績データを解析することにより、アーム４２ａの動作に遅延が生じる時の動作プログラムの特徴を推定できる。例えば、動作検証プログラムがこの特徴を有する場合、サーバ１０は、アクチュエータの遅延を考慮した軌跡データを算出する。

動力学プログラムは、振動及び衝突等の物理現象の影響を考慮して軌跡データを算出するためのプログラムである。動力学プログラムを更に用いて軌跡データを算出することにより、更に高精度な軌跡データを作成できる。動力学プログラムは公知のプログラムであるため詳細な説明を省略する。動力学プログラムに基づく演算は必須ではないため、省略することもできる。

次に、サーバ１０は、動作検証プログラムの最適化の指示を受けたか否かを判断する。動作検証プログラムの最適化とは、ロボット４２の動作の評価が高くなるように動作検証プログラムを修正することである。作業者は、適宜のタイミング、例えば動作検証プログラムの送信時又は軌跡データの作成後等において、最適化が必要か否かを指示する。

最適化の指示が無いと判断した場合、サーバ１０は、軌跡データをクライアント装置２０に送信する（Ｓ１０４）。ロボットユーザの作業者は、サーバ１０から受信した軌跡データをクライアント装置２０の教示ソフトで再生することにより、ロボット４２が各時刻でどのように動作するかを把握できる。これにより、ロボット４２と周囲の物体との干渉の有無を高精度に判定できる。また、ロボットユーザの作業者は、軌跡データからロボット４２の作業のサイクルタイムを把握できる。

最適化の指示があると判断した場合、サーバ１０は、軌跡データが評価基準を満たすか否かを判定する（Ｓ１０５）。軌跡データの評価は、例えば、サイクルタイムと消費エネルギー等に基づいて行う。上述したように、軌跡データに基づいてサイクルタイムを把握できる。サイクルタイムが短いほど、軌跡データの評価が高くなる。また、例えばアーム４２ａの動きに無駄があり、Ａ地点から迂回してＢ地点に到達している場合、消費エネルギーが高くなって評価が低くなる。なお、評価基準として、サイクルタイム及び消費エネルギー以外の項目を設けてもよい。

サーバ１０は、軌跡データが評価基準を満たすと判定した場合、最適化が不要なことをクライアント装置２０に通知して、軌跡データをクライアント装置に送信する（Ｓ１０６）。

サーバ１０は、軌跡データが評価基準を満たさないと判定した場合、修正プログラムを作成する（Ｓ１０７）。修正プログラムとは、動作検証プログラムを修正した動作プログラムである。具体的には、教示点の位置、アーム４２ａの速度、アーム４２ａの加速度、又は、その他のパラメータを変更して修正する。また、修正プログラムは、軌跡データの評価が高くなるように修正することが好ましい。従って、例えばサイクルタイムが短くなるように、又は、消費エネルギーが低くなるように修正することが好ましい。

サーバ１０は、修正プログラムの作成後、修正プログラムに対する軌跡データを作成する（Ｓ１０８）。次に、サーバ１０は、修正プログラムに対する軌跡データの評価を行い、評価基準を満たすか否かを判断する（Ｓ１０９）サーバ１０は、評価基準を満たさないと判定した場合、再びステップＳ１０７からＳ１０９の処理を行って、修正プログラムを更新する。その後、サーバ１０は、評価基準を満たすと判定した場合、修正プログラム及び軌跡データをクライアント装置２０に送信する（Ｓ１１０）。

本実施形態では、評価基準を満たすまで修正プログラムを更新するが、更新回数に上限を定めてもよい。例えば、上限の更新回数だけ修正プログラムを更新しても評価基準を満たさない場合、サーバ１０は、過去に作成した修正プログラムの中で評価が最も高かった修正プログラムをクライアント装置２０に送信する。また、評価基準の設定は必須では無く省略できる。この場合も更新回数に上限を定め、過去に作成した修正プログラムの中で評価が最も高かった修正プログラムをクライアント装置２０に送信すればよい。

ロボットユーザの作業者は、サーバ１０から受信した修正プログラムをクライアント装置２０に記憶し、軌跡データをクライアント装置２０の教示ソフトで再生することにより、ロボット４２が各時刻でどのように動作するかを把握できる。これにより、ロボット４２と周囲の物体との干渉の有無を高精度に判定できる。特に、動作検証プログラムが最適化されているため、ロボットユーザにとって有用な動作プログラムを取得して活用できる。

軌跡作成サービスでは、軌跡データの作成までを行い、干渉の有無については、ロボットユーザのクライアント装置２０で行う。これにより、作業場の３次元データ、ワークの３次元データ等をサーバ１０に提供する必要がなくなるので、セキュリティ性を高くできるとともに、通信データ量を抑えることができる。

以上に説明したように、本実施形態のサーバ１０は、記憶装置１３と、通信装置１１と、処理装置１２と、を備える。記憶装置１３は、産業用のロボット４２の動作プログラムと、動作プログラムに対するロボット４２の時刻毎の動作と、を複数セット含む動作実績データを記憶する。通信装置１１は、ワイドエリアネットワークを介してクライアント装置２０と通信することにより、クライアント装置２０で作成された動作プログラムである動作検証プログラムを受信する。処理装置１２は、通信装置１１が受信した動作検証プログラムと、記憶装置１３に記憶された動作実績データと、に基づいて、動作検証プログラムに対するロボット４２の時刻毎の動作を示す軌跡データを作成する。

これにより、動作実績データを利用できるので高精度な軌跡データを作成できる。

本実施形態のサーバ１０において、通信装置１１は、動作プログラムに含まれていない情報であって、軌跡データの作成に必要な情報である追加情報を受信する。処理装置１２は、追加情報に基づいて軌跡データを作成する。

これにより、動作プログラムだけでは軌跡データを作成できない状況に対応できる。

本実施形態のサーバ１０において、追加情報は、ロボット４２の機種、ロボット４２が使用する作業ツール４２ｂの種類、及び、ロボット４２の作業対象であるワークの重量の少なくとも何れかを含む。

これにより、上述した追加データを用いることにより、より高精度な軌跡データを作成できる。

本実施形態のサーバ１０において、通信装置１１がクライアント装置２０から受信するデータは、クライアント装置２０が記憶しているデータのうち３次元データを除きテキストデータを含む。

これにより、外部機器から受信するデータのサイズを低く抑えることができる。また、機密性が高い３次元データを外部機器の外部に送信することなく、本機能が実現できる。

本実施形態のサーバ１０において、処理装置１２は、動作実績データを機械学習して構築された軌跡作成モデルを用いて、動作検証プログラムに対する軌跡データを作成する。

これにより、動作実績データが示す動作プログラムと軌跡データの相関性の傾向を有効に活用できるので、より精度の高い軌跡データを作成できる。

本実施形態のサーバ１０において、通信装置１１は、処理装置１２が作成した軌跡データをクライアント装置２０に送信する。

これにより、外部機器で軌跡データを活用できる。

本実施形態のサーバ１０において、処理装置１２は、動作検証プログラムに対する軌跡データに基づいて動作検証プログラムを評価し、動作検証プログラムよりも評価が高くなるように動作検証プログラムを修正した修正プログラムを作成する。通信装置１１は、処理装置１２が作成した修正プログラムをクライアント装置２０に送信する。

これにより、より適切な動作プログラムを提案できる。

本実施形態のサーバ１０において、処理装置１２は、修正プログラムを作成して軌跡データを評価する処理を繰り返し、軌跡データが評価基準を満たしたときの修正プログラムを通信装置１１によりクライアント装置２０に送信させる。

これにより、簡単なロジックで評価が高い修正プログラムを作成できる。

本実施形態のサーバ１０において、通信装置１１は、複数の施設にそれぞれ配置されたクライアント装置２０とインターネットを介して通信する。

これにより、複数の施設でサーバ１０を共用できる。

以上に本出願の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記実施形態で示したフローチャートは一例であり、一部の処理を省略したり、一部の処理の内容を変更したり、新たな処理を追加したりしてもよい。例えば、最適化に関する処理を省略してもよい。また、最適化の指示を判断するステップＳ１０３を省略し、全ての動作検証データに対して修正プログラムを作成してもよい。この場合、ステップＳ１１０において、修正プログラムを希望しない作業者のために、動作検証プログラムの軌跡データを追加で送信してもよい。また、本実施形態では、評価条件を満たす１つの修正プログラムをクライアント装置２０に送信するが、複数の修正プログラムを作成してクライアント装置２０に送信してもよい。

上記実施形態のサーバ１０は、データセンターに設けられているが、例えばロボットメーカがロボットサービス提供システム１を提供する場合、ロボットメーカ内にサーバ１０が設けられてもよい。

本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するように構成又はプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、従来の回路、及び/又は、それらの組み合わせ、を含む回路又は処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路又は回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、又は手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、又は、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラム又は構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、又はユニットはハードウェアとソフトウエアの組み合わせであり、ソフトウエアはハードウェア及び/又はプロセッサの構成に使用される。

１ ロボットサービス提供システム
１０ サーバ
１１ 通信装置
１２ 処理装置
１３ 記憶装置
２０ クライアント装置
４０ ロボットシステム
４１ ロボット制御装置
４２ ロボット

Claims (10)

1. 産業用のロボットの動作プログラムと、当該動作プログラムに対する前記ロボットの時刻毎の動作と、を複数セット含む動作実績データを記憶する記憶装置と、
   ワイドエリアネットワークを介して外部機器と通信することにより、前記外部機器で作成された前記動作プログラムである動作検証プログラムを受信する通信装置と、
   前記通信装置が受信した前記動作検証プログラムと、前記記憶装置に記憶された前記動作実績データと、に基づいて、当該動作検証プログラムに対する前記ロボットの時刻毎の動作を示す軌跡データを作成する処理装置と、
   を備えることを特徴とするロボットデータ処理サーバ。
2. 請求項１に記載のロボットデータ処理サーバであって、
   前記通信装置は、前記動作検証プログラムに含まれていない情報であって、前記軌跡データの作成に必要な情報である追加情報を受信し、
   前記処理装置は、前記追加情報に基づいて前記軌跡データを作成することを特徴とするロボットデータ処理サーバ。
3. 請求項２に記載のロボットデータ処理サーバであって、
   前記追加情報は、前記ロボットの機種、前記ロボットが使用する作業ツールの種類、及び、前記ロボットの作業対象であるワークの重量の少なくとも何れかを含むことを特徴とするロボットデータ処理サーバ。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載のロボットデータ処理サーバであって、
   前記通信装置が前記外部機器から受信するデータは、前記外部機器が記憶しているデータのうち３次元データを除きテキストデータを含むことを特徴とするロボットデータ処理サーバ。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載のロボットデータ処理サーバであって、
   前記処理装置は、前記動作実績データを機械学習して構築された軌跡作成モデルを用いて、前記動作検証プログラムに対する前記軌跡データを作成することを特徴とするロボットデータ処理サーバ。
6. 請求項１から５までの何れか一項に記載のロボットデータ処理サーバであって、
   前記通信装置は、前記処理装置が作成した前記軌跡データを前記外部機器に送信することを特徴とするロボットデータ処理サーバ。
7. 請求項１から６までの何れか一項に記載のロボットデータ処理サーバであって、
   前記処理装置は、前記動作検証プログラムに対する前記軌跡データに基づいて前記動作検証プログラムを評価し、前記動作検証プログラムよりも評価が高くなるように前記動作検証プログラムを修正した修正プログラムを作成し、
   前記通信装置は、前記処理装置が作成した前記修正プログラムを前記外部機器に送信することを特徴とするロボットデータ処理サーバ。
8. 請求項７に記載のロボットデータ処理サーバであって、
   前記処理装置は、前記修正プログラムを作成して前記軌跡データを評価する処理を繰り返し、前記軌跡データが評価基準を満たしたときの前記修正プログラムを前記通信装置により前記外部機器に送信させることを特徴とするロボットデータ処理サーバ。
9. 請求項１から８までの何れか一項に記載のロボットデータ処理サーバであって、
   前記通信装置は、複数の施設にそれぞれ配置された前記外部機器とインターネットを介して通信することを特徴とするロボットデータ処理サーバ。
10. ワイドエリアネットワークを介して外部機器と通信することにより、前記外部機器で作成された前記動作プログラムである動作検証プログラムを受信し、
    受信した前記動作検証プログラムと、産業用のロボットの動作プログラムと、当該動作プログラムに対する前記ロボットの時刻毎の動作と、を複数セット含む動作実績データと、に基づいて、当該動作検証プログラムに対する前記ロボットの時刻毎の動作を示す軌跡データを作成することを特徴とする軌跡データ算出方法。

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