JP6754883B1 - 制御システム、ローカルコントローラ及び制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示す生産システム1は、複数のローカル機器の協調動作によって、ワークの生産を行うシステムである。以下、ワークの生産過程において、各ローカル機器の作業対象となる物体の全てを「ワーク」という。例えば「ワーク」は、生産システム1における最終生産物、最終生産物の部品、及び複数の部品を組み合わせたユニット等を含む。
制御システム100は、環境管理部110と、複数のローカルコントローラ400とを有する。複数のローカルコントローラ400は、複数のローカル機器2をそれぞれ制御する。
例1)
動作プログラム413の実行に伴うローカル機器2の動作範囲内に、隣接するローカル機器2が位置していないこと。
例2)
動作プログラム413の実行に伴うローカル機器2の作業が実行可能な位置に、作業対象のワーク9が配置されていること。
条件1−1)
動作プログラム413の実行に伴うロボット2Bの作業が実行可能な位置に、作業対象のワーク9が配置されている。
条件1−2)
動作プログラム413の実行に伴うロボット2Cの作業が実行可能な位置に、作業対象のワーク9が配置されている。
条件1−3)
動作プログラム413の実行に伴うロボット10の作業が実行可能な位置に、作業対象のワーク9が配置されている。
条件2−1)
動作プログラム413の実行に伴うロボット2Bの動作範囲内に、ロボット2Cが位置していない。
条件2−2)
動作プログラム413の実行に伴うロボット2Cの動作範囲内に、ロボット2B及び移動型ロボット2Dが位置していない。
条件2−3)
動作プログラム413の実行に伴う移動型ロボット2Dの動作範囲内に、ロボット2Cが位置していない。
続いて、制御方法の一例として、制御システム100が実行する制御手順を例示する。この手順は、データ管理装置200が実行する環境情報の更新手順と、ローカルコントローラ400が実行するローカル機器2の制御手順と、データ管理装置200が実行するタスクプログラム変更手順と、データ管理装置200が実行する異常検知手順と、を含む。以下、各手順を詳細に例示する。
この手順は、ステータス情報に基づいて環境情報を更新することと、外部センサ5による検出結果に基づいて環境情報を更新することとを含む。図8に示すように、データ管理装置200は、まずステップS01を実行する。ステップS01では、いずれかのローカルコントローラ400がステータス情報を出力しているかを情報更新部312が確認する。
図9に示すように、ローカルコントローラ400は、まずステップS11,S12,S13を実行する。ステップS11では、環境情報取得部421が、上位コントローラ300の環境情報格納部311に格納された環境情報を取得する。ステップS12では、タスクプログラム保持部410が記憶する複数のタスクプログラムのいずれかを条件監視部422が選択する。ステップS13では、ステップS11で取得された環境情報が、ステップS12で選択されたタスクプログラムの実行条件を満たすか否かを条件監視部422が確認する。
この手順は、新たなローカル機器2に関する情報を、機器データベースに登録することと、新たなローカル機器2のローカルコントローラ400から収集する当該ローカル機器2のステータス情報に基づく新たな情報の格納領域を環境情報格納部311に設けることと、新たなローカル機器2の追加に伴い、当該ローカル機器2の動作を表す動作プログラムと、実行条件を表す条件ヘッダとを含む新たなタスクプログラムを当該ローカル機器2のローカルコントローラ400から取得することと、新たなタスクプログラムに基づいて新たなローカルコントローラ400による新たなローカル機器2の動作のシミュレーションを実行し、当該シミュレーションの結果に基づいて新たなタスクプログラムを変更することと、を含む。
この手順は、環境情報と、仮想環境情報との比較に基づいて、生産システム1の異常を検知することを含む。図12に示すように、データ管理装置200は、まずステップS41,S42を実行する。ステップS41では、比較部251が、シミュレーション空間における複数のローカル機器2のモデルの状態を、現実空間における複数のローカル機器2の状態に一致させ、複数のローカルコントローラ400による複数のローカル機器2の動作の開始を待機する。ステップS42では、比較部251が、シミュレーション部235によるシミュレーションを開始させる。以後、上述したローカル機器2ごとのシミュレーション手順に従って、シミュレーション部235によるシミュレーションと、仮想情報更新部236による仮想環境情報の更新とが繰り返される。
以上に説明したように、制御システム100は、少なくともロボット2B,2Cを含む複数のローカル機器2をそれぞれ制御する複数のローカルコントローラ400と、複数のローカルコントローラ400と通信可能な環境管理部110と、を備え、環境管理部110は、環境情報を格納する環境情報格納部311と、複数のローカル機器2の動作に応じて環境情報を更新する情報更新部312と、を有し、複数のローカルコントローラ400のそれぞれは、環境情報格納部311に格納された環境情報が所定の条件を満たすか否かを監視する条件監視部422と、環境情報が所定の条件を満たす場合に制御対象のローカル機器2に所定の動作を実行させる動作実行部423と、を有する。
Claims (21)
- 少なくともロボットを含む複数のローカル機器をそれぞれ制御する複数のローカルコントローラと、
前記複数のローカルコントローラと通信可能な環境管理部と、
を備え、
前記環境管理部は、
環境情報を格納する環境情報格納部と、
前記複数のローカル機器の動作に応じて前記環境情報を更新する情報更新部と、を有し、
前記複数のローカルコントローラのそれぞれは、
前記環境情報格納部に格納された前記環境情報が所定の条件を満たすか否かを監視する条件監視部と、
前記環境情報が所定の条件を満たす場合に制御対象のローカル機器に所定の動作を実行させる動作実行部と、
を有する、制御システム。 - 前記複数のローカルコントローラのそれぞれは、制御対象のローカル機器のステータス情報を前記環境管理部に出力するステータス出力部を更に有し、
前記情報更新部は、前記複数のローカルコントローラから取得した前記ステータス情報に基づいて前記環境情報を更新する、請求項1記載の制御システム。 - 前記複数のローカル機器は、第1ローカル機器と、第2ローカル機器とを含み、
前記複数のローカルコントローラは、前記第1ローカル機器を制御する第1コントローラと、前記第2ローカル機器を制御する第2コントローラとを含み、
前記情報更新部は、前記第1ローカル機器の動作に応じて前記環境情報の第1情報を更新し、
前記第2コントローラの前記条件監視部は、前記第1情報が所定の条件を満たすか否かを監視し、
前記第2コントローラの前記動作実行部は、前記第1情報が所定の条件を満たした場合に前記第2ローカル機器に所定の動作を実行させる、請求項1又は2記載の制御システム。 - 前記第1ローカル機器は、ワークを搬送する搬送装置であり、
前記第2ローカル機器は、前記搬送装置が搬送するワークに対して作業を行うロボットである、請求項3記載の制御システム。 - 前記複数のローカル機器は、前記搬送装置が搬送するワークに対して作業を行う第2ロボットを更に含み、
前記複数のローカルコントローラは、前記第2ロボットを制御する第3コントローラを更に含み、
前記情報更新部は、前記搬送装置及び前記ロボットの動作に応じて前記環境情報の第2情報を更新し、
前記第3コントローラの前記動作実行部は、前記第2情報が所定の条件を満たした場合に前記第2ロボットに所定の動作を実行させる、請求項4記載の制御システム。 - 前記ロボットが、自律走行可能な移動型ロボットである、請求項4又は5記載の制御システム。
- 前記第2ロボットが、自律走行可能な移動型ロボットである、請求項5記載の制御システム。
- 前記環境管理部は、前記複数のローカルコントローラの少なくとも1以上と無線通信する、請求項1〜7のいずれか一項記載の制御システム。
- 前記環境管理部は、前記複数のローカルコントローラと同期通信を行い、
前記情報更新部は、前記同期通信の通信周期で前記環境情報を更新する、請求項1〜8のいずれか一項記載の制御システム。 - 環境状態を検出する外部センサを更に備え、
前記環境管理部は、前記外部センサから取得したセンサ情報に対して、所定の処理を行うセンサ情報処理部を更に有し、
前記情報更新部は、前記センサ情報処理部による処理結果に更に基づいて前記環境情報を更新する、請求項9記載の制御システム。 - 前記環境管理部は、
前記環境情報格納部と前記情報更新部とを有し、前記複数のローカルコントローラと前記同期通信を行う上位コントローラと、
前記センサ情報処理部を有し、前記上位コントローラに対して、前記同期通信の通信周期よりも長い周期の同期通信又は非同期通信を行うデータ管理装置と、を有する、請求項10記載の制御システム。 - 前記データ管理装置は、前記環境情報格納部に格納される環境情報の履歴を保持する環境情報データベースを更に有する、請求項11記載の制御システム。
- 前記複数のローカルコントローラのそれぞれは、
制御対象のローカル機器の動作を表す動作プログラムと、実行条件を表す条件ヘッダとを含むタスクプログラムを格納したタスクプログラム保持部を更に有し、
前記条件監視部は、前記環境情報と、前記タスクプログラムの条件ヘッダとに基づいて、当該タスクプログラムの実行条件が満たされたか否かを監視し、
前記動作実行部は、前記タスクプログラムの実行条件が満たされた場合に、当該タスクプログラムの動作プログラムに基づいて、制御対象のローカル機器を動作させる、請求項1〜12のいずれか一項記載の制御システム。 - 前記タスクプログラム保持部は、前記タスクプログラムを含む複数のタスクプログラムを格納し、前記複数のタスクプログラムのそれぞれが、制御対象のローカル機器の動作を表す動作プログラムと、実行条件を表す条件ヘッダとを含み、
前記条件監視部は、前記環境情報と、前記複数のタスクプログラムの条件ヘッダとに基づいて、前記複数のタスクプログラムのそれぞれの実行条件が満たされたか否かを判定し、
前記動作実行部は、前記複数のタスクプログラムのうち実行条件が満たされたタスクプログラムの動作プログラムに基づいて、制御対象のローカル機器を動作させる、請求項13記載の制御システム。 - 前記環境管理部は、
前記複数のローカル機器に関する情報を格納する機器データベースと、
新たなローカル機器に関する情報を、前記機器データベースに登録する機器登録部と、
前記新たなローカル機器が登録されると、当該ローカル機器のローカルコントローラから収集する当該ローカル機器のステータス情報に基づく新たな情報の格納領域を前記環境情報格納部に設ける格納領域割当部と、
を有する、請求項2記載の制御システム。 - 前記環境管理部は、
前記複数のローカルコントローラのそれぞれの前記タスクプログラムを格納する複製プログラム保持部と、
環境情報に対応する仮想環境情報を格納する仮想情報格納部と、
前記仮想環境情報と、タスクプログラムの条件ヘッダとに基づいて、当該タスクプログラムの実行条件が満たされたか否かを監視し、前記タスクプログラムの実行条件が満たされた場合に、当該タスクプログラムの動作プログラムに基づいて、制御対象のローカル機器の動作のシミュレーションを実行するシミュレーション部と、
前記シミュレーション部によるシミュレーションにおける前記複数のローカル機器の動作に応じて前記仮想環境情報を更新する仮想情報更新部と、を更に有する、請求項13又は14記載の制御システム。 - 前記環境管理部は、
新たなローカル機器の追加に伴い、当該ローカル機器の動作を表す動作プログラムと、実行条件を表す条件ヘッダとを含む新たなタスクプログラムを当該ローカル機器のローカルコントローラから取得する新規プログラム取得部と、
前記新規プログラム取得部が取得した前記新たなタスクプログラムに基づいて前記新たなローカルコントローラによる前記新たなローカル機器の動作のシミュレーションを前記シミュレーション部に実行させ、当該シミュレーションの結果に基づいて前記新たなタスクプログラムを変更するプログラム変更部と、を更に備える、請求項16記載の制御システム。 - 環境状態を検出する外部センサを更に備え、
前記情報更新部は、前記外部センサの検出結果に更に基づいて前記環境情報を更新する、請求項2記載の制御システム。 - 前記複数のローカルコントローラの少なくともいずれかにおいて、前記条件監視部は、前記環境情報のうち前記外部センサの検出結果に基づいて更新されたセンサ関連情報が所定の条件を満たすか否かを監視し、前記動作実行部は、前記センサ関連情報が所定の条件を満たした場合に前記ローカル機器に所定の動作を実行させる、請求項18記載の制御システム。
- 環境情報を格納する環境情報格納部と、少なくともロボットを含む複数のローカル機器の動作に応じて前記環境情報を更新する情報更新部とを有し、前記複数のローカル機器をそれぞれ制御する複数のローカルコントローラと通信可能な環境管理部において、前記環境情報格納部に格納された前記環境情報が所定の条件を満たすか否かを監視する条件監視部と、
前記環境情報が所定の条件を満たす場合に制御対象のローカル機器に所定の動作を実行させる動作実行部と、を備える、ローカルコントローラ。 - 少なくともロボットを含む複数のローカル機器をそれぞれ制御する複数のローカルコントローラと通信可能な環境管理部により、
環境情報を環境情報格納部に格納することと、
前記複数のローカル機器の動作に応じて前記環境情報を更新することと、
前記複数のローカルコントローラのそれぞれにより、
前記環境管理部において、前記環境情報格納部に格納された環境情報が所定の条件を満たすか否かを監視することと、
前記環境情報が所定の条件を満たす場合に制御対象のローカル機器に所定の動作を実行させることと、を含む制御方法。
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