JP6885296B2 - スレーブ装置、マスター装置、および産業用ネットワークシステム - Google Patents

Description

本発明は、スレーブ装置、マスター装置、および産業用ネットワークシステムに関する。

ＦＡ（Factory Automation）の分野においては、様々な種類の装置が作業の工程を分担して制御が行われる。工場施設等一定の領域において作業に用いられる各種のコントローラ、リモートＩ／Ｏ、および製造装置を連携して動作させるために、これらの装置を接続する、フィールドネットワークとも呼ばれる産業用ネットワークシステムが構築されている。

多くの産業用ネットワークシステムでは、マスター装置と、マスター装置による制御に従って動作する各種のスレーブ装置とが接続され通信を行うことにより生産工程が制御される。

各スレーブ装置には、エンドエフェクタが接続される。エンドエフェクタは、対応するスレーブ装置に対して着脱可能なものである。各スレーブ装置においては、作業目的に応じて、自身に装着されるエンドエフェクタが交換され得る（特許文献１参照）。

特開平９−１７４４７４号公報（１９９７年７月８日公開）

スレーブ装置に装着されるエンドエフェクタを交換することを、「エンドエフェクタ交換」とも称する。また、エンドエフェクタ交換においてスレーブ装置から外されるエンドエフェクタを「交換前エンドエフェクタ」とも称し、エンドエフェクタ交換においてスレーブ装置に装着されるエンドエフェクタを「交換後エンドエフェクタ」とも称する。つまり、エンドエフェクタ交換は、スレーブ装置から交換前エンドエフェクタを外しスレーブ装置に交換後エンドエフェクタを装着する動作であると解釈することができる。

スレーブ装置と交換前エンドエフェクタとの通信形態と、スレーブ装置と交換後エンドエフェクタとの通信形態とが異なる場合があり得る。なお、当該通信形態の違いの一例として、通信媒体（例：ケーブル、光ファイバ、無線）の違い、通信方式（例：データレート、高速通信構築への対応可否）の違い、およびプロトコルの違いが挙げられる。

このような場合、エンドエフェクタ交換時に、ユーザは、スレーブ装置に対して、スレーブ装置と交換後エンドエフェクタとの通信形態に関する設定を行う必要がある。この結果、スレーブ装置と交換前エンドエフェクタとの通信形態と、スレーブ装置と交換後エンドエフェクタとの通信形態とが異なる度に、ユーザによるスレーブ装置に対する設定が必要となる。従って、産業用ネットワークシステムにおいて、ユーザによる作業の工数が増えるという問題が発生する。

また、スレーブ装置に対して、スレーブ装置と交換後エンドエフェクタとの通信形態に関する設定を行うために、産業用ネットワークシステムを一旦停止させることが一般的であった。この結果、産業用ネットワークシステムの稼働率が低下するという問題が発生する。

本発明の一態様は、産業用ネットワークシステムにおいて、ユーザによる作業の工数を減らし、かつ稼働率を向上させることを可能とする、スレーブ装置、マスター装置、および産業用ネットワークシステムを実現することを目的とする。

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るスレーブ装置は、スレーブ装置から交換前エンドエフェクタを外し前記スレーブ装置に交換後エンドエフェクタを装着するエンドエフェクタ交換に関し、前記エンドエフェクタ交換の後に、前記スレーブ装置に装着されている前記交換後エンドエフェクタと通信する通信部と、前記スレーブ装置に装着可能な複数の装着可能エンドエフェクタのそれぞれについて、前記スレーブ装置と前記装着可能エンドエフェクタとの通信形態に関する通信情報を記憶する記憶部と、前記交換後エンドエフェクタが前記複数の装着可能エンドエフェクタのうちの１つである場合、前記エンドエフェクタ交換のタイミングにおいて、前記交換後エンドエフェクタに対応する前記通信情報に従って、前記通信部における通信設定を自動的に変更する通信設定変更部とを備えていることを特徴としている。

前記の構成によれば、交換後エンドエフェクタが複数の装着可能エンドエフェクタのうちの１つである場合、エンドエフェクタ交換のタイミングにおいて、通信設定変更部は、交換後エンドエフェクタに対応する通信情報に従って、通信部における通信設定を変更する。これにより、当該タイミングにおいて、通信部と交換後エンドエフェクタとの通信に最適な、通信部の通信設定に自動的に変更される。この結果、スレーブ装置と交換前エンドエフェクタとの通信形態と、スレーブ装置と交換後エンドエフェクタとの通信形態とが異なる度に、ユーザによりスレーブ装置に対する設定を行う必要がなくなる。従って、産業用ネットワークシステムにおいて、ユーザによる作業の工数を減らすことができる。また、産業用ネットワークシステムを一旦停止させずとも、スレーブ装置と交換後エンドエフェクタとの通信形態に関する設定を行うことができる。この結果、産業用ネットワークシステムの稼働率を向上させることができる。

また、本発明の別の態様に係るスレーブ装置において、前記通信設定変更部は、前記エンドエフェクタ交換において実施される前記スレーブ装置の移動と並行して、前記通信部における通信設定を変更することが好ましい。

前記の構成によれば、通信設定変更部は、エンドエフェクタ交換において実施されるスレーブ装置の移動と並行して、通信部における通信設定を変更する。これにより、エンドエフェクタ交換および通信設定の変更の両方が完了するタイミングを早めることができる。

また、本発明の別の態様に係るスレーブ装置は、上位装置から所定の１つのコマンドを受けると、前記エンドエフェクタ交換と、前記通信設定変更部による前記通信部における通信設定の変更とが、一括して行われることが好ましい。

前記の構成によれば、エンドエフェクタ交換と通信設定の変更とを、１つのコマンドで実行することができる。従って、ユーザにとってより扱いやすいスレーブ装置を実現することができる。

また、本発明の別の態様に係るスレーブ装置は、前記通信設定変更部におけるタスクの優先度を制御する優先度制御部を備えており、前記エンドエフェクタ交換において実施される前記スレーブ装置の移動に要する時間より、前記通信設定変更部が前記通信部における通信設定を変更する時間が長い場合、前記優先度制御部は、前記通信設定変更部におけるタスクの優先度を上げることが好ましい。

前記の構成によれば、エンドエフェクタ交換の前後であるにも拘らず、通信設定の変更が行われる時間を短くする（もしくは、なくす）ことができる。これにより、エンドエフェクタ交換および通信設定の変更の両方が完了するタイミングを早めることができる。

また、本発明の別の態様に係るスレーブ装置において、前記交換後エンドエフェクタが前記複数の装着可能エンドエフェクタのうちの１つでない場合、前記エンドエフェクタ交換のタイミングにおいて、前記通信設定変更部は、前記通信部と前記交換後エンドエフェクタとが通信可能になるまで、前記複数の装着可能エンドエフェクタのそれぞれについての前記通信情報に従って、前記通信部における通信設定を自動的に順次変更することが好ましい。

前記の構成によれば、記憶部に通信情報が記憶されていないエンドエフェクタの場合についても、記憶部に通信情報が記憶されているエンドエフェクタの場合と同等の効果を得ることが可能である。

また、本発明の一態様に係るマスター装置は、前記のいずれかのスレーブ装置に対して、前記エンドエフェクタ交換を行う旨の指示を送信することを特徴としている。

前記の構成によれば、本発明の一態様に係るマスター装置は、スレーブ装置に対してエンドエフェクタ交換を行う旨の指示を送信し、この指示をトリガーに、当該スレーブ装置の通信設定変更部を動作させることができる。従って、前記の構成によれば、本発明の一態様に係るスレーブ装置を動作させることができるマスター装置を実現することができる。

また、本発明の一態様に係る産業用ネットワークシステムは、前記のいずれかのスレーブ装置と、前記スレーブ装置に対して、前記エンドエフェクタ交換を行う旨の指示を送信するマスター装置とを備えていることを特徴としている。

前記の構成によれば、マスター装置によって本発明の一態様に係るスレーブ装置を動作させることができる産業用ネットワークシステムを実現することができる。

本発明の一態様によれば、産業用ネットワークシステムにおいて、ユーザによる作業の工数を減らし、かつ稼働率を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る産業用ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。 図１に示した産業用ネットワークシステムの記憶部に、通信情報を記憶する様子を示すブロック図である。 エンドエフェクタを定義するための定義ファイルを、ユーザが制御する様子を示すイメージ図である。 図１に示した産業用ネットワークシステムのスレーブ装置の動作に関する各種信号の流れを示すブロック図である。 エンドエフェクタ交換の流れ、および通信設定変更部により通信部における通信設定を変更する流れを示すラダー図である。 図１に示した産業用ネットワークシステムのスレーブ装置の動作に関する各種信号の別の流れを示すブロック図である。 図１に示した産業用ネットワークシステムの動作の流れを示すフローチャートである。 比較例に係る産業用ネットワークシステムの動作の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図１〜図８を参照して説明する。なお、説明の便宜上、先に説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない場合がある。

§１ 適用例
図１は、本実施形態に係る産業用ネットワークシステム１００の構成を示すブロック図である。

図２は、産業用ネットワークシステム１００の記憶部２１２に、通信情報を記憶する様子を示すブロック図である。

図１に示すように、スレーブ装置２１は、通信部２１１、記憶部２１２、通信設定変更部２１３、および優先度制御部２１４を備えている。通信部２１１は、エンドエフェクタ交換の後に、スレーブ装置２１に装着されているエンドエフェクタ２３と通信する。記憶部２１２は、スレーブ装置２１に装着可能な複数の装着可能エンドエフェクタのそれぞれについて、スレーブ装置２１と装着可能エンドエフェクタとの通信形態に関する通信情報を記憶する。なお、当該複数の装着可能エンドエフェクタに、エンドエフェクタ２２〜２４のうち少なくとも１つが含まれていることは必須でない。また、図１においては、当該複数の装着可能エンドエフェクタにそれぞれ対応する複数の通信情報毎に、通信情報Ａ、通信情報Ｂ、・・・の符号を付している。通信設定変更部２１３は、エンドエフェクタ２３が当該複数の装着可能エンドエフェクタのうちの１つである場合、エンドエフェクタ交換のタイミングにおいて、エンドエフェクタ２３に対応する通信情報に従って、通信部２１１における通信設定を自動的に変更する。優先度制御部２１４は、通信設定変更部２１３におけるタスクの優先度を制御する。

スレーブ装置２１によれば、エンドエフェクタ２３が複数の装着可能エンドエフェクタのうちの１つである場合、エンドエフェクタ交換のタイミングにおいて、通信設定変更部２１３は、エンドエフェクタ２３に対応する通信情報に従って、通信部２１１における通信設定を変更する。これにより、当該タイミングにおいて、通信部２１１とエンドエフェクタ２３との通信に最適な、通信部２１１の通信設定に自動的に変更される。この結果、スレーブ装置２１とエンドエフェクタ２２との通信形態と、スレーブ装置２１とエンドエフェクタ２３との通信形態とが異なるという事象が生じる度に、ユーザによりスレーブ装置２１に対する設定を行う必要がなくなる。従って、産業用ネットワークシステム１００において、ユーザによる作業の工数を減らすことができる。また、産業用ネットワークシステム１００を一旦停止させずとも、スレーブ装置２１とエンドエフェクタ２３との通信形態に関する設定を行うことができる。この結果、産業用ネットワークシステム１００の稼働率を向上させることができる。

通信設定変更部２１３は、エンドエフェクタ交換において実施されるスレーブ装置２１の移動と並行して、通信部２１１における通信設定を変更してもよい。これにより、エンドエフェクタ交換および当該通信設定の変更の両方が完了するタイミングを早めることができる。

また、スレーブ装置２１が上位装置（例えば、後述するＰＬＣ１）から所定の１つのコマンドを受けると、エンドエフェクタ交換と、通信設定変更部２１３による通信部２１１における通信設定の変更とが、一括して行われてもよい。これにより、ユーザにとってより扱いやすいスレーブ装置２１を実現することができる。

また、優先度制御部２１４は、エンドエフェクタ交換において実施されるスレーブ装置２１の移動に要する時間より、通信設定変更部２１３が通信部２１１における通信設定を変更する時間が長い場合、通信設定変更部２１３におけるタスクの優先度を上げてもよい。これにより、エンドエフェクタ交換の前後であるにも拘らず、通信設定の変更が行われる時間を短くする（もしくは、なくす）ことができる。これにより、エンドエフェクタ交換および通信設定の変更の両方が完了するタイミングを早めることができる。

また、エンドエフェクタ２３が複数の装着可能エンドエフェクタのうちの１つでない場合、エンドエフェクタ交換のタイミングにおいて、通信設定変更部２１３は、通信部２１１とエンドエフェクタ２３とが通信可能になるまで、複数の装着可能エンドエフェクタのそれぞれについての通信情報に従って、通信部２１１における通信設定を自動的に順次変更してもよい。これにより、記憶部２１２に通信情報が記憶されていないエンドエフェクタ２３の場合についても、記憶部２１２に通信情報が記憶されているエンドエフェクタの場合と同等の効果を得ることが可能である。

§２ 構成例
引き続き、図１および図２を参照して、スレーブ装置２１を備えた産業用ネットワークシステム１００について説明する。

産業用ネットワークシステム１００は、例えばEther CAT（登録商標）の規格に準拠したネットワークであり、工場等に敷設されＦＡシステムとして利用される。産業用ネットワークシステム１００は、プログラマブルロジックコントローラ（以下、「ＰＬＣ」と称する）１、複数組の（ここでは２組の）末端効果ユニット２、サーボドライブ３、ならびにＩ／Ｏ装置４を備えている。本実施形態において、複数組の末端効果ユニット２に関しては、複数組の末端効果ユニット２のうち任意の１組に着目して説明を行う。末端効果ユニット２は、スレーブ装置２１、ならびにエンドエフェクタ２２〜２４を含んでいる。

ＰＬＣ（マスター装置）１は、プログラムおよび／またはオペレーションに従い、ネットワークを通じて制御データを含む情報信号を送信する。末端効果ユニット２は、当該情報信号を受信し、当該制御データに応じて動作する。産業用ネットワークシステム１００を含む工場における生産は、ＰＬＣ１が動作の内容およびタイミングを制御することにより、末端効果ユニット２が作業を行うことにより達成される。また、ＰＬＣ１は、サーボドライブ３、ならびにＩ／Ｏ装置４と通信する。ＰＬＣ１は、上述したとおり末端効果ユニット２が作業を行うことができるように、サーボドライブ３、ならびにＩ／Ｏ装置４を制御する。ＰＬＣ１の機能の一例として、ＰＬＣプログラムおよびロボットプログラムの実行、末端効果ユニット２および／またはサーボドライブ３に対する指示の送信、ならびにＩ／Ｏ装置４のリフレッシュが挙げられる。

スレーブ装置２１は、ＰＬＣ１と接続されている。スレーブ装置２１は、ＰＬＣ１からの指示に従い、マニピュレータ（図示しない）を制御してスレーブ装置２１のロボットアームおよび／または工作機械（図示しない）を動かしたり、当該ロボットアームおよび／または工作機械の動作を制御したりする。

エンドエフェクタ２２〜２４のそれぞれは、末端効果器とも呼ばれている。スレーブ装置２１には、エンドエフェクタ２２〜２４の全てが装着され得る。一方で、エンドエフェクタ２２〜２４のうち１つがスレーブ装置２１に装着されている間、エンドエフェクタ２２〜２４のうち残りの２つはスレーブ装置２１に装着されない。スレーブ装置２１にエンドエフェクタ２２が装着されたとき、スレーブ装置２１は、エンドエフェクタ２２を用いた作業を行うことができる。同様に、スレーブ装置２１にエンドエフェクタ２３が装着されたとき、スレーブ装置２１は、エンドエフェクタ２３を用いた作業を行うことができる。同様に、スレーブ装置２１にエンドエフェクタ２４が装着されたとき、スレーブ装置２１は、エンドエフェクタ２４を用いた作業を行うことができる。エンドエフェクタ２２〜２４のそれぞれは、スレーブ装置２１に装着されたとき、ＰＬＣ１およびスレーブ装置２１からの情報信号を受信し、情報信号に含まれる制御データに応じて、対象物（図示しない）に直接働きかける機能を持つものである。

本実施形態においては、スレーブ装置２１に装着されるエンドエフェクタを、エンドエフェクタ（交換前エンドエフェクタ）２２からエンドエフェクタ（交換後エンドエフェクタ）２３に交換するエンドエフェクタ交換を例に説明を行う。当該エンドエフェクタ交換においては、スレーブ装置２１からエンドエフェクタ２２を外しスレーブ装置２１にエンドエフェクタ２３を装着する。

また、スレーブ装置２１とエンドエフェクタ２２との通信形態と、スレーブ装置２１とエンドエフェクタ２３との通信形態とが異なる。なお、当該通信形態の違いの一例として、通信媒体（例：ケーブル、光ファイバ、無線）の違い、通信方式（例：データレート、高速通信構築への対応可否）の違い、およびプロトコルの違いが挙げられる。

サーボドライブ３は、ＰＬＣ１の指示に従って、サーボモータ（図示しない）の動作を制御するものである。Ｉ／Ｏ装置４は、産業用ネットワークシステム１００において、デジタル量およびアナログ量の入力および出力を行うものである。

ここで、スレーブ装置２１は、通信部２１１、記憶部２１２、通信設定変更部２１３、および優先度制御部２１４を備えている。通信部２１１は、エンドエフェクタ交換の後に、スレーブ装置２１に装着されているエンドエフェクタ２３と通信する。記憶部２１２は、スレーブ装置２１に装着可能な複数の装着可能エンドエフェクタのそれぞれについて、スレーブ装置２１と装着可能エンドエフェクタとの通信形態に関する通信情報を記憶する。なお、当該複数の装着可能エンドエフェクタに、エンドエフェクタ２２〜２４のうち少なくとも１つが含まれていることは必須でない。また、図１においては、当該複数の装着可能エンドエフェクタにそれぞれ対応する複数の通信情報毎に、通信情報Ａ、通信情報Ｂ、・・・の符号を付している。通信設定変更部２１３は、エンドエフェクタ２３が当該複数の装着可能エンドエフェクタのうちの１つである場合、エンドエフェクタ交換のタイミングにおいて、エンドエフェクタ２３に対応する通信情報に従って、通信部２１１における通信設定を自動的に変更する。優先度制御部２１４は、通信設定変更部２１３におけるタスクの優先度を制御する。

なお、記憶部２１２に対する通信情報Ａ、通信情報Ｂ、・・・の書き込みは、例えば図２に示すように、システム構築ツール５を用いて行われる。具体的に、前記複数の装着可能エンドエフェクタのそれぞれは、自身を定義するための定義ファイルを有している。システム構築ツール５は、これら複数の装着可能エンドエフェクタのそれぞれから当該定義ファイルを読み出す。そして、システム構築ツール５は、これら複数の装着可能エンドエフェクタのそれぞれについて、当該定義ファイルに含まれる、スレーブ装置２１と装着可能エンドエフェクタとの通信形態に関する情報を、通信情報として記憶部２１２に書き込む。なお、図２に示すように、システム構築ツール５をＰＬＣ１に接続して、ＰＬＣ１を介して（すなわち、ＰＬＣ１による統括的な制御の範疇で）、システム構築ツール５により記憶部２１２に対する通信情報Ａ、通信情報Ｂ、・・・の書き込みを行ってもよい。また、図２に示していないが、システム構築ツール５をスレーブ装置２１に接続して、システム構築ツール５がスレーブ装置２１に対して直接的に（すなわち、ＰＬＣ１による統括的な制御と独立して）、記憶部２１２に対する通信情報Ａ、通信情報Ｂ、・・・の書き込みを行ってもよい。

産業用ネットワークシステム１００によれば、エンドエフェクタ２３が複数の装着可能エンドエフェクタのうちの１つである場合、エンドエフェクタ交換のタイミングにおいて、通信設定変更部２１３は、エンドエフェクタ２３に対応する通信情報に従って、通信部２１１における通信設定を変更する。これにより、当該タイミングにおいて、通信部２１１とエンドエフェクタ２３との通信に最適な、通信部２１１の通信設定に自動的に変更される。この結果、スレーブ装置２１とエンドエフェクタ２２との通信形態と、スレーブ装置２１とエンドエフェクタ２３との通信形態とが異なるという事象が生じる度に、ユーザによりスレーブ装置２１に対する設定を行う必要がなくなる。従って、産業用ネットワークシステム１００において、ユーザによる作業の工数を減らすことができる。また、産業用ネットワークシステム１００を一旦停止させずとも、スレーブ装置２１とエンドエフェクタ２３との通信形態に関する設定を行うことができる。この結果、産業用ネットワークシステム１００の稼働率を向上させることができる。

図３は、複数の装着可能エンドエフェクタのそれぞれを始めとするエンドエフェクタ（以下、「対象エンドエフェクタ」と称する）を定義するための定義ファイル６を、ユーザが制御する様子を示すイメージ図である。産業用ネットワークシステム１００がEtherCAT（登録商標）の規格に準拠したネットワークである場合、定義ファイル６の一例として、ＥＳＩ（Ether CAT Slave Information）ファイルが挙げられる。

定義ファイル６には、情報６１〜６４が含まれている。情報６１は、スレーブ装置２１と対象エンドエフェクタとの通信に係る通信媒体に関する情報である。情報６２は、同通信に係る通信方式に関する情報である。情報６３は、同通信に係るプロトコルに関する情報である。情報６４は、同通信に係る対象エンドエフェクタに対する動作制御（例：対象エンドエフェクタが対象物を把持する力、対象エンドエフェクタのトルク、対象エンドエフェクタのＯＮ／ＯＦＦ）に関する情報である。

情報６１〜６３が対象エンドエフェクタに対応する通信情報であり、通信設定変更部２１３は具体的に、情報６１〜６３に従って、通信部２１１における通信設定を自動的に変更することになる。一方、情報６４に基づく対象エンドエフェクタに対する動作制御は、ユーザプログラム７１を含む制御ソフト７によってユーザが行うことになる。具体的には、変数７２〜７４を情報６４に対して適宜書き込むよう、ユーザプログラム７１から指示を出力させたり、情報６４から得られた対象エンドエフェクタの動作に関する情報をユーザプログラム７１が取得してその後の制御に反映させたりする。

産業用ネットワークシステム１００によれば、情報６１〜６４のうち、ユーザが意識して制御を行う対象となるものは、情報６４のみである。従って、産業用ネットワークシステム１００においては、ユーザが意識して情報６１〜６３に関する制御を行う必要のない分、ユーザによる作業の工数が減らされている。

図４は、産業用ネットワークシステム１００のスレーブ装置２１の動作に関する各種信号の流れを示すブロック図である。ここでは、通信情報Ａがエンドエフェクタ２３に対応する通信情報である例について説明する。

エンドエフェクタ交換を行う旨の指示は、ＰＬＣ１からスレーブ装置２１に対して送信される。勿論、当該エンドエフェクタ交換においてスレーブ装置２１に装着されるエンドエフェクタがエンドエフェクタ２３であることも、当該指示に含まれている。スレーブ装置２１が当該指示を受信すると、通信設定変更部２１３は、記憶部２１２から、エンドエフェクタ２３に対応する通信情報Ａを読み出す。そして、通信設定変更部２１３は、通信情報Ａに従って通信設定変更信号を作成し、この通信設定変更信号によって、通信部２１１における通信設定を、通信部２１１とエンドエフェクタ２３との通信に最適なものに変更する。

図５は、エンドエフェクタ交換の流れ、および通信設定変更部２１３により通信部２１１における通信設定を変更する流れを示すラダー図である。

まず、スレーブ装置２１が、ＰＬＣ１からエンドエフェクタ交換を行う旨の指示を受信する（ステップＳ１）。続いて、当該指示に応じて、以下のステップＳ２〜Ｓ８が実行されることになる。

まず、スレーブ装置２１は、スレーブ装置２１からエンドエフェクタ２２を外す（ステップＳ２）。ステップＳ２にてスレーブ装置２１からエンドエフェクタ２２が外される（ステップＳ３）と、スレーブ装置２１は、スレーブ装置２１におけるエンドエフェクタの取付部分（図示しない）がエンドエフェクタ２３の上方に位置するように移動する（ステップＳ４）。さらに、ステップＳ４と並行して、通信設定変更部２１３は、通信部２１１における通信設定を、通信部２１１とエンドエフェクタ２３との通信に最適なものに変更する（ステップＳ５）。その後、ステップＳ４に示したスレーブ装置２１の移動が完了する（ステップＳ６）と、スレーブ装置２１は、スレーブ装置２１にエンドエフェクタ２３を装着し（ステップＳ７）、その後当該装着は完了する（ステップＳ８）。

図５に示すラダー図によれば、通信設定変更部２１３は、エンドエフェクタ交換において実施されるスレーブ装置２１の移動（ステップＳ４およびＳ６参照）と並行して、通信部２１１における通信設定を変更する（ステップＳ５参照）。これにより、エンドエフェクタ交換および当該通信設定の変更の両方が完了するタイミング（ステップＳ８に対応）を早めることができる。

また、図５に示すラダー図によれば、スレーブ装置２１がＰＬＣ（上位装置）１からエンドエフェクタ交換を行う旨の指示（所定の１つのコマンド）を受けると、エンドエフェクタ交換と、通信設定変更部２１３による通信部２１１における通信設定の変更とが、一括して行われる。これにより、ユーザにとってより扱いやすいスレーブ装置２１を実現することができる。

また、優先度制御部２１４は、エンドエフェクタ交換において実施されるスレーブ装置２１の移動に要する時間（すなわち、ステップＳ４の開始からステップＳ６までの時間）より、通信設定変更部２１３が通信部２１１における通信設定を変更する時間（ステップＳ５の時間）が長い場合、通信設定変更部２１３におけるタスクの優先度を上げることが好ましい。これにより、エンドエフェクタ交換の前後（すなわち、ステップＳ１より前、またはステップＳ８より後に対応）であるにも拘らず、通信設定の変更が行われる時間を短くする（もしくは、なくす）ことができる。これにより、エンドエフェクタ交換および通信設定の変更の両方が完了するタイミング（ステップＳ８に対応）を早めることができる。

ソフトウェアのタスクスケジューリングにおいて、タスクに優先度を付与し、優先度の高いタスクが優先的に実行されて、高優先度のタスクが実行完了されてから低優先度のタスクを実行され、同優先度のタスクが交替的に実行されることは一般的である。スレーブ装置２１においては、その動きを制御することが主務であり、通信設定の変更が補助機能であるため、スレーブ装置２１の移動が高優先度で、通信設定の変更が低優先度であることをデフォルトとすることが一般的である。スレーブ装置２１が当該移動の軌道を計算するため、当該移動の完了までの所要時間を予測することができる。通信設定を変更する時間はソフト処理時間と通信部２１１におけるハードウェアアクセス時間との和であり、固定値である。スレーブ装置２１が両者を比較し、当該移動の完了までに通信設定の変更を完了することができないと判断した場合、優先度制御部２１４は、一時的に、通信設定変更部２１３におけるタスクの優先度を上げる。通信設定の変更が完了したら、優先度制御部２１４は、通信設定変更部２１３におけるタスクの優先度をデフォルトの低優先度に戻す。

図６は、産業用ネットワークシステム１００のスレーブ装置２１の動作に関する各種信号の別の流れを示すブロック図である。ここでは、エンドエフェクタ２３に対応する通信情報が、記憶部２１２に記憶されていない例について説明する。

スレーブ装置２１がエンドエフェクタ交換を行う旨の指示を受信すると、通信設定変更部２１３は、記憶部２１２から、エンドエフェクタ２３に対応する通信情報を読み出そうとする。しかしながら、上述したとおり、記憶部２１２には、エンドエフェクタ２３に対応する通信情報が記憶されていない。

このような場合、通信設定変更部２１３はまず、通信情報Ａに従って通信設定変更信号を作成し、この通信設定変更信号によって、通信部２１１における通信設定を変更する。そしてスレーブ装置２１は、通信情報Ａに従って変更された通信部２１１における通信設定で通信部２１１とエンドエフェクタ２３との通信可否を確認する。当該通信設定で通信部２１１とエンドエフェクタ２３との通信が可能である場合、通信部２１１における通信設定は、当該通信設定に確定される。

この通信設定で通信部２１１とエンドエフェクタ２３との通信が不可能である場合、通信設定変更部２１３は引き続き、通信情報Ｂに従って通信設定変更信号を作成し、この通信設定変更信号によって、通信部２１１における通信設定を変更する。そしてスレーブ装置２１は、通信情報Ｂに従って変更された通信部２１１における通信設定で通信部２１１とエンドエフェクタ２３との通信可否を確認する。当該通信設定で通信部２１１とエンドエフェクタ２３との通信が可能である場合、通信部２１１における通信設定は、当該通信設定に確定される。

この通信設定で通信部２１１とエンドエフェクタ２３との通信が不可能である場合、通信設定変更部２１３は引き続き、通信情報ＡおよびＢ以外の、記憶部２１２に記憶された通信情報（図示しない）に従って通信設定変更信号を作成し、この通信設定変更信号によって、通信部２１１における通信設定を変更する。そしてスレーブ装置２１は、当該通信情報に従って変更された通信部２１１における通信設定で通信部２１１とエンドエフェクタ２３との通信可否を確認する。当該通信設定で通信部２１１とエンドエフェクタ２３との通信が可能である場合、通信部２１１における通信設定は、当該通信設定に確定される。

以下、スレーブ装置２１は、通信部２１１とエンドエフェクタ２３とが通信可能になるまで、同様の手順を繰り返す。

つまり、エンドエフェクタ２３が複数の装着可能エンドエフェクタのうちの１つでない場合、エンドエフェクタ交換のタイミングにおいて、通信設定変更部２１３は、通信部２１１とエンドエフェクタ２３とが通信可能になるまで、複数の装着可能エンドエフェクタのそれぞれについての通信情報に従って、通信部２１１における通信設定を自動的に順次変更する。これにより、記憶部２１２に通信情報が記憶されていないエンドエフェクタ２３の場合についても、記憶部２１２に通信情報が記憶されているエンドエフェクタの場合と同等の効果を得ることが可能である。

図７は、産業用ネットワークシステム１００の動作の流れを示すフローチャートである。

まず、ユーザは、システム構築ツール５を用いて、記憶部２１２に対して、複数の装着可能エンドエフェクタのそれぞれについての、スレーブ装置２１と装着可能エンドエフェクタとの通信形態に関する通信情報Ａ、通信情報Ｂ、・・・を書き込む（ステップＳ１１）。続いて、ユーザは、産業用ネットワークシステム１００を起動させる。すなわち、ＰＬＣ１による、スレーブ装置２１の統括的な制御を開始する。このとき、スレーブ装置２１には、エンドエフェクタ２２が装着されている（ステップＳ１２）。続いて、スレーブ装置２１は、エンドエフェクタ２２を用いた所定の作業を行う（ステップＳ１３）。

続いて、ＰＬＣ１は、エンドエフェクタ交換を行う旨の指示をスレーブ装置２１に対して送信し、当該指示に応じてスレーブ装置２１は動作する。具体的には、以下のステップＳ１４〜Ｓ２３の流れで動作は進む。

まず、ＰＬＣ１は、スレーブ装置２１に対して、エンドエフェクタ２２を外して所定の載置位置（ポジションＡ）に戻すことを指示する（ステップＳ１４）。これにより、スレーブ装置２１は、スレーブ装置２１におけるエンドエフェクタの取付部分が、当該ポジションＡに位置するように移動する（ステップＳ１５）。続いて、ＰＬＣ１は、スレーブ装置２１に対して、エンドエフェクタ２２を外すことを指示する（ステップＳ１６）。これにより、スレーブ装置２１は、エンドエフェクタ２２を外す（ステップＳ１７）。続いて、ＰＬＣ１は、スレーブ装置２１に対して、前記取付部分をエンドエフェクタ２３の載置位置（ポジションＢ）に位置させるように移動することを指示する（ステップＳ１８）。

続いて、スレーブ装置２１は、前記取付部分が前記ポジションＢに位置するように移動する（ステップＳ１９）。このステップＳ１９と並行して、ステップＳ２０およびＳ２１を行う。まず、ＰＬＣ１は、スレーブ装置２１に対して、通信部２１１における通信設定を、通信部２１１とエンドエフェクタ２３との通信に最適なものに変更することを指示する（ステップＳ２０）。この指示に応じて通信設定変更部２１３は、通信部２１１における通信設定を、通信部２１１とエンドエフェクタ２３との通信に最適なものに変更する（ステップＳ２１）。

ステップＳ１９およびＳ２１の後、ＰＬＣ１は、スレーブ装置２１に対して、エンドエフェクタ２３を装着することを指示する（ステップＳ２２）。そして、スレーブ装置２１は、エンドエフェクタ２３を装着する（ステップＳ２３）。

ステップＳ２３の後、スレーブ装置２１は、エンドエフェクタ２３を用いた所定の作業を行う（ステップＳ２４）。

図８は、比較例に係る産業用ネットワークシステムの動作の流れを示すフローチャートである。比較例に係る産業用ネットワークシステムとは、産業用ネットワークシステム１００から、通信設定変更部２１３を省いたものである。以下では、説明を簡潔にするために、比較例に係る産業用ネットワークシステムの動作の流れについて、産業用ネットワークシステム１００の各部材と同じ符号を参照して説明を行う。

まず、ユーザは、システム構築ツール５を用いて、通信部２１１における通信設定を、通信部２１１とエンドエフェクタ２２との通信に最適なものに変更する（ステップＳ３１）。続いて、ステップＳ３２〜Ｓ３９を順次実行するが、ステップＳ３２〜Ｓ３９は、それぞれ、上述したステップＳ１２〜Ｓ１９と同じである。

ステップＳ３９の後、前記の指示によって、ＰＬＣ１はスレーブ装置２１の移動を停止させる（ステップＳ４０）。続いて、ユーザは、システム構築ツール５を用いて、通信部２１１における通信設定を、通信部２１１とエンドエフェクタ２３との通信に最適なものに変更する（ステップＳ４１）。続いて、ステップＳ４２〜Ｓ４４を順次実行するが、ステップＳ４２〜Ｓ４４は、それぞれ、上述したステップＳ２２〜Ｓ２４と同じである。

産業用ネットワークシステム１００は、ステップＳ４１に対応するユーザの作業が不要であるため、比較例に係る産業用ネットワークシステムに対して、ユーザによる作業の工数を減らすことができる。また、産業用ネットワークシステム１００は、ステップＳ１９とステップＳ２０〜Ｓ２１とが並行して実行される分、比較例に係る産業用ネットワークシステムに対して、動作時間の短縮が可能であり、稼働率の向上が可能である。

なお、産業用ネットワークシステム１００は、EtherNet/IP（登録商標）の規格に準拠したネットワークであってもよく、この場合、定義ファイル６の一例として、ＥＤＳ（Electronic Data Sheet）ファイルが挙げられる。また、産業用ネットワークシステム１００は、Modbus（登録商標）の規格に準拠したネットワークであってもよく、この場合、定義ファイル６の一例として、Modbus機種定義ファイルが挙げられる。

また、産業用ネットワークシステム１００全体は勿論のこと、スレーブ装置２１単体、およびＰＬＣ１単体についても、本発明の範疇に含まれる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
スレーブ装置２１の制御ブロックは、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、スレーブ装置２１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ ＰＬＣ（マスター装置、上位装置）
２１ スレーブ装置
２２ エンドエフェクタ（交換前エンドエフェクタ）
２３ エンドエフェクタ（交換後エンドエフェクタ）
２４ エンドエフェクタ
１００ 産業用ネットワークシステム
２１１ 通信部
２１２ 記憶部
２１３ 通信設定変更部
２１４ 優先度制御部

Claims (6)

1. スレーブ装置から交換前エンドエフェクタを外し前記スレーブ装置に交換後エンドエフェクタを装着するエンドエフェクタ交換に関し、
   前記エンドエフェクタ交換の後に、前記スレーブ装置に装着されている前記交換後エンドエフェクタと通信する通信部と、
   前記スレーブ装置に装着可能な複数の装着可能エンドエフェクタのそれぞれについて、前記スレーブ装置と前記装着可能エンドエフェクタとの通信形態に関する通信情報を記憶する記憶部と、
   前記交換後エンドエフェクタが前記複数の装着可能エンドエフェクタのうちの１つである場合、前記エンドエフェクタ交換のタイミングにおいて、前記交換後エンドエフェクタに対応する前記通信情報に従って、前記通信部における通信設定を自動的に変更する通信設定変更部と、
   前記通信設定変更部におけるタスクの優先度を制御する優先度制御部と、を備えており、
   前記エンドエフェクタ交換において実施される前記スレーブ装置の移動に要する時間より、前記通信設定変更部が前記通信部における通信設定を変更する時間が長い場合、前記優先度制御部は、前記通信設定変更部におけるタスクの優先度を上げることを特徴とするスレーブ装置。
2. 前記通信設定変更部は、前記エンドエフェクタ交換において実施される前記スレーブ装置の移動と並行して、前記通信部における通信設定を変更することを特徴とする請求項１に記載のスレーブ装置。
3. 上位装置から所定の１つのコマンドを受けると、前記エンドエフェクタ交換と、前記通信設定変更部による前記通信部における通信設定の変更とが、一括して行われることを特徴とする請求項１または２に記載のスレーブ装置。
4. 前記交換後エンドエフェクタが前記複数の装着可能エンドエフェクタのうちの１つでない場合、前記エンドエフェクタ交換のタイミングにおいて、前記通信設定変更部は、前記通信部と前記交換後エンドエフェクタとが通信可能になるまで、前記複数の装着可能エンドエフェクタのそれぞれについての前記通信情報に従って、前記通信部における通信設定を自動的に順次変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のスレーブ装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のスレーブ装置に対して、前記エンドエフェクタ交換を行う旨の指示を送信することを特徴とするマスター装置。
6. 請求項１から４のいずれか１項に記載のスレーブ装置と、
   前記スレーブ装置に対して、前記エンドエフェクタ交換を行う旨の指示を送信するマスター装置とを備えていることを特徴とする産業用ネットワークシステム。

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