JPH0588709A - 機械装置の制御用ソフトウエア設計支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 設計時間の短縮を計り得るとともに、設計者
の技量により設計結果の差も少なくすることができる機
械装置の制御用ソフトウェア設計支援装置を提供する。 【構成】 機械装置および制御装置を構成する駆動対
象，駆動装置，検出器，操作機器，表示装置，通信装
置，ＣＰＵボード，入出力ボード，メモリボード，通信
ボード等で、各々の特定のもの（例えばよく使用するも
の）を標準品として扱い、その仕様を第１〜第４データ
記憶部に記憶しておき、標準品選択・データ入力部１２
で各標準品を選択するとともに、ＣＴＲ１３及びキーボ
ード１４等の端末機器で前記標準品を限定し、このよう
にして選択・限定したデータに基づき、ハードウェア概
略構成生成部１７、ポートマップ表生成部１８及びデー
タテーブル生成部１９でハードウェア概略構成図、ポー
トマップ表及びデータテーブルをそれぞれ自動的に作成
し得るようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は機械装置の制御用ソフト
ウェア設計支援装置に関し、特に産業用ロボットを製作
する場合に適用して有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば原子力発電所の保守点検用ロボッ
トを製作する場合、このロボットの設計者は、ロボット
の要求仕様を基にロボットのハードの設計を行ない、必
要な駆動対象（モータ、電磁弁、リレー等）、この駆動
対象を駆動する駆動装置（アンプ等）及び制御装置のイ
ンターフェースとなる入出力ボードを決定する。

【０００３】この決定は、従来、設計者がカタログ等を
調査し、この調査結果に基づいて行なう。制御装置の設
計も同様に行ない、操作機器及びインターフェース用の
入出力ボード、通信仕様、通信ボード等を決定する。そ
して、これらの決定に基づきハードウェアの構成図を描
く。

【０００４】ハードウェアの仕様が決定すると、入出力
インターフェース部の詳細を決定する。具体的には、入
出力ボードのどのボードに、どのアクチュエータ（駆動
装置等）への出力や、センサからの入力等を割り当てる
かを決定する。すなわち、ポートマップ表を作成する。
かくして、制御ソフトウェアとのインターフェースをと
る変数を決定する。すなわち、データテーブルを作成す
る。

【０００５】図１３は、上述の如き手順により設計する
機械装置の構成例を示すブロック線図である。同図中、
１は基板によって形成される制御装置、２は駆動装置で
あるアンプ、３は駆動対象であるモータ、４は検出器で
あるセンサ、５はスイッチ、６は操作器、７は制御装置
１と通信を行なう上位計算機である。

【０００６】上記機械装置において、制御装置１は、上
記計算機７若しくは操作器６からの命令にしたがい、モ
ータ３等のアクチュエータへの出力を決定し、この出力
をアンプ２を介してアクチュエータに供給する。センサ
４及びスイッチ５の出力信号も制御装置１に供給され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来技術に
おいては、設計に伴なう全ての作業を設計者が手作業で
行なっており、このため設計に多大の時間を要求すると
いう問題を生起していた。また、使用するアクチュエー
タやセンサ等が、設計者によりまちまちであり、製品の
コストや品質が設計者の経験や知識に左右されるという
問題があった。

【０００８】本発明は、上記従来技術に鑑み、設計時間
の短縮を計り得るとともに、設計者の技量による設計結
果の差も少なくすることができる機械装置の制御用ソフ
トウェア設計支援装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、

【００１０】ロボット等の機械装置を構成するための標
準化された特定の駆動対象、駆動装置、検出器、操作機
器、表示装置、通信装置及びボード等、標準品のデータ
が予め登録されて記憶されている第１の記憶手段と、前
記標準品を選択するとともに、選択するためのデータを
入力する標準品選択・データ入力手段と、前記標準品選
択・データ入力手段において、前記標準品のデータに含
まれる標準品間のインターフェース仕様から選択できる
標準品を選択する選択手段と、前記選択手段で選択した
標準品の選択結果を記憶する第２の記憶手段と、前記選
択結果に基づきハードウェアの概略構成図を生成するハ
ードウェア概略構成生成部と、前記選択結果に基づき使
用するボード類のポートマップ表を生成するポートマッ
プ表生成部と、前記選択結果に基づき入出力用のデータ
テーブルを生成するデータテーブル生成部とを有するこ
とを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記構成の本発明によれば、予め登録してある
標準品を選択し、データを入力することにより、ソフト
ウェア設計に必要なハードウェア構成図、ポートマップ
表及びデータテーブルを作成することができる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。

【００１３】図１は本発明の実施例を示すブロック線図
である。同図に示すように、本実施例における第１の記
憶部１１は、第１，第２，第３及び第４データ記憶部１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの４個のデータ記憶部か
らなる。これらのうち、第１データ記憶部１１ａは標準
化された特定の駆動対象、駆動装置及び検出器のデータ
を記憶するものである。第２データ記憶部１１ｂは標準
化された特定の操作機器のデータを記憶するものであ
る。第３データ記憶部１１ｃは標準化された特定の通信
装置のデータを記憶するものである。第４データ記憶部
１１ｄは標準化された特定のボード（基板）類のデータ
を記憶するものである。すなわち、これら第１〜第４デ
ータ記憶部１１ａ〜１１ｄに、ハードウェアを構成する
部品の標準品の設計に必要なデータが全て記憶されてい
る。

【００１４】標準品選択・データ入力部１２は、使用す
る標準品を設計者と会話形式で選択する、すなわち標準
品を選択するとともに選択するためのデータを入力する
ものである。このとき設計者は、ＣＲＴ１３、キーボー
ド１４により、ユーザインターフェース１５を介して選
択値等の各種データを入力する。すなわち、本実施例に
おいては、ＣＲＴ１３及びキーボード１４で、標準品間
のインターフェース仕様から選択できる標準品を選択す
る選択手段を構成している。また、標準品は第１〜第４
データ記憶部１１ａ〜１１ｄのデータに基づき選択す
る。

【００１５】入力データ記憶部１６は、ＣＲＴ１３及び
キーボード１４で選択した標準品選択・データ入力部１
２における標準品の選択結果を記憶するものであり、本
実施例における第２の記憶部を構成している。

【００１６】ハードウェア概略構成生成部１７は、入力
データ記憶部１６に記憶している標準品の選択結果に基
づきハードウェアの概略構成図を生成するものである。
このとき、本実施例ではポートマップ表生成部１８で生
成したポートマップ表のデータを参照するようになって
いる。ポートマップ表生成部１８は、入力データ記憶部
１６に記憶している標準品の選択結果に基づき使用する
ボード類のポートマップ表を生成するものである。デー
タテーブル生成部１９は、入力データ記憶部１６に記憶
している標準品の選択結果に基づき制御装置の入出力用
データテーブルを生成するものである。このとき、本実
施例では、直接的には、ポートマップ表生成部１８で生
成したポートマップ表を参照して前記データテーブルを
生成するようになっている。

【００１７】ハードウェア構成図データ記憶部２０、ポ
ートマップ表データ記憶部２１及びデータテーブルデー
タ記憶部２２は、ハードウェア概略構成生成部１７、ポ
ートマップ表生成部１８及びデータテーブル生成部１９
で生成したデータをそれぞれ記憶するものであり、これ
らの各データはユーザインターフェース部１５を介して
ＣＲＴ１３に表示するとともにプリンタ２３で印刷出力
することができる。

【００１８】データ編集機能部２４は、第１〜第４記憶
部１１ａ〜１１ｄのデータを追加、修正するためのもの
である。すなわち、このデータ編集機能部２４により、
この場合の入力端末であるキーボード１４を操作して未
登録の標準品のデータを書き込むことができるようにな
っている。

【００１９】ここで、上記実施例を使用して駆動対象で
あるモータを選択する場合の態様を説明しておく。

【００２０】次の操作により図２（ａ）に示すような表
をＣＲＴ１３上に完成する。

【００２１】１） 設計者はＣＲＴ１３及びキーボード
１４を用いて駆動対象としてモータを入力することをメ
ニュー等から選択する。

【００２２】２） 標準品選択・データ入力部１２は、
モータ名称を入力するようＣＲＴ１３に表示する。

【００２３】３） 設計者は、図２（ａ）に示す表に、
用途に応じたモータ名称をＣＲＴ１３及びキーボード１
４を介して入力する。

【００２４】４） 標準品選択・データ入力部１２はモ
ータのタイプを図２（ａ）に示す表の１〜３の中から選
択するようＣＲＴ１３上に表示する。このときのモータ
タイプは、本実施例では、図２（ａ）に示す表のモータ
タイプ欄に記載してある１）ＤＡ／ＡＣモータ、２）
ステッピングモータ、３） 新規の３種類である。

【００２５】５） 設計者は、ＣＲＴ１３及びキーボー
ド１４を介してモータタイプを選択する。この結果、標
準品選択・データ入力部１２は選択した番号を図２
（ａ）に示す表の所定位置に入れる。この結果、標準品
選択・データ入力部１２は、第１データ記憶部１１ａに
登録されている図２（ｂ）に示すようなモータデータテ
ーブルを検索し、同タイプのモータのリストをＣＲＴ１
３に表示する。ここでモータを選択する。この結果、図
２（ａ）に示す表のモータ番号が決定される。

【００２６】一方、このとき該当するモータがなけれ
ば、３） 新規の項を選択しデータ編集機能部２４によ
りモータデータテーブルに必要なモータのデータを追加
する。

【００２７】以下、同様に選択するデータが無いとき
は、データ編集機能部２４を使って第１〜第４データ記
憶部１１ａ〜１１ｄの登録データに新データを追加す
る。

【００２８】６） 標準品選択・データ入力部１２は選
択されたモータの使用方法を図２（ｂ）に示す表から読
みとり、Ａ〜Ｅの使用方法の内、該当するものには１、
該当しないものには０を付ける。例えば図２（ｂ）の表
からＡを読みとると使用方法のＡ：可変制御の使い方を
するものとして図２（ａ）の表では１：可変制御とする
他は０：＊＊＊となる。使用方法によってデジタル入出
力数が決められているのでそれを表の使用ＤＩ（デジタ
ル信号入力）数・使用ＤＯ（デジタル信号出力）数に入
れる。使用法が複数有ればその中で最大の値が入れられ
る。

【００２９】７） 標準品選択・データ入力部１２は選
択されたモータに必要なドライバー番号を調べ、図２
（ｃ）に示すドライバデータテーブルを検索してドライ
バー番号１を表に入れる。もし選択肢が複数ある場合
（ドライバー番号が複数ある場合）にはそのリスト（ド
ライバーの番号、型式など）をＣＲＴ１３に表示する。
ユーザはそこから選択する。

【００３０】８） 標準品選択・データ入力部１２はド
ライバー２が必要か調べ（ドライバー番号の後ろの
（ ）内にドライバー２の番号が記載されているかどう
かを調べ）、必要であれば７）と同様にして表にドライ
バー２を入れる。

【００３１】さらに詳言すると、例えばモータ番号ＭＯ
１のモータにはドライバー番号の欄に ＤＯ１（ ）， ＤＯ５（ＤＯ２，ＤＯ３） と記載されている。本データの意味する所は次の通りで
ある。 ・ＭＯ１のモータを駆動するには、ＤＯ１又はＤＯ５の
ドライバーが必要である。 ・ＤＯ５のドライバーを駆動するにはさらにＤＯ２又は
ＤＯ３のドライバーが必要である。すなわち２段ドライ
バー構成となる。ちなみに、ＤＯ１のドライバーを駆動
するには他のドライバーを必要とせず、直接ＤＯ，ＡＯ
ボードから駆動（ドライブ）できる。したがって、
（ ）内に複数のドライバー名が存在するときは、その
リストが表示され、設計者によって選択してもらう。

【００３２】９） 標準品選択・データ入力部１２は図
２（ｃ）に示すドライバーデータテーブルを調べドライ
バー１に必要な基板番号を調べる。そして、図２（ｄ）
に示す基板データテーブルを検索して該当する基板番号
を表に入れる。複数の選択肢があれば７）と同様にリス
トをＣＲＴ１３に表示し、設計者が選択する。ドライバ
ー２が必要で有れば同様にして表に番号を入れる。な
お、図２（ｄ）に示す基板データテーブル中、「点数」
の欄は、ボードがもつ入出力点数を意味している。すな
わち、同テーブル中のＢＯ４のボードでは８ＣＨ＊３の
２４点あることを意味する。

【００３３】上述の手順により入力されたモータのデー
タは選択された基板やドライバー等のデータとともに入
力データ記憶部１６に記憶される。

【００３４】モータの選択入力と同様に検出器や操作機
器、通信機器の選択入力が行なわれる。図３は電磁弁
（駆動対象）のデータ構成例、図４は検出器のデータ構
成例、図５はスイッチのデータ構成例、図６は表示器の
データ構成例、図７は通信機器のデータ構成例であり、
第１〜第４データ記憶部１１ａ〜１１ｄ内のデータテー
ブルに基づいて設計者と会話型で作られる。各手順は同
様な入力方法なため説明は省略する。

【００３５】図８は第２データ記憶部１１ｂ内のスイッ
チデータテーブルの例である。図９は第３データ記憶部
１１ｃ内の通信データテーブルの例である。なお、標準
品はこれらに限るものでないが、説明が煩雑になるため
省略する。

【００３６】上述の各データもモータのときと同様に、
使用する標準品のデータとともに入力データ記憶部１６
に記憶される。

【００３７】ハードウェア概略構成生成部１７は入力デ
ータ記憶部１６の記憶データから次のようにしてハード
ウェアの概略構成図を生成する。

【００３８】１） 入力データ記憶部１６の記憶のデー
タから構成品のリストを表示されるので、構成品が制御
装置の内にあるか外にあるかの位置情報をＣＲＴ１３及
びキーボード１４によりユーザインターフェース部１５
を介して入力する。このとき、構成品のいくつかを１つ
のユニット名をつけてまとめる。ユニット名は予めよく
使われる名称はリストで表示されるので選択すればよい
が、ない場合には名称を入力する。

【００３９】２） １）のユニット名による区分けと入
力データ記憶部１６のデータにより、構成品と結線関係
と配置が決まるので図１０に示すようなハードウェア概
略構成図が生成される。

【００４０】例えば図１０の工具というユニットに含ま
れる近接スイッチは、先の検出対象のデータ入力により
デジタル入出力ボードと接続することが分かっている。
デジタル入出力ボードは工具操作盤というユニットにま
とめられているので両者を結ぶような線が引かれる。た
だし、図の煩雑さを減らすために同種の結線は１本の線
でまとめた図にしている。同図ではユニット単位で枠を
囲み、まとまりが分かるようにしている。

【００４１】なお、デジタル入出力ボードのように同種
の基板が存在するときの結線はポートマップ表生成部１
８の割付結果により行う。つまり、検出対象などを入力
する段階では接続するボードの種類が決まっているだけ
で、具体的に近接センサを接続するデジタル入出力ボー
ドが複数の中のどれが対応するかはポートマップ表生成
部１８のデータ（ポートマップ表）から得られる。

【００４２】ポートマップ表生成部１８でのポートマッ
プ生成フローについて、デジタル入出力ボードを例にと
ってさらに説明する。

【００４３】ポートマップ表生成部１８では入力データ
記憶部１６のデータから、先ずボードの種類とそれぞれ
に対する入出力点数と検出対象や駆動対象などの接続対
象が得られる。すると例えば１枚目のデジタル入出力ボ
ードに図１０の工具ユニットに含まれる近接スイッチ
（１点）、リミットスイッチ（２点）、ホールＩＣ（１
９点）を順々に割り付けて行くことができる。ボードの
最大入力点数が１６点だとする（入力点数は標準品デー
タで定義されていた）とホールＩＣの点６点分は１枚目
では足りないため、２枚目のデジタル入出力ボードに割
り付けることになる。ポートマップ表生成部１８ではこ
のような処理を入力データ記憶部１６から得られたボー
ドの種類全部に対して行う。その結果、必要なボード数
や接続関係が具体的に決まる。なお、対になった信号
（検出対象の一種であるスイッチのＯＮ・ＯＦＦの信号
など）は原則的に同じボードに割り付けられるようにす
る。

【００４４】ここで、さらに「割り付け」ということに
ついて補足する。各ボードの入出力点にはマイクロプロ
セッサから操作可能にするためのユニークなアドレス
（あるいは番号）がつけられる。通常は、アナログ入出
力、デジタル入出力ごとに設計可能なアドレスの範囲が
きめられているので、その範囲でポートマップ表生成部
１８は順々にアドレスをつけていく。また同じボード上
では連続したアドレスを付ける。

【００４５】以上のようにして作られたポートマップ表
の例が図１１である。同図の上段の表で使用するデジタ
ル入出力の基板名が示される。ボードの種類を明確にす
るため、入力レベルや点数などのデータも表示される
（このデータは標準品データで定義されていた）。図１
１の下段の表は入出力の割付結果である。アドレス欄の
数字（＊＊＊Ｈは１６進数であることを示している）と
ボートＮｏの欄の数字を加えたものがその信号のアドレ
スである。信号が入力であれば１Ｎ、出力であればＯＵ
Ｔの区別が表示される。信号名称の内容はユーザがポー
トマップ表に対して後から追加したデータである。ポー
トマップ表生成部１８は設計者からの入力を受けデータ
に追加・変更できるエディタ機能も備えている。信号名
称を入力するのはその信号の意味するところがアドレス
やＩＮ／ＯＵＴだけでは設計者には分からないからであ
る。ポートマップ表生成部１８は設計者が信号名称を入
力するとき、該当する信号の結線先を示す入力データ記
憶部１６のデータを調べてＣＲＴ１３に表示することが
できるので、設計者はこの接続関係から信号の意味を判
断して信号名称を入力する。

【００４６】なお、図１０において、ボードは工具操作
盤内のアナログ入出力、デジタル入出力、デジタル入出
力（５Ｖ）、４４／１０Ａの部分となる。検出対象、駆
動対象は基板以外の矩形枠で囲まれた部分及びメータボ
ックス、アンプボックス、バキューム、工具操作盤内の
スイッチ・操作キーを指す。検出対象は近接スイッチ、
リミットスイッチ等であり、駆動対象は電磁弁やリレー
等である。

【００４７】データテーブル生成部１９はポートマップ
表のデータをポートマップ表生成部１８から供給され、
図１２に示すような信号名称の一覧表であるデータテー
ブルデータを生成する。

【００４８】前記ハードウェア概略構成部１７、ポート
マップ表生成部１８及びデータテーブル生成部１９で生
成したハードウェア構成図データ、ポートマップ表デー
タ及びデータテーブルデータは、ＣＲＴ１３に表示する
とともにプリンタ２３で印刷出力する。

【００４９】

【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに、本発明によればあらかじめ登録された標準品を組
みあわせて機械、制御装置を構成するため設計者による
差異が少なくなる。また、使用するボードの選択や結線
を半自動で生成するので開発時間を短縮しインターフェ
ースの不整合などのエラーを減少することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック線図である。

【図２】モータに関するデータ表を示すもので、（ａ）
はモータのデータ、（ｂ）はモータ データテーブル、
（ｃ）はドライバ データテーブル、 （ｄ）は基板デ
ータテーブルを示す説明図である。

【図３】電磁弁のデータ構成例を示す説明図である。

【図４】検出器のデータ構成例を示す説明図である。

【図５】スイッチのデータ構成例を示す説明図である。

【図６】表示器のデータ構成例を示す説明図である。

【図７】通信機器のデータ構成例を示す説明図である。

【図８】スイッチ データテーブルを示す説明図であ
る。

【図９】通信データテーブルを示す説明図である。

【図１０】図１のハードウェア概略構成生成部で生成す
るハードウェアの概略構成を示すブロック線図である。

【図１１】図１のポートマップ表生成部で生成するポー
トマップ表を示す説明図である。

【図１２】図１のデータテーブル生成部で生成するデー
タテーブルを示す説明図である。

【図１３】本発明の実施例装置により設計する機械装置
を示すブロック線図である。

【符号の説明】

１１ 第１の記憶部 １１ａ 第１データ記憶部 １１ｂ 第２データ記憶部 １１ｃ 第３データ記憶部 １１ｄ 第４データ記憶部 １２ 標準品選択・データ入力部 １３ ＣＲＴ １４ キーボード １６ 入力データ記憶部 １７ ハードウェア概略構成生成部 １８ ポートマップ表生成部 １９ データテーブル生成部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボット等の機械装置を構成するための
   標準化された特定の駆動対象、駆動装置、検出器、操作
   機器、表示装置、通信装置及びボード等、標準品のデー
   タが予め登録されて記憶されている第１の記憶手段と、 前記標準品を選択するとともに、選択するためのデータ
   を入力する標準品選択・データ入力手段と、 前記標準品選択・データ入力手段において、前記標準品
   のデータに含まれる標準品間のインターフェース仕様か
   ら選択できる標準品を選択する選択手段と、 前記選択手段で選択した標準品の選択結果を記憶する第
   ２の記憶手段と、 前記選択結果に基づきハードウェアの概略構成図を生成
   するハードウェア概略構成生成部と、 前記選択結果に基づき使用するボード類のポートマップ
   表を生成するポートマップ表生成部と、 前記選択結果に基づき入出力用のデータテーブルを生成
   するデータテーブル生成部とを有することを特徴とする
   機械装置の制御用ソフトウェア設計支援装置。