JPH08320712A - プログラム制御方法及びプログラム制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プログラムに従って、ロボット及びその他の
周辺機器の動作をマルチタスクで制御する際に、周辺機
器の動作を安定して制御することができるプログラム制
御方法及びプログラム制御装置を提供すること。 【構成】 ロボットの制御を必須の処理と通常の処理に
分けて指令し、周辺機器の制御を実行命令数ｎ（ｎは整
数）の処理で指令する。所定時間毎に指令される割り込
み指令を入力した時点で、前記必須の処理を実行し、前
記必須の処理の実行終了後、前記実行命令数ｎの処理を
実行し、前記実行命令数ｎの処理の実行終了後、次の前
記割り込み指令の入力までの間に、前記通常の処理を実
行する。そして、これらの一連の処理の実行を、前記プ
ログラムが終了するまで繰り返し行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プログラムに従っ
て、ロボット及びその他の周辺機器の動作をマルチタス
クで制御するプログラム制御方法及びプログラム制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ロボット及びその他の周辺機器の動作の
制御を１ＣＰＵにて実現する、いわゆるマルチタスクの
プログラム制御装置としては、例えばコンピュータに接
続されたロボット・コントローラ及びプログラマブル・
コントローラがある。ロボット・コントローラは、ロボ
ットを制御するための処理を、所定時間毎、例えば約１
０ミリ秒毎に指令される割り込み指令に従って実行する
装置である。プログラマブル・コントローラは、周辺機
器を制御するためのＩ／Ｏシーケンシャル・プログラム
を解析し実行する装置である。Ｉ／Ｏシーケンシャル・
プログラムの最終命令の実行を終了した後は、ただちに
先頭命令からの実行を繰り返す機能が必要であり、一定
の実行スピードを確保しなければならないものである。
実用上は０．１秒以下で必ずＩ／Ｏシーケンシャル・プ
ログラムの先頭命令から最終命令まで実行（１スキャ
ン）する程度の機能が必要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来のプログラム制御装置では、図４の（ａ）に示すよう
に、周辺機器を制御するための処理は、割り込み指令の
発生の時点ｔ１から、ロボットを制御するための処理の
実行を終了した時点ｔ５の後、所定時間が終了するま
で、即ち次の割り込み指令が指令される時点ｔ２まで実
行される。従って、ロボットを制御するための処理の実
行に要する時間、例えば時点ｔ１から時点ｔ５、時点ｔ
２から時点ｔ６、時点ｔ３から時点ｔ７によっては、周
辺機器を制御するための処理の実行時間が例えば時点ｔ
５から時点ｔ２、時点ｔ６から時点ｔ３、時点ｔ７から
時点ｔ４のように変動し、安定した周辺機器の制御がで
きないという問題があった。

【０００４】安定した周辺機器の制御を行うには、リア
ル・タイム・オペレーション・システム等を使用するこ
とも考えられるが、その場合は基本的にリアル・タイム
・オペレーション・システムの割り込み指令の最小時間
が１０ミリ秒であるならば、１０ミリ秒単位でしか周辺
機器を制御するための処理を振り分けられないという欠
点があった。また、この割り込み指令の最小時間をさら
に細かくすることも可能であるが、あまり細かくする
と、リアル・タイム・オペレーション・システムのオー
バーヘッド（無駄なタスク切替え時間）が大きくなって
しまうという問題があった。

【０００５】この発明は、上記課題を解消するためにな
されたものであり、プログラムに従って、ロボット及び
その他の周辺機器の動作をマルチタスクで制御する際
に、周辺機器の動作を安定して制御することができるプ
ログラム制御方法及びプログラム制御装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
発明にあっては、プログラムに従って、ロボット及びそ
の他の周辺機器の動作をマルチタスクで制御するプログ
ラム制御方法において、前記ロボットの制御を必須の処
理と通常の処理に分けて指令し、前記周辺機器の制御を
実行命令数ｎ（ｎは整数）の処理で指令し、所定時間毎
に指令される割り込み指令を入力した時点で、前記必須
の処理を実行し、前記必須の処理の実行終了後、前記実
行命令数ｎの処理を実行し、前記実行命令数ｎの処理の
実行終了後、次の前記割り込み指令の入力までの間に、
前記通常の処理を実行し、これらの一連の処理の実行
を、前記プログラムが終了するまで繰り返し行うことに
よって達成される。

【０００７】上記目的は、請求項２の発明にあっては、
プログラムに従って、ロボット及びその他の周辺機器の
動作をマルチタスクで制御するプログラム制御装置にお
いて、制御の起動指令を出力する起動指令部と、所定時
間毎に割り込み指令を前記起動指令部に出力する割り込
み指令部と、前記割り込み指令の入力により出力される
第１の起動指令を入力した時点で、前記ロボットを制御
するための必須の処理を実行する第１の実行部と、前記
必須の処理の実行終了後に出力される第２の起動指令を
入力した時点で、前記周辺機器を制御するための実行命
令数ｎ（ｎは整数）の処理を実行する第２の実行部と、
前記実行命令数ｎの処理の実行終了後に出力される第３
の起動指令を入力した後、前記所定時間が終了するまで
の間に、前記ロボットを制御するための通常の処理を実
行する第３の実行部とを備えることにより達成される。

【０００８】

【作用】この発明では、ロボットを制御するための処理
を必須のものと通常のものに分け、さらに周辺機器を制
御するための処理を実行時間をほぼ一定とする命令処理
を１単位として実行命令数ｎ（整数）のものとし、割り
込み指令が指令される時間内に必須の処理と実行命令数
ｎの処理の実行を終了し、残った時間で通常の処理を実
行するという優先順位を付して実行しているので、周辺
機器の動作の制御を安定に行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例を添付図面に
基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例
は、この発明の好適な具体例であるから、技術的に好ま
しい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、
以下の説明において特にこの発明を限定する旨の記載が
ない限り、これらの態様に限られるものではない。

【００１０】図１は、この発明のプログラム制御装置の
概略の一例を示す図である。このプログラム制御装置
は、コンピュータ１０及びティーチング・ペンダント２
０と、それらに接続された制御装置３０とにより構成さ
れている。制御装置３０には、ロボット本体４０の動作
を制御するロボット・コントローラ３１と、リミットス
イッチ、エアシリンダ、電磁弁、コンベア等の周辺機器
５０の動作を制御するプログラマブル・コントローラ３
２と、ロボット・コントローラ３１及びプログラマブル
・コントローラ３２を統括制御するシステム・コントロ
ーラ３３とが備えられている。

【００１１】図２は、図１に示す制御装置の構成例を示
すブロック図である。ロボット・コントローラ３１は、
ロボット本体４０の動作を制御するための処理を必須の
処理と通常の処理に分け、各処理を実行するようになっ
ている。必須の処理は、割り込み指令毎に必ず終了しな
ければならない規定された一連の処理であり、この例で
はロボット本体４０のサーボを司るサーボ部３１１で行
われる。この必須の処理は、ロボット本体４０の姿勢や
状態によって、例えば１ミリ秒から５ミリ秒程度の処理
時間のバラツキがある。通常の処理は、割り込み指令毎
に余っている時間で可能な限り実行しておきたい処理で
あり、この例ではロボット本体４０の動作記述プログラ
ムを解析する第１プログラム解析部３１２で行われる。

【００１２】プログラマブル・コントローラ３２は、周
辺機器５０の動作を制御するための処理を、実行時間を
ほぼ一定とする命令処理を１単位として実行命令数ｎ
（ｎは整数）の処理とし、この処理を実行するようにな
っている。実行命令数ｎの処理は、この例では周辺機器
５０のＩ／Ｏシーケンシャル・プログラムを解析する第
２プログラム解析部３２１と、この第２プログラム解析
部３２１からの命令を、ｎ個の周辺機器５０の動作をそ
れぞれ実行する命令実行部３２３へそれぞれ分岐する命
令分岐部３２２とで行われる。この処理は、基本的にＩ
／Ｏを読み書きするだけであり、単純構成であるので処
理時間はほぼ一定であり、高速処理が可能である。

【００１３】システム・コントローラ３３は、電源オン
と共に起動するようになっている。この例では起動指令
をサーボ部３１１、第１プログラム解析部３１２及び第
２プログラム解析部３２１へ出力する起動指令部３３１
と、割り込み指令を所定時間、例えば１０ミリ秒毎に起
動指令部３３１に出力するタイマ割り込み部３３２と、
コンピュータ１０やティーチング・ペンダント２０から
入力される実行命令数ｎを記憶するメモリ３３３とを備
えている。

【００１４】図３は、この発明のプログラム制御方法の
一例を示すフローチャートである。起動指令部３３１に
て、コンピュータ１０又はティーチング・ペンダント２
０から起動命令が入力されたか否かを確認し（ＳＴＰ
１）、起動命令が入力されたならば、メモリ３３３から
ロボット本体４０の動作記述プログラムである第１プロ
グラム及び周辺機器５０のＩ／Ｏシーケンシャル・プロ
グラムである第２プログラムを読み出し、それぞれを第
１プログラム解析部３１２及び第２プログラム解析部３
２１へ転送する（ＳＴＰ２）。

【００１５】そして、起動指令部３３１にて、タイマ割
り込み部３３２から割り込み指令が入力されたか否かを
確認し（ＳＴＰ３）、割り込み指令が入力されたなら
ば、制御が全て終了したか否かを確認する（ＳＴＰ
４）。制御が全て終了していないならば、最優先となる
サーボ部３１１を起動する第１の起動指令をサーボ部３
１１へ出力する（ＳＴＰ５）。サーボ部３１１にて、第
１プログラム解析部３１２から動作記述プログラムの解
析結果を入力して、ロボット本体４０の動作をその姿勢
や状態に応じて例えば１ミリ秒から５ミリ秒制御する
（ＳＴＰ６）。そして、ロボット本体４０の動作の制御
が終了したか否かを確認し（ＳＴＰ７）、ロボット本体
４０の動作の制御が終了していないならばＳＴＰ６に戻
って上述した処理を繰り返す。

【００１６】一方、ロボット本体４０の動作の制御が終
了したならば、終了信号を起動指令部３３１へ出力す
る。起動指令部３３１にて、サーボ部３１１から終了信
号を受けたら、次の優先となる第２プログラム解析部３
２１を起動する第２の起動指令を第２プログラム解析部
３２１へ出力する（ＳＴＰ８）。第２プログラム解析部
３２１にて、実行命令数ｎのＩ／Ｏシーケンシャル・プ
ログラムを解析し、それらの解析結果を命令分岐部３２
２へ出力する。命令分岐部３２２にて、入力したｎ個の
解析結果をそれぞれ命令実行部３２３へ出力し、各命令
実行部３２３にて、入力した解析結果に従って周辺機器
４０の動作を制御する（ＳＴＰ９）。そして、周辺機器
４０の動作の制御が終了したか否かを確認し（ＳＴＰ１
０）、周辺機器４０の動作の制御が終了していないなら
ばＳＴＰ９に戻って上述した処理を繰り返す。

【００１７】一方、周辺機器４０の動作の制御が終了し
たならば、終了信号を起動指令部３３１へ出力する。起
動指令部３３１にて、第２プログラム解析部３２１から
終了信号を受けたら、第１プログラム解析部３２１を起
動する第３の起動指令を第１プログラム解析部３１２へ
出力する（ＳＴＰ１１）。第１プログラム解析部３１２
にて、ロボット本体４０の動作記述プログラムを解析す
る（ＳＴＰ１２）。そして、起動指令部３３１にて、タ
イマ割り込み部３３２から次の割り込み指令が入力され
たか否かを確認し（ＳＴＰ１３）、次の割り込み指令が
入力されていないならばＳＴＰ１２へ戻って上述した処
理を繰り返す。一方、次の割り込み指令が入力されたな
らば、第１プログラム解析部３１２にて、ロボット本体
４０の動作記述プログラムの解析を中断し（ＳＴＰ１
４）、ＳＴＰ４へ戻って上述した処理を繰り返す。そし
て、制御が全て終了したならば、全ての処理を終了す
る。

【００１８】図４は、以上の処理経過の一例を示すタイ
ムチャートである。同図（ｂ）において、時点ｔ１で割
り込み指令が出力されると、時点ｔ１から時点ｔ５の間
でロボット４０の動作を制御するための必須の処理が実
行される。続いて時点ｔ５から時点ｔ８の間で周辺機器
４０の動作を制御する実行命令数ｎの処理が実行され
る。続いて時点ｔ８から次の割り込み指令が出力される
時点ｔ２の間でロボット４０の動作を制御するための通
常の処理が実行される。そして、時点ｔ２で割り込み指
令が出力されると、時点ｔ２から時点ｔ６の間でロボッ
ト４０の動作を制御するための必須の処理が実行され
る。以下、上述した処理が繰り返される。このように、
周辺機器の動作を制御するための処理量を、ロボットの
制御が不能とならない範囲で実行命令数単位で可変とす
ることにより、ロボットの制御との微妙なＣＰＵパワー
の配分設定が可能となる。

【００１９】また、複数のＩ／Ｏシーケンシャル・プロ
グラムを走らせることも可能である。例えば、同図
（ｃ）において、時点ｔ１で割り込み指令が出力される
と、時点ｔ１から時点ｔ５の間でロボット４０の動作を
制御するための必須の処理が実行される。続いて時点ｔ
５から時点ｔ１１の間で周辺機器４０の動作を制御する
実行命令数ｎの処理が実行される。続いて時点ｔ１１か
ら時点ｔ１２の間で周辺機器４０の動作を制御する別の
実行命令数ｎの処理が実行される。続いて時点ｔ１２か
ら次の割り込み指令が出力される時点ｔ２の間でロボッ
ト４０の動作を制御するための通常の処理が実行され
る。そして、時点ｔ２で割り込み指令が出力されると、
時点ｔ２から時点ｔ６の間でロボット４０の動作を制御
するための必須の処理が実行される。以下、上述した処
理が繰り返される。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ロボットの制御状態により、周辺機器の制御のパフォー
マンスが左右されることがなくなる。また、周辺機器の
動作を制御するプログラムの大きさ（命令数）によっ
て、ロボットの動作の制御のパフォーマンスも左右され
ることがなくなる。さらに、ＣＰＵ自体のパフォーマン
スが変化しても、指定された命令数が同じであれば、同
じパフォーマンスを維持することができる。。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のプログラム制御装置の概略の一例を
示す図。

【図２】図１に示す制御装置の構成例を示すブロック
図。

【図３】この発明のプログラム制御方法の一例を示すフ
ローチャート。

【図４】この発明のプログラム制御方法の処理経過の一
例を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１０ コンピュータ ２０ ティーチング・ペンダント ３０ 制御装置 ３１ ロボット・コントローラ ３２ プログラマブル・コントローラ ３３ システム・コントローラ ４０ ロボット本体 ５０ 周辺機器 ３１１ サーボ部 ３１２ 第１プログラム解析部 ３２１ 第２プログラム解析部 ３２２ 命令分岐部 ３２３ 命令実行部 ３３１ 起動指令部 ３３２ タイマ割り込み部 ３３３ メモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プログラムに従って、ロボット及びその
   他の周辺機器の動作をマルチタスクで制御するプログラ
   ム制御方法において、 前記ロボットの制御を必須の処理と通常の処理に分けて
   指令し、 前記周辺機器の制御を実行命令数ｎ（ｎは整数）の処理
   で指令し、 所定時間毎に指令される割り込み指令を入力した時点
   で、前記必須の処理を実行し、 前記必須の処理の実行終了後、前記実行命令数ｎの処理
   を実行し、 前記実行命令数ｎの処理の実行終了後、次の前記割り込
   み指令の入力までの間に、前記通常の処理を実行し、 これらの一連の処理の実行を、前記プログラムが終了す
   るまで繰り返し行う、 ことを特徴とするプログラム制御方法。
2. 【請求項２】 プログラムに従って、ロボット及びその
   他の周辺機器の動作をマルチタスクで制御するプログラ
   ム制御装置において、 制御の起動指令を出力する起動指令部と、 所定時間毎に割り込み指令を前記起動指令部に出力する
   割り込み指令部と、 前記割り込み指令の入力により出力される第１の起動指
   令を入力した時点で、前記ロボットを制御するための必
   須の処理を実行する第１の実行部と、 前記必須の処理の実行終了後に出力される第２の起動指
   令を入力した時点で、前記周辺機器を制御するための実
   行命令数ｎ（ｎは整数）の処理を実行する第２の実行部
   と、 前記実行命令数ｎの処理の実行終了後に出力される第３
   の起動指令を入力した後、前記所定時間が終了するまで
   の間に、前記ロボットを制御するための通常の処理を実
   行する第３の実行部と、 を備えたことを特徴とするプログラム制御装置。