JPH11338521A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汎用ロボットやプラントの制御に用いて好適
の制御装置において、システム自体の改造をすることな
く、かつ、制御対象に複雑な作業を行なわせる場合にも
作業効率を低下させることなく、ユーザが必要な動作を
制御対象にさせることのできるようにする。 【解決手段】 ロボット言語又は図形言語により記述さ
れた制御プログラムに対して標準関数を用いて言語解釈
及び演算処理を行なう解釈処理部７と、解釈処理部７に
よる該言語解釈及び該演算処理によって得られた指令情
報に従って制御対象２０に動作指令を行なう制御演算部
６とをそなえた制御装置において、ユーザが該標準関数
とは別のユーザ関数を登録するユーザ関数登録機能をそ
なえ、解釈処理部７は、該ユーザ関数に対応した該制御
プログラムに対しては該ユーザ関数を用いて言語解釈及
び演算処理を行なうように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボット言語によ
り制御可能な汎用ロボットの制御、あるいは、図形言語
によりプラント制御ロジックを記述して制御可能なプラ
ントの制御に用いて好適の、制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ロボットの制御やプラントの
制御を行なう制御装置が開発されている。このような従
来の制御装置では、ユーザが容易に制御プログラムを記
述して用途に応じた動作指令を制御対象に行なうことが
できるように、標準関数をそなえた基本ソフトウエアが
用意されている。ユーザは、この標準関数を組み合わせ
て、目的に応じた制御プログラムを記述している。特に
比較的に緻密な作業に使用されることの多いロボットで
は、適宜に動作の修正又は変更を要求されることが多い
ため、ユーザが目的に応じてロボットに動作指令を行な
わせることを容易にできる制御装置の要求は高い。

【０００３】ロボットとしては、例えば、塗装スプレー
を行なう塗装ロボットがある。図７〜図１０は従来の制
御装置にかかる塗装ロボットを示す図である。図７は塗
装ロボットの構成及び塗装ロボットの動作内容を示す図
であり、図８はロボット言語（標準関数）による塗装ロ
ボットの制御例を示す図であって、（ａ），（ｂ）はそ
れぞれ図７の動作を塗装ロボットに行なわせるためのロ
ボット言語による制御プログラムを示す図であり、図９
はロボット制御装置の内部構成を示す図であり、図１０
はロボット言語により記述した制御プログラムの解釈処
理のフローを説明する装置の要部構成図である。

【０００４】図７に示すように、塗装ロボット２０は、
塗装スプレー２１と、塗装スプレー２１を移動させる移
動機構２５と、塗装スプレー２１及び移動機構２５に動
作指令を行なうロボット制御装置１０とから構成され、
作業対象４０にスプレー塗装を行なう。ここで、移動機
構２５は、軸２６ａ，２７ａ，２８ａ，２９ａと、これ
らの軸２６ａ〜２９ａの軸間及び軸端に設けられた傾動
関節２６，２７，２９及び回動関節２８，３０とをそな
えている。傾動関節２６，２７，２９は、結合された軸
を傾動できるようになっており、回動関節２８は、接続
された軸をその軸心線回りに回動できるようになってい
る。回動関節３０は、塗装ロボット２０を支持してお
り、接続された軸をその軸心線回りに片方向に回転でき
るようになっている。

【０００５】これらの傾動関節２６，２７，２９，回動
関節２８，３０には、ロボット制御装置１０からの動作
指令で動作する図示されない関節駆動装置、例えば、モ
ータ及び減速機がそれぞれ設置されている。また、傾動
関節２６，２７，２９，回動関節２８，３０には、エン
コーダがそれぞれ付設されており、これらのエンコーダ
により検出した傾動関節２６，２７，２９，回動関節２
８，３０の動作量をロボット制御装置１０にフィードバ
ックしている。

【０００６】そして、ロボット制御装置１０の内部は、
図９に示すように、ＣＰＵ１と、ＲＡＭ２と、ＲＯＭ３
と、Ｉ／Ｏデバイス４と、バッテリバックアップ付きの
ＲＡＭ５と、それらを互いに繋げる伝送路９とから構成
される。

【０００７】ここで、塗装ロボット２０を制御するため
の基本ソフトウェアはＲＯＭ３に格納されており、ＣＰ
Ｕ１はこの基本ソフトウェアをＲＡＭ２を使って実行す
る。制御プログラムは、図８に示すようなロボット言語
により記述されており、電源を切っても内容が失われな
いメモリ領域、ここでは、バッテリバックアップ付きの
ＲＡＭ５に通常ロードされている。このバッテリバック
アップ付きＲＡＭ５の代わりに、フラッシュＲＯＭなど
を使うこともある。そして、ロボット制御装置１０はＩ
／Ｏデバイス４を介して塗装ロボット２０とつながれて
いる。

【０００８】塗装ロボット２０は上述のように構成され
るので、図８（ａ），（ｂ）に示すようなロボット言語
（標準関数）による制御プログラムを作成してロボット
制御装置１０へ入力することで、塗装ロボット２０に作
業対象物４０の所定の位置に塗装を行なわせることがで
きる。この制御プログラムは、ロボット制御装置１０の
ＣＰＵ１で解釈処理された後に、Ｉ／Ｏデバイス４を介
して、動作信号として塗装スプレー２１及び移動機構２
５の上述の関節駆動装置に送られる。この動作信号に応
じて、塗装スプレー２１は塗装物の噴射の開始又は停止
の何れかを行ない、各関節駆動装置は互いに連動して塗
装スプレー２１を所定の位置へと移動させる。

【０００９】ここで、図８（ａ）のロボット言語により
記述された制御プログラムについて説明する。この記述
内容は、塗装ロボット２０により、図７に示す作業対象
物４０の、座標１，２間及び座標３，４間の範囲で塗装
を行なわせるためのものである。ここで、座標１〜４は
何れも作業対象物４０の端点に位置する。以下に、図８
（ａ）の制御プログラムを、図７と対応させながら、上
から一行ずつ説明していく。

【００１０】「ＭＯＶＥ」は、塗装スプレー２１を、引
数で指定した座標へ移動させるための関数である。ここ
では、「ＭＯＶＥ １」として引数に１をセットして、
塗装スプレー２１を塗装の開始点で作業対象物４０の端
点に位置する座標１へと移動させる（ステップＡ１）。
次の「ＯＶＥＲＳＰＲＡＹ」は引数で指定した量をオー
バー量に設定する関数である。ここで、オーバー量と
は、塗装スプレー２１の、塗装物の噴射停止時における
不安定な噴射状態による塗装むらを考慮して設定するも
ので、ＯＶＥＲＳＰＲＡＹ以降に記述されるＭＯＶＥに
ついては、その引数よりもＯＶＥＲＳＰＲＡＹにより設
定したオーバー量だけ離れた座標へと塗装スプレー２１
を移動させる。さらに、ＯＶＥＲＳＰＲＡＹ以前にＭＯ
ＶＥ指令により塗装スプレー２１を移動させている場合
は、まず、このＭＯＶＥ指令による移動とは逆方向にオ
ーバー量だけ塗装スプレー２１を引き戻す。

【００１１】ここでは、「ＯＶＥＲＳＰＲＡＹ ５０」
としてオーバー量を５０ｍｍに設定している。したがっ
て、塗装スプレー２１は、直前のＭＯＶＥ（ステップＡ
１）による移動に対して、ＯＶＥＲＳＰＲＡＹにより設
定した量（オーバ量）だけ手前の図中Ａの位置へと引き
戻される。（ステップＡ２）。

【００１２】塗装スプレー２１が図中Ａの位置へ移動し
た時点で、次の「ＳＰＲＡＹ ＯＮ」により、塗装スプ
レー２１の塗装物の噴射を開始させる（ステップＡ
３）。次に、「ＭＯＶＥ ２」として引数に２をセット
して、塗装スプレー２１を、ＭＯＶＥ関数により、作業
対象物４０の端点に位置する座標２へ移動させるように
指令しているが、ステップＡ２のＯＶＥＲＳＰＲＡＹの
設定により、ＭＯＶＥ関数により指定された位置（座標
２）に対しＯＶＥＲＳＰＲＡＹにより設定した量（オー
バ量）だけ先の位置（図中Ｂの位置）へと移動させる
（ステップＡ４）。

【００１３】塗装スプレー２１が図中Ｂの位置へ移動し
た時点で、次の「ＳＰＲＡＹ ＯＦＦ」により、塗装ス
プレー２１の塗装物の噴射を停止させる（ステップＡ
５）。次の「ＭＯＶＥ ３」は、塗装スプレー２１を、
ＭＯＶＥ関数により、座標３へ移動させるように指令し
ているが、ＭＯＶＥ関数により指定された位置（座標
３）に対し、ＯＶＥＲＳＰＲＡＹで設定したオーバ量だ
け手前の位置（図中Ｃの位置）へと移動させる（ステッ
プＡ６）。

【００１４】塗装スプレー２１が図中Ｃの位置へ移動し
た時点で、次の「ＳＰＲＡＹ ＯＮ」により、塗装スプ
レー２１の塗装物の噴射を開始させる（ステップＡ
７）。次の「ＭＯＶＥ ４」は、塗装スプレー２１を、
ＭＯＶＥ関数により、座標４へ移動させるように指令し
ているが、ＭＯＶＥ関数により指定された位置（座標
４）に対し、ＯＶＥＲＳＰＲＡＹで設定したオーバ量だ
け先の位置（図中Ｄの位置）へと移動させる（ステップ
Ａ８）。

【００１５】塗装スプレー２１が図中Ｄの位置へ移動し
た時点で、次の「ＳＰＲＡＹ ＯＦＦ」により、塗装ス
プレー２１の塗装物の噴射を停止させ（ステップＡ
９）、塗装ロボット２０の作業が終了する。この図８
（ａ）に示す制御プログラムにより、ロボット制御装置
１０より動作指令を受けた塗装ロボット２０は、図７に
示す作業対象物４０に対して、以下のように動作する。

【００１６】塗装スプレー２１は、まず、座標１の手前
のある点から、作業対象物４０の端点に位置して塗装開
始点である座標１の上方へと移動する（ステップＡ１）
が、その後、図中のＡで示される位置まで後退して（ス
テップＡ２）、このＡの位置で塗装物の噴射を開始する
（ステップＡ３）。そして、塗装スプレー２１は、塗装
物を噴射しながら、移動機構２５により、このＡの位置
から、座標１及び所定の座標２を通過して図中のＢで示
される位置まで移動して（ステップＡ４）、塗装物の噴
射を停止する（ステップＡ５）。塗装開始点（座標１）
よりもの所定量（５０ｍｍ）手前の地点Ａから塗装物の
噴射を開始したり、塗装物の噴射停止点（座標２）を所
定量（５０ｍｍ）オーバーした地点Ｂまで塗装物を噴射
させるのは、塗装スプレー２１が停止した状態で、塗装
物の噴射開始または停止を行なうと、不安定な噴射状態
による塗装むらが塗装物の噴射開始点や停止点（座標
１，２）付近で生じるおそれがあるので、これを防止す
るためである。

【００１７】次に、塗装スプレー２１は、移動機構２５
により図中Ｃの位置に移動し（ステップＡ６）て、この
Ｃの位置で塗装物の噴射を開始し（ステップＡ７）、塗
装物を噴射しながら移動機構２５により図中のＤで示さ
れる位置まで移動して（ステップＡ８）、塗装物の噴射
を停止する（ステップＡ９）。

【００１８】塗装を行なう所定範囲（座標３，４間）よ
りも、手前の位置（座標Ｃ）から塗装物の噴射を開始し
て、先の位置（座標Ｄ）まで塗装物を噴射させるのは、
上述と同様に、塗装物の噴射開始点及び噴射停止点（座
標３，４）付近での不安定な噴射状態による塗装むらが
生じるのを防ぐためである。以上で、塗装ロボット２０
の作業は終了する。

【００１９】ここで、図８（ａ）の制御プログラムを、
図８（ｂ）の制御プログラムのように、即ち、図８
（ａ）の制御プログラムに対し、ステップＡ１のＭＯＶ
Ｅ １とステップＡ２のＯＶＥＲＳＰＲＡＹ ５０の順
序を逆にして記述することもある。この場合、図８
（ａ）の制御プログラムのステップＡ１からステップＡ
３にかかるスプレーロボット２０の動作は、前述の通
り、図７において、塗装スプレー２１が、座標Ａを通り
すぎて、塗装開始点である座標１の上方へと一旦移動し
た後に座標Ａの位置まで引き返して塗装物の噴射を開始
するのに対し、図８（ｂ）の制御プログラムのステップ
Ｅ１からステップＥ３にかかるスプレーロボット２０の
動作は、ＭＯＶＥ１以前にＯＶＥＲＳＰＲＡＹによりオ
ーバ量が設定されているので、塗装スプレー２１は、座
標１まで移動してからＡの地点まで引き返すといった動
作なしに、直接に、塗装開始点である座標１よりもオー
バ量だけ手前の位置である座標Ａに移動し、そして塗装
物の噴射を開始する。

【００２０】図８（ｂ）の制御プログラムによる動作
は、座標Ａでの塗装物の噴射を開始以降については、図
８（ａ）の制御プログラムによる動作と同じであるので
説明を省略する。

【００２１】次に、ロボット言語の解釈処理について説
明する。ロボット言語の解釈処理は、基本ソフトウェア
により、例えば、図１０に示すように行なわれる。ここ
で、解釈処理部７は、言語解釈（ステップＢ１０〜ステ
ップＢ４０）と演算処理（ステップＢ５０）とを行な
い、言語解釈及び演算処理後に指令を制御演算部６に出
力する。制御演算部６は、この指令によってさらに指令
値を計算してＩ／Ｏデバイス４を介して塗装ロボット２
０へ動作指令を出力する。また、塗装ロボット２０から
は、塗装ロボット２０の位置等のロボットの状態を示す
信号がロボット制御装置１０にフィードバックされる。

【００２２】まず、基本ソフトウェアによって、図８
（ａ），（ｂ）に示すような制御プログラムを１行づつ
読み込み（ステップＢ１０）、そして、読み込んだプロ
グラム行を字句解析を行なって最小単位の語句（トーク
ン）に分解する（ステップＢ２０）。ここで、制御プロ
グラムは、基本ソフトウエアで解釈処理しやすいように
適当な中間言語にコンパイルされてロードされている場
合もある。

【００２３】次いで、このトークンを、標準関数記号表
及び登録変数記号表と比較して構文解析を行なう（ステ
ップＢ３０）。ここで、標準関数記号表には、その属性
（関数の引数の数及び引数の型等）を含んで標準関数が
登録されている。さらに、この標準関数記号表には標準
関数を実際に処理するためのアドレスも登録されてお
り、速やかに標準関数の処理の実行が行なえるようにな
っている。

【００２４】また、登録変数記号表も、標準関数と同様
の内容を持っている。つまり、登録変数記号表には、使
用される変数が、変数の型等の属性を含んで登録され、
さらに、変数の実際のアドレス等の情報も含まれてお
り、変数の内容を速やかに検索できるようになってい
る。つまり、構文解析では、トークンと標準関数登録表
及び登録変数記号表とを比較してトークンが標準関数と
合致しているかを調査する。即ち、分解されたトークン
が、上述の標準関数記号表に登録されているいずれかの
標準関数と一致するとともにその標準関数の属性（標準
関数の文法）に適っているか、さらに、標準関数の引数
に変数が使われている場合は、その変数が登録変数記号
表に登録されている変数のいずれかと一致するとともに
その変数の属性に適っているかを調査する。

【００２５】以上で、構文解析が終了し、ステップＢ４
０へと進む。ステップＢ４０では、トークンが標準関数
に合致しているかの判定がおこなわれる。ここで、トー
クンが標準関数に合致していなければ、ステップＢ１０
０へと進みエラー処理が行なわれて、制御プログラムの
解釈処理は未完のまま強制終了となるが、トークンが標
準関数に合致していれば、ステップＢ５０へ進む。

【００２６】ステップＢ５０では、トークンと合致する
標準関数に該当する処理を行なうように制御演算部６に
指令を出してステップＢ６０へと進む。ここで、ステッ
プＢ５０、即ち、解釈処理部７から、解釈処理の結果得
られた動作命令や移動先の座標などの指令を受けると、
制御演算部６は、さらに指令値を計算して、この指令値
（動作指令）を、Ｉ／Ｏデバイス４経由でロボットの各
アクチュエーター（塗装ロボット２０）に出力する。

【００２７】ステップＢ６０では、ステップＢ１０で読
み込んだ制御プログラムの１行が制御プログラムの最終
行かどうか、即ち、制御プログラムが終了かどうかの判
定が行なわれ、制御プログラムが終了であれば解釈処理
は終了するが、制御プログラムが終了でなければ、ステ
ップＢ１０へと戻って、制御プログラムの次の行を読み
込み、制御プログラムが終了するまで解釈処理（ステッ
プＢ１０〜ステップＢ６０）を繰り返す。

【００２８】以上で、基本ソフトウェアによるロボット
言語の解釈処理のフローが終了する。このように、従来
のロボット制御装置では、いくつかの簡単なロボット言
語（標準関数）を組み合わせて制御プログラムを記述す
ることでロボットに複雑な動作を行なわせることができ
るようになっている。ロボット言語としては、例えば、
汎用的なプログラム言語であるＢＡＳＩＣに類似したも
のがＪＩＳ規格にも定められている。

【００２９】このようなロボット言語の他に、プラント
制御装置では、図１１のようなファンクションブロック
図などの図形形式の言語を使って制御プログラムを記述
するものもある。図１１の制御プログラムは、プラント
制御装置にアナログ入力されている、図１１中で示す
制御対象となるある状態量の制御目標値（Ｍｏｋｕｈｙ
ｏ）と図１１中で示すこの状態量の現状の制御状態
（Ｓｅｉｇｙｏｒｙｏ）との差分を、図１１中で示す
減算関数により算出し、さらに、この差分を使って図１
１中で示す関数〔（Ｋ／（１＋Ｔｓ）〕により一次遅
れを考慮した操作量を算出して、この操作量を、制御対
象となる状態量の調節機器に指令値としてアナログ出力
させる（図１１中）ものである。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の制御装置では、必要な動作を制御対象に行な
わせるために必要な制御プログラム（必要制御プログラ
ム）を記述するのにユーザが使用できるのは、制御装置
に標準で提供されているロボット言語（標準関数）に限
られているため、以下の課題がある。

【００３１】制御プログラムにより例えば汎用ロボット
のような制御対象に動作を行なわせるには、図１０に示
すように、制御プログラムを構成する標準関数のそれぞ
れについて解釈処理が必要であり、このため、１つの制
御プログラムを実行するのに要する解釈処理時間は制御
プログラムを構成する標準関数の数に比例して増加す
る。したがって、制御対象に複雑な動作を行なわせる必
要があって必要制御プログラムを構成する標準関数が多
数になるほど、解釈処理時間が増大し、ロボットやプラ
ント等の制御対象の作業効率の低下を招いてしまう。

【００３２】ここで、複数の標準関数をまとめて１つの
マクロ関数としてユーザが定義可能な、マクロ機能を持
つ制御装置もある。複数の標準関数からなる類似の動作
を繰り返し制御対象に行なわせるときには、この複数の
標準関数を１つのマクロ関数とすることによりユーザの
制御プログラム入力作業の煩雑さを解消することができ
るが、マクロ関数を構成する複数の標準関数のそれぞれ
について解釈処理を行なっているので、上述と同様で解
釈処理時間を短くすることはできず、制御対象の作業効
率の低下を緩和するには至らない。

【００３３】さらに、制御装置に標準で提供される標準
関数では、必要制御プログラムを記述しきることが困難
な場合もある。このような場合、ユーザは、制御装置の
システム自体を高価な費用を払ってメーカに改造しても
らうか、また、何とか既存の標準関数を組み合わせて必
要制御プログラムを記述できたとしても、演算速度の遅
いものになったり、制御プログラムの作成（組み合わ
せ）に大幅に時間や労力を要してしまう。

【００３４】本発明はこのような課題に鑑み創案された
もので、ロボット言語又は図形言語により制御可能な制
御装置において、システム自体の改造をすることなく、
かつ、制御対象に複雑な作業を行なわせる場合にも作業
効率を低下させることなく、ユーザが必要な動作を制御
対象に行なわせることができるようにした、制御装置を
提供することを目的とする。

【００３５】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の制御装置は、ロボット言語又は図形言語によ
り記述された制御プログラムに対して標準関数を用いて
言語解釈及び演算処理を行なう解釈処理部と、該解釈処
理部による該言語解釈及び該演算処理によって得られた
指令情報に従って制御対象に動作指令を行なう制御演算
部とをそなえた制御装置において、ユーザが該標準関数
と別のユーザ関数を登録するユーザ関数登録機能をそな
え、該解釈処理部は、該ユーザ関数に対応した該制御プ
ログラムに対しては該ユーザ関数を用いて言語解釈及び
演算処理を行なうことを特徴としている。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
形態について説明する。本実施形態では、本制御装置を
ロボットの制御に適用した場合を説明する。図１〜図６
は本発明の一実施形態にかかるロボット制御装置を示す
もので、図１はロボット言語の解釈処理のフローを説明
する本装置の要部構成図、図２はユーザが作成したユー
ザ関数を制御装置に登録するためのユーザ関数登録表の
一例を示す図、図３はユーザが作成したユーザ関数の演
算内容の記述例を示す図、図４はエントリテーブル作成
のための記述例を示す図、図５はバッテリバックアップ
ＲＡＭの領域割付例を示す図であって、（ａ）はユーザ
関数登録表とエントリテーブルを別個に作成した場合の
領域割付例を示す図、（ｂ）はユーザ関数登録表とエン
トリテーブルを１つにまとめて作成した場合の領域割付
例を示す図、図６はユーザが作成したユーザ関数の使用
例を示す図である。

【００３７】本実施形態のロボット制御装置（制御装
置）のハード構成は、従来技術と同様になっており、図
９に示すように、ＣＰＵ１と、ＲＡＭ２と、ＲＯＭ３
と、Ｉ／Ｏデバイス４と、バッテリバックアップ付きの
ＲＡＭ５と、それらを互いに繋げる伝送路９とから構成
される。そして、本ロボット制御装置には、従来の汎用
の制御装置と同様に、ユーザが容易に制御プログラムを
記述して用途に応じた動作をロボット（制御対象）に実
行させることができるように専用のプログラム言語をそ
なえた基本ソフトウエアが用意されるとともに、さら
に、この基本ソフトウエアにユーザ関数登録機能がそな
えられており、ユーザがＣ言語等の一般プログラム言語
を利用して、専用のプログラム言語が標準としてそなえ
る標準関数とは別のユーザ関数を登録できるようになっ
ている。

【００３８】ここで、ユーザ関数登録機能では、ユーザ
関数について、ユーザ関数名と、ユーザ関数の演算内容
と、ユーザ関数の属性（関数の引数の数及び引数の型
等）とを登録するとともに、ユーザ関数を実際に処理す
るためのアドレスの登録も行なうようになっている。本
実施形態では、ユーザの入力が容易となるように、ユー
ザ関数登録機能を、関数登録と、関数の演算内容の記述
と、エントリテーブルの作成との３つに分けて構成して
いる。

【００３９】ここで、２つのユーザ関数ＰＯＷ（），Ｋ
Ｐ（）の、Ｃ言語を利用したユーザ関数登録を例に挙げ
て、図２〜図４によりユーザ登録機能を説明する。図２
に示すように、ユーザ関数登録は、ユーザ関数に関数番
号（図２中、最も左の欄）を割り付けるとともに、関数
の属性として関数の戻り値の型，引数の個数，引数の型
を登録するもので、基本ソフトウエアがそなえる表形式
によるシステム（登録関数表）によりユーザが容易に入
力を行なえるようにしている。図２は、関数番号１に関
数名ＰＯＷ（）を、関数番号２に関数名ＫＰ（）を登録
した状態を示している。ここで、関数の戻り値の型及び
引数の型は、後述のユーザ関数の演算内容の記述と一致
するように、ｉｎｔ，ｆｌｏａｔといったＣ言語に準じ
た型を使用する。

【００４０】そして、ユーザ関数の演算内容はＣ言語に
より図３のように記述する。図３はＰＯＷ（）の演算内
容についての記述であって、べき乗を計算させるもので
ある。また、図示しないが、ＫＰ（）の演算内容もＣ言
語により同様に記述する。これらの記述は、Ｃ言語のコ
ンパイラにより、制御装置のＣＰＵで動作可能なように
実行モジュール（機械語）に変換されるとともにユーザ
関数を実際に処理するためのアドレス（エントリアドレ
ス）も割り付けられる。

【００４１】ここで、ユーザ関数を実際に使うために
は、コンパイラにより割り付けられた各ユーザ関数のエ
ントリアドレスを、基本ソフトウエアが行なう解釈処理
で速やかに分かるようにする必要がある。このため、各
関数のエントリアドレスを登録するためのエントリテー
ブルを、例えば、図４に示すＣ言語の記述によって作成
する。ここで、図４の図中にで示される数はユーザ関
数の登録数〔本実施例ではＰＯＷ（）及びＫＰ（）の２
つ〕を表し、図４中に，で示される数は図２のユー
ザ関数登録表中の関数番号に一致させて、関数登録表と
エントリテーブルとの関連を速やかに確認できるように
なっている。以上でユーザ関数登録は終了する。

【００４２】ここで、上述のユーザ関数登録により作成
した、ユーザ関数登録表，エントリアドレス，ユーザ関
数の実行モジュールは、ロボット制御装置のバッテリバ
ックアップ付きのＲＡＭ５（図９参照）に図５（ａ）に
示すような割り付け構成でロードして、電源が切れても
ロード内容が消えないようにしている。また、ユーザ関
数登録表ロード領域及びエントリーテーブルのロード領
域の先頭アドレスを固定して、ロボット言語解釈部から
容易に参照可能なようにしている。

【００４３】図６は、上述のようにユーザが定義した関
数であるＰＯＷ（）及びＫＰ（）の使用例を示してい
る。ステップＣ１０で、ユーザ関数ＰＯＷ（）により変
数Ｂの４乗を計算してこれを変数Ａに代入し、さらにス
テップＣ２０で、ユーザ関数ＫＰ（）により、ステップ
Ｃ１０で求めた変数Ａの値に２．５を乗じたものに、さ
らに変数Ｄに４．２を乗じたものを加えて、これを変数
Ｃに代入している。ステップＣ３０では、標準関数であ
るＭＯＶＥの引数として、１０，２０，３０にステップ
Ｃ２０で求めた変数Ｃを加えたものの３つを取り、制御
対象をこの３つの座標へ順次移動させるようにしてい
る。

【００４４】本発明の一実施形態にかかる制御装置は、
上述のように構成されるので、例えば、図１に示すよう
に、解釈処理を行なうことができる。この解釈処理は、
図１０により説明した従来技術の解釈処理に対し、ユー
ザ関数の解釈処理（ステップＤ４４〜ステップＤ４６）
を加えたものである。つまり、まず、基本ソフトウェア
は制御プログラムを１行づつ読み込み（ステップＤ１
０）、そして、読み込んだプログラム行の字句解析を行
なって最小単位の語句（トークン）に分解する（ステッ
プＤ２０）。

【００４５】次いで、このトークンを、標準関数記号表
及び変数の登録変数記号表と比較して構文解析を行ない
トークンが標準関数に合致しているかを調査する。即
ち、分解されたトークンが上述の標準関数記号表に登録
されているいずれかの標準関数と一致しているか及びそ
の標準関数の属性（標準関数の文法）に適っているかを
調査し、さらに、関数の引数に変数が使われている場合
は、その変数が登録変数記号表に登録されている変数
（登録変数）のいずれかと一致するとともにその登録変
数の属性に適っているかを調査する（ステップＤ３
０）。そしてステップＤ４０へと進む。

【００４６】ステップＤ４０では、トークンが標準関数
に合致しているかの判定が行なわれれ、トークンが標準
関数に合致していなければユーザ関数を対象とした構文
解析（ステップＤ４４）へ進み、トークンが標準関数に
合致していればステップＤ５０へ進んで標準関数に該当
する処理を行なうように制御演算部６に指令を出す。ス
テップＤ４４では、ユーザ関数を対象とした構文解析を
行ない、トークンとユーザ関数登録表及び登録変数記号
表とを比較してトークンがユーザ関数と合致しているか
を調査し、即ち、分解されたトークンが上述のユーザ関
数登録表に登録されているいずれかのユーザ関数と一致
しているか及びそのユーザ関数の属性（ユーザ関数の文
法）に適っているかを調査し、さらに、ユーザ関数の引
数に変数が使用されていれば、その変数が登録変数記号
表に登録されている変数（登録変数）のいずれかと一致
しているか及びその登録変数の属性に適っているかを調
査する。そして、ステップＤ４６へ進む。

【００４７】ステップＤ４６では、トークンがユーザ関
数に合致しているかどうかの判定が行なわれ、トークン
がユーザ関数に合致していなければ、ステップＤ１００
へと進みエラー処理が行なわれて制御プログラムの解釈
処理は未完のまま強制終了となり、トークンがユーザ関
数に合致していれば、関数番号の情報を伴ってステップ
Ｄ５０へ進む。

【００４８】ステップＤ５０では、トークンと合致する
標準関数またはユーザ関数に該当する処理を行なうよう
に制御演算部６に指令を出してステップＤ６０へと進
む。ここで、トークンがユーザ関数に合致している場合
はエントリ表からユーザ関数のアドレスの検索を速やか
に行なうことができる、つまり、各ユーザ関数に割り当
てられた関数番号を介して関数登録表とエントリー表と
を関連付けているのでユーザ関数のアドレスの検索を容
易に行なうことができる。

【００４９】また、ステップＤ５０、即ち、解釈処理部
７から、言語解釈の結果得られた動作命令や移動先の座
標などの指令を受けると、制御演算部６は、さらに指令
値を計算して、この指令値（動作指令）をＩ／Ｏデバイ
ス経由でロボット２０の各アクチュエーターに出力す
る。ステップＤ６０では、ステップＤ１０で読み込んだ
制御プログラムの１行が制御プログラムの最終行かどう
か、即ち、制御プログラムが終了かどうかの判定が行な
われ、制御プログラムが終了であれば解釈処理は終了す
るが、制御プログラムが終了でなければ、ステップＤ１
０へと戻って、制御プログラムの次の行を読み込み、制
御プログラムが終了するまで解釈処理（ステップＤ１０
〜ステップＤ６０）を繰り返す。

【００５０】以上で、基本ソフトウェアによるロボット
言語の解釈処理のフローが終了する。本発明の制御装置
は、このように、ユーザが目的に応じて一般的なプログ
ラム言語を利用してユーザがユーザ関数を設定できるの
で以下のような効果がある。ユーザは、目的の作業をロ
ボットにさせるために必要な制御プログラム（必要制御
プログラム）をＣ言語を利用して作成すると、制御装置
のＣＰＵで動作可能なように実行モジュール（機械語）
に変換されて１つのユーザ関数として登録されるので、
処理速度の高速化を図れる。即ち、複数の標準関数を組
み合わせたものを解釈処理する場合と、これに相当する
１つのユーザ関数を解釈処理する場合とを較べると、前
者では標準関数の数だけ図１０に示すような解釈処理フ
ローの繰り返しが必要なのに対し、後者では図１に示す
ような解釈処理を１回行なうだけで良い。

【００５１】例えば、掛け算１個にかかる解釈処理時間
を約３００μｓｅｃに対し、そのうちのＣＰＵでの演算
時間は僅か約１μｓｅｃである。ここで、１０００個の
掛け算が必要なロボットの座標計算を制御装置に行なわ
せると、従来の制御装置では１０００個の掛け算を１個
ずつ解釈処理するので約３００ｍｓｅｃかかるが、本発
明にかかる制御装置ではこの１０００個の掛け算を機械
語に変換して１つのユーザ関数として登録できるので解
釈処理は１回で済むため従来の制御装置に較べて、その
解釈処理時間は２桁少なくなる。

【００５２】さらに、必要制御プログラムをロボット制
御装置用に標準で提供される標準関数では記述できない
場合でも、豊富な関数をそなえる一般的なプログラム言
語であるＣ言語を利用してユーザ言語を作成することで
この必要制御プログラムを記述することが可能となる。
したがって、ユーザは、ロボット制御装置のシステム自
体を高価な費用を払ってメーカに改造してもらうことな
く、あるいは、標準関数の組み合わせで苦心するという
効率の悪い作業を強いられることなく、目的に応じた作
業をロボットに行なわせることができる。

【００５３】なお、本発明は、上述の実施形態に限定さ
れるものではない。例えば、本実施形態では、Ｃ言語に
よりユーザ関数登録を行なっているが、例えばＦＯＲＴ
ＯＲＡＮのような他の一般的なプログラム言語を用いて
もよい。また、本実施形態では、ユーザ登録機能におい
て、ユーザ関数登録表とエントリテーブルとを別々に構
成しているが、これに限定されるものではなく、ユーザ
関数登録表とエントリテーブルとを１つにまとめた構成
としてもよい。この場合、ロボット制御装置のバッテリ
バックアップ付きＲＡＭ内の領域構成は、例えば図５
（ｂ）に示すようになる。

【００５４】さらに、本実施形態では、ユーザ関数登録
表は基本ソフトウエアがそなえるシステムにより表形式
で入力し、エントリテーブルはＣ言語により作成してい
るが、例えば、ユーザ関数登録表をＣ言語等の一般的な
プログラム言語により作成したり、また、エントリテー
ブルがユーザ関数登録表と連動して自動的に作成される
システムを基本ソフトウエアに設けてもよい。

【００５５】また、本実施形態では、本発明をロボット
に適用しているが、本発明は、例えば、プラント等のロ
ボット以外に適用してもよい。これに伴い、ロボット言
語以外のプログラム言語、例えばファンクションブロッ
ク図（ＦＢＤ）等の図形言語に適用してもよい。この場
合、ユーザは、図１１中で１個の四角枠で示される機能
要素を一般的なプログラム言語を利用して作成，登録す
る。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の制御装置
によれば、一般的なプログラム言語を利用して作成し
た、ユーザが目的の作業をロボットにさせるために必要
な制御プログラム（必要制御プログラム）を、制御装置
で動作可能なように実行モジュールに変換して１つのユ
ーザ関数として登録することができるので、処理速度の
高速化を図ることができる。さらに、必要制御プログラ
ムをロボット制御装置用に標準で提供される標準関数で
は記述できない場合でも、豊富な関数をそなえる一般的
なプログラム言語を利用して作成したユーザ関数により
この必要制御プログラムを記述することが可能となる。

【００５７】したがって、ユーザは、制御装置のシステ
ム自体を高価な費用を払ってメーカに改造してもらうこ
となく、あるいは、標準関数の組み合わせで苦心すると
いう効率の悪い作業を強いられることなく、目的に応じ
た作業をロボットに行なわせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるロボット言語の解
釈処理のフローを説明する本装置の要部構成図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかるユーザ関数登録表
の一例を示す図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかるユーザ関数の演算
内容の記述例を示す図である。

【図４】本発明の一実施形態にかかるエントリテーブル
作成のための記述例を示す図である。

【図５】本発明の一実施形態にかかるバッテリバックア
ップＲＡＭの領域割付例を示す図であって、（ａ）はユ
ーザ関数登録表とエントリテーブルを別個に作成した場
合の領域割付例を示す図、（ｂ）はユーザ関数登録表と
エントリテーブルを１つにまとめて作成した場合の領域
割付例を示す図である。

【図６】本発明の一実施形態にかかるユーザ関数の使用
例を示す図である。

【図７】従来の制御装置にかかる塗装ロボットの構成及
び塗装ロボットの動作内容を示す図である。

【図８】従来の制御装置にかかるロボット言語（標準関
数）による塗装ロボットの制御例を示す図であって、
（ａ），（ｂ）はそれぞれ図７の動作を塗装ロボットに
行なわせるためのロボット言語による制御プログラムを
示す図である。

【図９】従来の制御装置にかかるロボット制御装置の内
部構成を示す図である。

【図１０】従来の制御装置にかかるロボット言語により
記述した塗装ロボットの制御プログラムの解釈処理のフ
ローを説明する装置の要部構成図である。

【図１１】従来の制御装置にかかるプラント制御装置で
用いられるファンクションブロック図（ＦＢＤ）による
制御プログラムの記述例を示す図である。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ ＲＡＭ ３ ＲＯＭ ４ Ｉ／Ｏデバイス ５ バッテリバックアップ付きのＲＡＭ ６ 制御演算部 ７ 解釈処理部 ９ 伝送路 １０ ロボット制御装置（制御装置） ２０ 塗装ロボット，ロボット（制御対象） ２１ 塗装スプレー ２５ 移動機構 ２６，２７，２９ 傾動関節 ２６ａ，２７ａ，２８ａ，２９ａ 軸 ２８，３０ 回動関節 ４０ 作業対象物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボット言語又は図形言語により記述さ
   れた制御プログラムに対して標準関数を用いて言語解釈
   及び演算処理を行なう解釈処理部と、該解釈処理部によ
   る該言語解釈及び該演算処理によって得られた指令情報
   に従って制御対象に動作指令を行なう制御演算部とをそ
   なえた制御装置において、 ユーザが該標準関数とは別のユーザ関数を登録するユー
   ザ関数登録機能をそなえ、 該解釈処理部は、該ユーザ関数に対応した該制御プログ
   ラムに対しては該ユーザ関数を用いて言語解釈及び演算
   処理を行なうことを特徴とする、制御装置。