JPS6020206A - シ−ケンス制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、工業用のロボット、自動機械などの動作制御
を行なうシーケンス制御装置に係り、特に複雑な制御シ
ーケンスを有する大規模なシステムのシーケンス制御を
高速に処理する際に好適なシーケンス制御方式に関する
。

〔発明の背景〕

第１図に示す様な２台のロボットによる部品組立ステー
ションを、第２図に示すように同期、排他制御しながら
協調的に動作させる動作シーケンスの制御方法が不発明
者らによる特願昭５８−７７９８５号（以Ｆ文献（１）
と呼ぶ）で提案されている。

第１図において、部品ハンドリングロボット６１は、部
品自動供給装置６０より部品をハンドリングして部品位
置決め装置６２に運び、位置決めされた部品を再び組立
作業台６５に運ぶ。ネジ締めロボット６３は、組立作業
台６５に置かれた部品のネジ締め作業を行なう。ネジ締
めが完了した部品は、無人搬送台車６６によって組立作
業台６５よシ搬出さ、れる。

一方、第２図は第１図で説明した各設備群の動作仕様を
示しており、第２図の箱１９９〜２１３は、・上述した
各設備の単位動作（教示データや、制御プログラムの単
位）を示し、箱と箱を結ぶ矢印は、各単位動作（箱１９
９〜２１３）間の同期、排他をとるための、イン！−ロ
ック関係を示している。矢印の出一点の箱に書かれた動
作が完了した時点で、矢印の終点の箱に書かれた単位動
作が起動される事を表わしておシ、一つの箱が複数の矢
印の終点となっている場合は、それらの矢印？出発点の
箱に書かれたすべての動作が完了した時点で矢印の終点
の箱に書かれた単位動作が起動される。

文献（１）の動作シーケンスの制御方法の概略を以下に
述べる。第２図に記された動作シーケンスを制御するた
めに社、第３図で示される同期排他ステップ定義テーブ
ルと、第４図で示される動作管理テーブルを作成する。

第３図の同期排他ステツ゛プ定義テーブルには、起動待
動作Ｎｏとして、矢印の終点の箱のＮＯを登録し、完了
待動作Ｎｏとして起動待動作ＮＯとして登録した箱に向
かって引かれた矢印の出発点の箱のＮｏ１に登録する。

また第４図で示される動作管理テーブルには、箱で表わ
されている、各設備の単位・動作の実行内容に関する情
報（制御メツセージＮｏ）と起動判定に関する情報（起
動状態、動作状態）を記憶させておく。第４図において
起動状態※１は起動待状態のとき０を、起動済状態のと
き１の値を取る。また動作状態＊２は動作完了状態のと
き１を、−動作中状態のとき２の値を取る。

文献（１）に示される動作シーケンスの制御方法では、
第３図の同”期排他ステップ定義テーブルに登録されて
いるすべての同期排他ステップに関して、第５図に示す
フローチャートに従って起動待動作の起動可能判定を行
なう。即ち、第３図の同期排他ステップ定義テーブルに
登録されているすべての同期排他ステップＮｏについて
、そこに登録されている完了待動作Ｎｏ及び、起動待動
作Ｎｏを読出しく第５図５０４）、すべての完了待動作
ＮＯが起動済かつ動作完了であシ（第５図５０５）、か
つすべての起動待動作Ｎｏが起動待である事（第５図５
０７）を判定している。このため、定義されている同期
排他ステップ定義テーブルの数が多くなると、全部の同
期排他ステップの起動可能判定を行なうに要する時間は
それに比例して増加し、所望の制御応答性能を得られな
くなるという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改善し、入出力
接点の多い大規模な自動化システムのシーケンス制御を
高速に行なう事のできる／−ケンス制御方式を提供する
事にある。

〔発明の＃１＊） 本発明は、従来の動作シーケンスの制御方式（文献（１
））における、シーケンス制御すべき動作を、いくつか
の完了待動作と起動待動作の組会せ（同期排他ステップ
と呼ぶ）の集まシとして記憶し、それにもとづき動作シ
ーケンスの制御を行なう事によシ、複雑なインタ゛−ロ
ック条件を有するシーケンス制御を容易に実現する、と
いうアイデアを、処理の高速化方式に関して発展させた
ものである。文献（１）における上記動作シーケンスの
制御方式において捻、定義された全同期排他ステップに
ついて繰返し起動可能条件判定を行なっていたが、本発
明では一回前の起動可能条件判定の結果、起動待動作が
起動された同期排他ステップＮＯについての情報を用い
る事によシ、次の回の起動可能条件判定の際、動作シー
ケンスが完了待動作から起動待動作へ遷移する可能性の
おる同期排他ステップのみを識別し、その同期排他ステ
ップのみについて起動可能判定を行なう事により、動作
シーケンスが遷移する可能性のない同期排他ステップに
関する無意味な条件判定を行なう無駄を無くシ、多くの
同期排他ステップを有する大規模な自動化クステムにお
ゆるシーケンス制御を高速に行ない得るようにした点に
特徴がある。

さらに、起動可能条件判定を行なうべき同期排他ステッ
プを記憶する部分を２つ設ける。ある時点をとると、そ
の内の１つは読み出し専用として用い、他の１つは書き
込み専用として用いる。読み出し専用となっている記憶
部分から順々に同期排他ステップを読み出し、起動可能
条件判定を行なう。起動可能な場合には起動処理を行な
うが、起動可能でない場合には書き込み用の記憶部分に
順々に書き込んでいく。

外部からの動作完了に伴い、動作シーケンスが進行した
結果、新たに起動可能条件判定の対象となる同期排他ス
テップのＮＯも、同様に書き込み用の記憶部分に曹き込
むようにする。

この様にする事により、単純な書込、続出処理と、モー
ド変更だけで上記の機能を行なえるようにする事が出来
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の具体的実施例を説明する。第６図は本発
明の一実施例の構成を示したものである。

第６図において、３Ｂはロボット動作教示データメモリ
、３９がロボット制御装置、４０．４１が工業用ロボツ
）、４２．４３が自動工作機器、４４はリレー制御盤で
ある。これらの機器を制御するための制御データを統括
制御用メモリ３１に設定し、統括制御部ｆｔ３Ｇが、設
定された制御データ（矢印４５）に基づき、複数の機器
（３９〜４４）に対して動作指令を出力する（矢印４７
゜４９．５１）事によシ、これらの複数の機器（３９〜
４４）を群制御する。

第７図に統括制御装置３０の内部構成を示す。

５０が動作起動判定部、５１が動作ＮＯ読出部、５２が
制御メツセージ読出部、５３が動作管理情報更新部、５
４が制御メツセージ送信部、５５が完了信号ラッチ部、
５６が起動判定時動作ステップＮＯ読出・書込部である
。以下統括制御部の動作を、高速化処理を行なう動作起
動判定部５０、起動判定時ステップＮＯ読出・書込部５
６の動作を中心に詳細に説明する。

説明を解りやすくするため、再びｗＧ２図に示した、第
１図における各設備群の動作仕様について統括制御部３
０の動作を説明する。

第２図に示した動作シーケンスを統括制御部３０を用い
て制御するためには、同期排他ステップ登録テーブル３
３に第３図に示す形で完了時動作Ｎｏ（各相につけたシ
ーケンシャルＮｏ）と起動待動作ＮＯの組合せ（すなわ
ち矢印が出ている箱と矢印が入っている箱の組合せ）を
同期排他ステップとして登録し、各同期排他ステップに
はユニークなシーケンシャルＮｏを付けておく。そして
、各動作Ｎｏで代表される設備の具体的動作内容を、第
４図に示す形で動作管理テーブル３２に登録しておく。

第４図の内容については、動作起動判定部５０の動作を
説明する際に合せて説明する。

さて、動作起動判定部５０、及び起動判定待ステップＮ
ｏ読出・書込部５６が、起動判定時ステップＮｏ記憶テ
ーブル３５，３６、及び動作Ｎ。

−ステップＮｏ関連テーブル３７を用いて、動作管理テ
ーブル３２、同期排他ステップ定義テーブル３３、及び
制御メツセージテーブル３４に登録された動作シーケン
スを高速に処理する方式について以下説明する。まず、
高速処理用のテーブルである、起動判定待ステップＮＯ
記憶テーブル３５．３６と動作ＮＯ−ステップＮｏ関連
テーブル３７について説明する。起動判定待スデツプＮ
ｏ記憶テーブル３５．３６　（第１０図）は、共にブツ
シュダウンスタックの機能を持たせ、起動判定時ステッ
プＮｏを書き込む場合（Ｗモード）には、スタックの先
頭から順に起動判定待スデツプＮｏを記憶し、読出す際
（几モード）には最初に記憶した起動判定時ステップＮ
ｏから順に読出す。この際、読出したステップＮｏは起
動判定時ステップＮｏ記憶テーブル３５．３６から消去
される。また、読出しモードにある起動判定待ステップ
ＮＯ記憶テーブル３５．３６には、初期値として、最初
に起動すべき同期排他ステップＮｏを書込んでおく。

次に、動作Ｎｏ−ステップＮｏ関連テーブル３７（第１
１図）には、各動作Ｎｏ対応に、その動作ＮＯが完了時
動作ＮＯとして登録されている同期排他ステップＮｏを
記憶させておく。

さて、まず第８図の動作起動判定部５０の動作フローチ
ャートについて説明する。動作起動判定部５０はまず、
起動判定待ステップＮｏ読出・書込部５６から送られた
起動判定待ステップＮＯをもとに同期排他ステップ定義
テーブル３３より、起動判定待ステップＮＯと一致する
同期排他ステップを調べ、それに登録されている完了待
、及び起動待動作Ｎｏを読出す（第８図３００．第７図
矢印１０８）。続いて、動作管理テーブル３２（第４図
参照）を調べ、読出したすべての完了時動作Ｎｏが起動
済かつ動作完了である事をチェックしく第８図３０１）
続いて読出したすべての起動待動作ＮＯが起動待である
事をチェックする（第８図３０２）。

これら２つの条件が成立した場合、動作管理テーブル３
２における上記完了時動作Ｎｏの起動状態を起動待ち「
０」とし、すべての起動待動作ＮＯを起動済かつ動作中
とした後（第８図３０３、及び第７図矢印１１９）、該
同期排他ステップＮｏを起動動作Ｎｏ読出部５１へ送る
（第８図３０４、及び第７図矢印１０１）。そして、起
動判定待ステップＮｏ読出・書込部５６へ、リターンコ
ード「０」を送る（第８図３０６、及び第７図矢印１１
７）。もし、上記の２つの条件が成立しない場合には、
起動判定待ステップＮｏ読出・書込部５６へ、リターン
コード「１」を送る動作のみ行なう。

以上が第８図の動作起動判定部５０の動作フローチャー
トの説明である。

続いて、第９図の起動判定待ステップＮｏ読出・書込部
５６の動作フローチャートを説明する。

起動判定待ステップＮｏ読出・書込部５６は、まず起動
判定待ステップＮｏ記憶テーブル３５゜３６０うち、続
出モード（几モード）にある方から、記憶されている同
期排他ステップＮＯを読出しく第７図矢印１１１）、そ
れを動作起動判定部５０に送る（第７図矢印１１５）（
以上第８図４０２）。そして動作起動判定部５０より起
動判定結果をリターンコードとして受けとり、リターン
コードの１直が「１」（起動不可）ならば、先に読出し
た同期排他ステップＮｏを、書込みモード（Ｗ）にある
方の起動判定時ステップＮＯ記憶テーブル（３５，３６
）へ書込む（第７図矢印１０５、第８図４０４）。リタ
ーンコードが「０」（起動可）ならば、この動作は行な
わず、先に読出した同期排他ステップＮｏを起動動作Ｎ
ｏ読出部５１に送る（第７図矢印１０１）とともに、該
同期排他ステップＮＯをもとに、同期排他ステップ定義
テーブル３３（第３図参照）を調べ（第７図矢印１１８
）、該当する同期排他ネデツプＮ。

に登録されている起動待動作ＮＯをすべて読出す（第８
図４０７）。そして、読出した起動待動作Ｎｏｆもとに
動作ＮＯ−ステップＮｏ関連テーブル３７（第１１図）
を調べ（第７図矢印１０９）、起動待動作ＮＯと関連の
ある同期排他ステップＮＯを読出し、書込みモードにあ
る起動判定時ステップＮＯ記憶テーブル３５．３６に書
込む（第７図矢印１０５．第８図４０８）。その後、先
に続出していた同期排他ステップＮｏｆ消去する。

以上の動作を、読出しモードにある起動判定時ステップ
ＮＯ記憶テーブル３５．３６に記憶されているすべての
起動判定待ステップＮｏについて繰り返した後２つの起
動判定待ステップＮｏ記憶テーブル３５．３６の続出モ
ード（１′Ｌ）と裏込モード（Ｗ＞の機能を反転する。

起動判定待ステップＮｏ読出・書込部５６及び、動作起
動判定部５０は以上の動作をする事により、同期排他ス
テップ定義テーブルに定義された動作シーケンスのうち
、起動すべき同期排他ステップのみを選択的に起動判定
し、起動可能と判定した同期排他ステップＮｏを起動動
作Ｎｏ読出部５１に送る（第７図矢印１ｏ１）。起動可
能な同期排他ψステップＮｏを受けとった起動動作Ｎｏ
読出部５１は、該同期排他ステップＮｏｔ−もとに同期
排他ステップ定義テーブル３３をもとに起動すべき起動
待動作Ｎｏを読出しく第７図矢印１１４）それを制御メ
ツセージ読出部５２に送る（第７図矢印１０２）。制御
メツセージ続出部５２は、受けとった起動待動作Ｎｏｆ
もとに、動作管理テーブル３２より制御メツセージＮｏ
ｋａ出しく第７図矢印１２１）さらに読出した制御メツ
セージ１’Ｊｏをもとに制御メツセージ登録テーブル３
４より制御メツセージを読出す（第７図矢印１２０）。

そして、制御メツセージ送信部５４へ、読出した制御メ
ツセージを送る（第７図矢印１０３）。制御メツセージ
送信部は受けとった制御メツセージを下位のコントロー
ラ（第６図３９．４４）へ送信する（第７図矢印１１３
）。完了信号ラッチ部は下位のコントローラ（ｇ６図３
９．４４）から送られてくる完了信号（第７図矢印１１
２）＝ｉクラッチ、動作管理情報更新部はラッチされた
完了信号を参照して（第７図矢印１１０）、動作管理テ
ーブルの該当する動作Ｎｏの動作状態を動作完了「１」
とする（第７図矢印１０６）。

統括制御部は以上の動作を繰返す事により、同期排他ス
テップ定義テーブル３３に登録された動作シーケンスを
高速に処理する事が、出来る。

この方式によれば従来例のように、同期排他ステップ登
録テーブル（第３図参照）に登録されているすべての同
期排他ステップ定義テーブルについて、動作起動判定部
５０が起動可能判定を行なう必要がなくなシ、起動判定
待ステップＮＯ記憶テーブル（３５，３６）にスタック
されている起動可能性のある同期排他ステップＮＯのみ
について起動判定を行なえば良く、動作シーケンスの処
理が高速化される。

なお、上記実施例の変形例として、起動判定待ステップ
ＮＯ記憶テーブル３５．３６の機能を１つのスタックテ
ーブルで実現させる事も出来る。

この場合は、スタックテーブルを２つ設けた場合に比べ
、スタックテーブルの更新処理として、空エリアの管理
処理等が必要になシ、処理が複雑になる分だけ処理時間
がかかる。

本実施例によれば、同期排他ステップ定義テーブル３３
に定義された単位動作の起動順序関係のうち、現在起動
されている単位動作に関係する同期排他ステップＮＯの
みを起動判定処理の対象として選択し、読出しと書込み
のモードを持つ２つの起動判定待ステップＮｏ記憶テー
ブル３５゜３６を用いて、簡単な読出・書込動作だけで
記憶させておけるため、動作シーケンス制御における同
期排他ステップの起動判定処理を高速に行う事が出来る
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、複数のロボットや加工膜、備群の同期
及び排他作業を含む複雑な協調作業における動作シーケ
ンスの制御において、実際に動作シーケンスが次のステ
ップに遷移する可能性のある同期排他ステップのみにつ
いて、動作起動判定を行う方式を実現しているため、従
来方式で、常にすべての同期排他ステップについて動作
起動判定を行なっていた場合に比べ、動作シーケンスの
制御に要する処理時間が大幅に短縮される。

一般の動作シーケンス制御においては、多くの場合定義
された単位動作のうち、実際に同時に起動されている単
位動作は全体の１割以下であると考えられるので、本方
式によれば、従来方式（文献（１））に比べて、１／１
０以下の処理時間で動作シーケンスの制御が出来る見通
しである。

【図面の簡単な説明】

第１図は部品組立ステーションの構成図、第２図は部品
組立ステーションにおける設備動作シーケンス図、第３
図は同期排他ステップ定義テーブルの構成図、第４図は
動作管理テーブルの構成図、第５図は従来の動作起動判
定処理のフローチャート、第６図は統括制御装置を用い
た部品取付ステーションの制御システム構成図、第７図
は統括制御装置の構成図、第８図及び第９図は本発明に
おける動作起動判定処理のフローチャート、第１０図は
起動判定待ステップＮｏ記憶テーブルの構成図、第１１
図は動作Ｎｏ−ステップＮｏ関連テーブルの構成図であ
る。 ３２・・・動作管理テーブル、３３・・・同期排他ステ
ップ定義テーブル、３４・・・制御メツセージ登録テー
ブル、３５．３６・・・起動判定待ステップＮｏ記憶テ
ーブル、３７・・・動作Ｎｏ−ステップＮｏ関連テーブ
ル。 第　１　回 第　２　目 χ　δ　目 第　４−　ロ ′ｆＩ５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、単位動作を組み合わせて同期又は排他を含む−４の
   動衿シーケンスを実行する動作シーク１ンスの制御装置
   において、起動された単位動作と次に起動判定すべき起
   動順序関係の組合せをあらかじめ記憶しておく第１の記
   憶手段と、現在起動中の単位動作をもとに次に起動判定
   すべき起動順序関係のみを選択して記憶しておく第２の
   記憶手段を有し、現在起動中の単位動作をもとに、上記
   第１の記憶手段に記憶されている情報を用いて次に起動
   判定すべき起動順序関係を選択して上記第２の記憶手段
   に記憶しておき、該記憶した起動順序関係のみについて
   起動判定することを特徴とするシーケンス制御方式。 ２、上記第２の記憶手段には２個以上の記憶部分を設け
   、そのうちの、少なくとも１個の記憶部分から起動判定
   すべき起動順序関係を読出し、起動条件を満足しなかっ
   た起動順序関係を他の記憶部分に書込み、南込みと読出
   しに用いる記憶部分を切シ替えることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項のシーケンス制御方式。