JPS6068405A - 動作シ−ケンスの高速制御方式 - 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〕 本発明に、工業用ロホツ）＆どの複数の加工設備群の動
作制御装置に係り、特に、四則排他を含む複雑な協調作
業を笑施させる際に好適な、動作シーケンスの高速制御
方式に関する。

〔発明の背景〕

第１図は２台のロボットによる部品板付ステーションの
構成例を示す。第１図において、１０は部品供給コンベ
ア（○ＸΔなどは部品のｆ！ｌ！類を示す）、１１は部
品ハンドリングロボット、１２は部品位置決め装置、１
３は回転テーブル、１４はネジ締めロボット、１５は部
品取付作業中のパレット、１６は未処理パレット、１７
はパレソ）＆送台車、ｉｓＦ′ｉ搬送台車の走行カイト
ジイン、１９はパレットのセツティング、及び取出し用
のカイトレール（台車側から必要に応じて伸ばす）であ
る。

これらの設備（回転テーブル１３、部品ハンドリングロ
ボット１１、ネジ締めロボット１４、位置決め装置１２
）を第２図に示す様に同期・排他制御し力から協調的に
動作させる事を行なう。以後、簡単のため部品ハンドリ
ングロボット１１をロボット１．ネジ締めロボット１４
をロボット２と呼ぶ。

概２図において、ブロック１００〜１１９は、各設備の
単位動作（教示テータ、プログラムの単位）を示し、ブ
ロックとブロックを結ぶ実線の矢印は、矢印の出発点の
ブロックに書かれた動作が完了した時に、矢印の終点の
ブロックに驕かれた単位動作が起動されることを示す。

破線の矢印は異なる設備間の単位動作の同期、排他をと
るだめのインターロック信号であり、この信号が各設備
のインターロック待ち動作で受信されると動作シーケン
スが次のステップへと進められる。

第２図において、ロボット１が位置決めされた部品をパ
レット１５にのせる動作１０９と、ロボット２がネジ締
めをする動作１０１は、相互にインターロックがかけら
れており、２つの動作が同時に行なわれないように排他
されている。これは、パレット１５上でロボット１とロ
ボット２のアームが衝突するのを防止するためである。

址だ、ロボット１が部品をつかむ虹１作１０２は、回転
テーブル１３に未処理パレット１７をのせるジノ作１０
０と、位置決め装置１２が原点復帰する動作１０８がと
もに完了するのに同期して起動される様にインターロッ
クがかけられている。

以上のように、複数の設備を協調して輩作させる相合ｅ
ユ、各設備の本位動作の起動に卜して、同期、排他のだ
めの故多くのインターロックを設けζ必要がある。第１
図に示すような、２台のロボットによる部品取付ステー
ションを、褐２図に示すように同期生「他制御しながら
協調的に稟作させる制御力法については、″″第２２回
５ＩＣＥ学術請演会９５−９６，１０５−１０６”　（
以下、文献〔１〕と呼ぶ）が知られている。

文献〔１〕の制御力法の概略を以下に述べる。

インターロックに無関係な個々の単位動作とは独立にテ
ーブルに記憶せしめた単位動作量のインターロック情報
を用いて複数動作の協調制御を行なうもので、動作シー
ケンスの進行を制御する起動判定は、次の２つのテーブ
ルを利用して行なわれる。（ａ）同期排他ステップ定義
テーブル・・・同期あるいは排他のためのインターロッ
ク信号待ちをしている単位動作（起動待動作形）及びさ
れている単位動作（児了待動作扁）の組合せを登録する
テーブル。テーブル組成ｆｌｒを第３図に示す。

第２図におけるロボット１の凱・作１０２と回転テーブ
ル１３、及び位置決め装置１２の動作１００、及び１０
８の間の同期待ちについては、第３図の同期排他ステッ
プ１に示すように、完了待動作屋として１００と１０８
、起動待動作形として１０２を登録する。まだ、ロボッ
ト１の動作１０９とロボット２の動作１０１の排他につ
いては、第３図の同期排他ステップ３．及び４に示すよ
うに、起動待動作形１０９に対して完了待動作Ａ　１１
２　。

１０７を、起動待動作Ａ　１０１に対して完了待動作扁
１０９を登録しておく。

（ｂ）動作管理テーブル・・・飢、作況で示される各設
備の単位動作の笑行に関する情報（起動管理状態。

動作状態）を記憶している。テーブル柘成例を第４図に
示す。筒中、起動管理状態相において、０は起動待、１
は起動法を示す。また、述作状態欄において、１ｒｕａ
作完、２Ｖｉｉ作中を示す６゜動作シーケンスを進行さ
せる起動判定は、同期排他ステップ定義テーブル第３図
に登録されているすべての同期排他ステップに対し、第
５図に示すフローチャートに従って杓なわれる。つまり
、ずぺての同期排他ステップ扁に対し、同期排他ステッ
プ定義テーブル第３図から、そこにそ、外されている児
了待動作煮及び、起動待動作形を胱出しくステップ５１
）、すべての完了荀動作篇が起動法かつ動作光であるか
ｉｋ６ベ（ステップ５２）、すべての起動待動作形が起
動待であるかを調べ（ステップ５３）ている。

芙際の同ｘＪ３排他制御においては、第２し；１の訟明
で触れたように、同期排他ステップか起動・可能となる
ためには、当ステップの完了待動作形に対する設備から
の完了４８号が制御部に受信されていることが必要条件
であり、この完了信号の有無に無関係にすべての同期排
他ステップに対する起動判定をすることは、処理時間の
増加を招いている。

制御部におけるこの処理時間の増加は、設備への起動信
号の遅延を引き起こし、制御システムの応答性は悪いも
のとなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記の従来技術の欠点である起動判定
部の処理時間の数音を計り、応答性のよい協調動作ジ−
タンスを実現しうるプログラム制御方式を提供する事に
ある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため本発明では、複数の設備間の協
−動作シーケンスを実現する際、設備からの完了信号か
あった動作点を完了待動作煮とするＩ”Ｊｆｆｉ排他ヌ
テツプ屋のみを対象に、動作起動判定すればよいことに
着目し、完了信号があった完了待動作屋を含む同期排他
ステップ屋をテーブルに記憶しておき、起動判定では、
このテーブルにスタックされている同期排他ステップ扁
のみを判定の対象とすることにより、処理時間の短縮を
実現させる点に％似がある。

〔ざし明の実施例〕

以１、本発明の具体的実施例を説明する。第６図は、本
発明の一矢施的の構成を示したもので、３０は統括制御
装置、３１は統括制御部メモ１ハ３２．３３はロホット
制鉤装置４．３４．３５はロボットｅ作教示テータ用メ
モリ、１１．１４ｉｊグレイバック式のロホットで１１
はロホット１（部品ハンドリング用ロボット）、１４は
ロホット２（ネジ締め相ロホット）である。２７，２８
゜２９は統括制御情報を記憶しているデーフルであり２
７が同ル」排他ステップ定義テーブル、２８が動作管理
テーブル、２９が制御メツセージテーブルである。２０
０，２０１，２０２は高速処理用テーブルでちり、２４
００，２０１がスタックテーブル、２０２が動作屋−同
期制、他ステップ屋関係テーブルである。

第２１ｉ￥Ｊに示した４つの設備群の単位動作の動作シ
ーケンスについて、統括制曲ｊ用ノモリ３１中のテーブ
ル２７．２８．２９に凱１作シークンスを記憶せしめる
方式については文献〔１〕で詳細説明しているのでここ
でＨ４略する。

統括制御部のｍ成を第７図に示し、動作シーケンス制御
の高速処理方式を中心に、以下説明する。

第７図において、４０は動作起動判定部、４１は起ｂｓ
作屋読出部、４２は制御メツセージ読出部、４３は制御
メツセージ送信部、４４は完了信号ラッチ部、４５は動
作管理情報更新部、３００は動作起動判定要求ヌテツプ
屋更新部でるる。

各統括制御部の処理内容を説明する前に、高速処理用テ
ーブルである２００，２０１，２０２の構成を説明して
おく。

スタックテーブル２００及び２０１は、第８図に示すよ
うに全く同じ構成をしており、指定された谷机、能モー
ドに対応した使い方をする。機能モードとしては、起動
判定結果している同期排他ステップ馬をスタックしてい
る機能（読出しモード）と起動判定結果が起動不可であ
った同期排他ステップ煮を次の動作起動判定時に再び起
動判定されるようにスタックｉ、ておぐ機台ト（婁り、
みモード）の２つである。スタックテーブル２００及ヒ
２０１１よ、その一方が脱出しモードであれば、もう一
方は誓込みモードで用いられる。′ｉだ、鼠１作ノん一
同期排他ステップ馬Ｉ３！１保デープル２０２は第９図
に示すように、すべての動作届に対しも動作扁を完了待
動作屋として定義されでいるｌｉ’Ｊ　ＸＩＪ　Ｊ、Ｉ
ｌ能ステップ篇か登録されている。

さて、動作起動中」定義４０は、睨出七−ドのスタック
チーフルに起動判定を水をしている同ル」抽他ステップ
屋がスタックもれている時のみ、読出しモードのスタッ
クテーブルから同期捗他ステップ点を胱出し、それをも
とに同期拮他ヌデソプ定義テーブル２７、及び動作３址
チーフル２８刀・ら完了待ち及び起動待ち動作届とそれ
らの丸し、管理状態及び動作状態を軌出し、亮１０図（
Ｃ方、１フローチヤートに促ってその起動ｂ」能判定を
行なう。

判定結果か起動不可であった同期排他スフツブ屋は、曹
込モードのスタックチーフルにスタックきれる。読出モ
ードのスタックチーフル（Ｃスタックされているすべて
の同期排他ステップ扁の判丸終７後、読出モードのスタ
ックテーブルに記ｔｌｔされている同期排他ステップ屋
をすべてクリアし、２つのスタックテーブルの機能を反
転する。スタックテーブルの詳しい動作例については後
述する。

動作起動判定要求ステップ煮更新部３００は、第１０図
に示すフローチャートに従い、完了信号ラッチ部４４に
設備からの動作完了信号（矢印６０）がラッチされてい
る時のみ、後述する動作管理情報更新部４５から送られ
てくる動作点をもとに、この動作点を完了待動作屋とし
て定義されている同期排他ステップ屋を動作煮−同期排
他ステップ屋関係テーブル２０２よりめ、そのステップ
屋を書込モードのスタックテーブルに１き込む。ここで
、もし、起動判定要求している同期排他ステップＡが既
に書込モードのスタックテーブルにスタックされていれ
ばスタックせす、スタックされていなければ順次スタッ
クされる。

上記以外の統括■１」御部３０内の各処理内容は、文献
〔１〕と同様であり、ここではその概要を述べる。

起動動作扁読出部４１は、起動可能と判定された同期排
他ステップ定義テーブル２７から胱出し、それをメツセ
ージ読出部４２に送る。そして、動作管理テーブルの核
動作届の起ＴＪＩＪＪ′ｌｉ！−理状態を起動済に、動
作状態を動作中とする。

メツセージ読出部４２は、起動動作扁読出部４１より送
られた１作ゐをもとに、動作管理テーブル２８から、送
信すべきメツセージ扁とノぐラメータ選択扁を読出し、
これをル１」釦メツセージ送信部４３に送る。そして、
動作管理情報更新部４５にメツセージの送り先と起動動
作Ａを知らせる（矢印６３）。

制御メツセージ送信部４３は、送り先アドレスを解読し
、制御情報を該当する設備の制御装置へ送信する（矢印
５９）。

完了信号ラッチ部４４は、谷設備からの単位動作の完了
信号をラッチする（矢印６０）。

動作管理情報更新部４５は、ラッチされた完了信号の内
容を参照し、メツセージ読出部４２より受けとっていた
情報（矢印６３・・・上述）をもとに、該動作点の動作
状態を動作中から動作光の状態へ更新する（矢印６２）
。そして、該動作点を動作起動判定要求ステップ扁更新
部３００に送る（矢印３０４）。

統括制御部３０は以上の動作を繰返すことにより、統括
制御用メモリ３１内のテーブル２７゜２８．２９に記憶
セ−しめた動作シーケンスに従って、複数設備の単位動
作の起動における同期排他制御を行Ａう。

次に、スタックテーブル２００及び２０１の具体的な動
作例を第１２圀に従い説明する。対象とする動作シーケ
ンスは第９図で示したものとする。

今、読出しモード（Ａと記す。）にあるスタックチーフ
ル２００に、起動判定要求をしている同期ＪＩＦ他ステ
ップ煮が２．７．４のようにスタックされていれば、動
作起動判定部４０により、１骸次、スタックされている
同期排他ステップＡ２　、７　、４に対する起動判定が
女される。ここで、同期排他ステップ扁７が起動不可で
めったとすれば、このステップ扁は１込みモード（Ｂと
記す。）にあるスタックテーブル２０１にスタックされ
る。

読出しモードにあるスタックテーブル２００にスタック
されていたすべての同期排他ステップ屋に対する起動判
定が終了した時点で、読出モードのスタックテーブル２
００をクリアし、さらに、２つのスタックチーフル２０
０、及び２０１の機能モードを反転させる。

次に、第９図に示した動作点１０８の完了信号が完了信
号ラッチ部４４にラッチされていたとすれば、阪・作起
動判定喪求ステップ更新部３００により、動作点１０８
を完了持動作通とする同期排他ステップＡ１及び５が第
９図に示された動作煮−同期排他ステップ扁関係テーブ
ルから読出され、該ステップ蔦１及び５が第１２図に示
されるように、１込みモードにあるスタックテーブル２
０１にスタックでれる。２つのスタックテーブルは以上
の九作を繰り返し行なうことにより、鮫作起動判定を必
要とする同期」排他ステップΔｂのみを常にスタックし
ている。

本実旅例によれば、上記的のように、設備からの完了信
号がめった動作点を完了待動作煮とする同期排他ステッ
プ馬のみを記憶し、それを対象に動作起動判定するため
、登録されているすべての同勘排他ヌテツプ扁を調べる
より、処理時間の大幅な短縮が実現できる。

上記実施例の変形例として、スタックチーフルを１つた
け設け、その詰め替えを随時性なえば上記実施例におけ
る２つのスタックチーフルの機能を１つのスタックテー
ブルで実現させることもできる。しかし、スタックテー
ブルを２つ設けた上記実施例に較べ、スタックテーブル
の更新が複雑である。

また、制御プログラムの起動方式として、完了信号がラ
ンチ部にきたタイミングで、この完了信号を出した単位
動作点を完了待動作Ａとする同期排他ステップ扁のみを
動作起動判定する割込処理方式がある。しかし、この変
形例においても、起動不可と判定場れた同期排他ヌテツ
プ屋をスタックし、角度、動作起動判定されるようにし
ておかないと、一旦、起動不可となった同期排他ステツ
プＡにいつまでも起動判定されない状況か発生してしま
うため、スタックチーフルｔ＝ける必要〃・める。

〔孔明の効果〕

本発明によれば、抜畝のロホット、加工設備群の同期及
び排他作業を含む複雑な協調１′ｌ−業における動作シ
ーケンスの制備］において、実計に起動判定要求をして
いる単位動作のみを対象に起動判定するプログラム制御
方式を採用しているので、今壕で、動作ヅーケンヌを構
成するすべての単位動作の起動判定を行っていた場合に
比べ、動作シーケンスの制御処理時間が大幅に短縮され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は部品取付ステーションの構成図、第２図は部品
取付ステーションにおける設備の同期」排他動作シーケ
ンス、第３図は同期排他ステンフ゛定義テーブル構成図
、第４図は証・作龜理チーフル構成図、第５図は従来の
動作起動判定処理フロー、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
おけるスタックテーブル及び動作屋−同期排他ステップ
Ａ関係テーブルの構成図、第１０図は本発明における動
作起動可能判定部の処理フロー、第１１図は動作起動判
定扱求ヌテツプ煮更新部の処理フロー、第１２図はスタ
ックテーブルの動作図でおる。 第　ｌ　国 第　２　口 第　３　巳 第　４　口 第　５ｎ 有−乙　し３ ３１ 第　８　口 も　９　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　同期又は排他を含む一連の動作シーケンスの各単
   位１１作の起動順Ｒ−関係を記憶する手段と、各単位顛
   １作の動作状態の情報を記憶する手段と、各単位動作を
   起動する動作指令を記憶する手段を鳴する動作シーケン
   スの制御装置において起動判定に必要な単位動作を記憶
   する手段を設け、起動判定すべき動作を調べる際に、少
   なくとも記憶した単位動作について起動判定することを
   特徴とする動作シーケンスの高速制御方式。 ２、　起動判定に必要な単位動作を記憶する手段は２仏
   以上の部分記憶手段からなり、少なくとも１個の部分記
   憶手段から起動判定に必要な単位動作を読出し、起動条
   件を満足しなかった単位動作を他の部分記憶手段に１．
   込む機能と、省込み、読出しに用いる部分記憶手段を切
   り替える機能を設けたことを％徴とする第１項の動作シ
   ーケンスの高速制御方式。