CN100527030C - 工业机器人 - Google Patents

Abstract

一种工业机器人，具有用于判断示范悬架式操纵台中的TP软件和控制器中的控制器软件的匹配的装置。在发生不匹配时，可以在示范悬架式操纵台中指示不匹配状态，并且能够通过将控制器软件从示范悬架式操纵台传送到控制器，或将用于示范悬架式操纵台的TP软件从控制器传送到示范悬架式操纵台，而自动更新示范悬架式操纵台和控制器中至少一个的软件。

Description

工业机器人

技术领域

本发明涉及一种工业机器人，其中，软件被分别安装在用于操作所述机器人的示范悬架式操纵台(teach pendant)和用于整体控制所述机器人的控制单元中。

背景技术

通常，在工业机器人的结构中，除了用于整体控制机器人的控制单元之外，还具有使操作者能够操作机器人的示范悬架式操纵台与所述控制单元相连。

近几年来，随着多功能和智能工业机器人的发展，存在向用于整体控制机器人的控制单元装配多功能CPU和用于实现高精确度和高速度处理的实时操作系统的趋势，另一方面，所述示范悬架式操纵台被装配操作系统和应用，用来实现彩色液晶和图形的用户接口。

图11示出了上述工业机器人的结构，其中1101是操纵器，1109是根据工业机器人的使用目的而附接在工业机器人上的诸如焊枪、或手动开关(handopening)设备，1102是用于整体控制机器人的控制单元，1108是用于操作操纵器和控制单元的示范悬架式操纵台，1103是用于控制控制单元本身的CPU，1104是用于与示范悬架式操纵台通信的控制单元的通信部分，1105是ROM，该ROM是存储将由CPU解释以用于操作的控制单元软件(未示出)的只读存储器，1106是RAM，该RAM是存储已经被操作者示范的操作程序和操作环境设置数据的可写可读存储器，以及1107是用于驱动操纵器的驱动部件。

然后，在图12中示出了示范悬架式操纵台的例子。在示范悬架式操纵台1108中，排列了显示部件1201，其中显示了字符串和图形信息，以及用于进行操纵器1101的操作和示范工作的按钮开关形式的键(未以附图标记示出)。

现在，在图13中示出了示范悬架式操纵台的内部结构。在该示范悬架式操纵台1108中，1301是用于控制该示范悬架式操纵台本身的TP-CPU，1304是用于与控制单元1102通信的TP-通信部件，1302是TP-ROM，该TP-ROM是存储将由TP-CPU解释以用于操作的TP软件(未示出)的只读存储器，1303是TP-RAM，该TP-RAM是临时存储由TP-CPU操纵的数据的可读存储器，1201是与图12中示出的显示部件1201相同的显示部件，以及1305是键部件。存储在控制单元1102中的ROM 1105内的控制单元软件专用于控制单元，而存储于示范悬架式操纵台1108中的TP-ROM内的TP软件专用于示范悬架式操纵台，并且两个存储器中的软件互不相同。然而，存在机器人的一部分或全部功能将不能被适当操作的不便，除非该软件彼此一致。

下面将描述具有上述结构的工业机器人的操作。操作者利用示范悬架式操纵台1108操作操纵器1101。来自于示范悬架式操纵台1108的操作命令将通过控制单元通信部件1104被传送到CPU 1103，并且该CPU 1103将控制驱动部件1107以操作操纵器1101。操作者操作操纵器1101以获得意欲的位置和姿态，并且进行示范点的登记，从而将操纵器1101的位置和姿态存储在RAM 1106中。通过继续该操作，操作程序将被准备好。在操作程序被连续操作以使工业机器人能做诸如焊接或搬运的工作的情况下，则操作者将利用示范悬架式操纵台1108而选择意欲的操作程序，并且进行启动操作，从而CPU 1103将解释操作程序以连续控制操纵器1101。以这种方式，可以连续地运行所希望的操作。

因为功能改进、机器人使用目的的变化、或缺陷操作的修改等的原因，被安装在工业机器人中的软件将经常地被更新。在工业机器人从制造商发货时，所述软件在生产期间已经存储在ROM中。另一方面，在更新已经提供给用户的机器人中的软件的情况下，通常采用更换ROM本身或与印刷电路板一起更换的方法。

或者，已经提出了这样的方法：如预先将机器人通过通信网络连接到主计算机，并且通过通信网络从主计算机传送软件以使ROM中的软件可以被重写(例如，参考专利文件1)。

专利文件1：日本专利公开No.JP-A-08-263125

发明内容

本发明要解决的问题

在工地，操作者频繁地利用示范悬架式操纵台更改每日的示范或设置数据。例如，在焊接机器人所谓情况下，操作者需要根据工作精确度和将被焊接的元件的表面条件而更改示范点的位置或焊接条件。

然而，有时会发生当操作示范悬架式操纵台时，操作者由于失误而摔坏示范悬架式操纵台，或被连接电缆绊倒而损坏示范悬架式操纵台，这就必须更换示范悬架式操纵台。

在这种情况下，如上所述，因为存储在控制单元中的ROM内的控制单元软件专用于控制单元，而存储在示范悬架式操纵台中的TP-ROM内的TP软件专用于示范悬架式操纵台，并且两个存储器内的软件互不相同，所以可能存在机器人的一部分或全部功能不能被适当地操作的不便，除非软件彼此一致。

因此，有必要使得已经被更换的示范悬架式操纵台内的TP软件与控制单元内的控制单元软件一致。

换句话说，根据需要，必须更新单元的某一个或两者的软件。为了这个目的，如上所述，通常有必要更换ROM自身或与印刷电路板一起更换，并且能够做这项工作的适当的人员必须进行该更新工作。

类似地，在因为某种原因而可能损坏了控制单元内的印刷电路板，并且存储控制单元软件的控制单元内的ROM已经被更换的情况下，则由于与上述相同的原因，机器人将不能被适当地操作，除非控制单元内的控制单元软件与示范悬架式操纵台内的TP软件一致。因此，必须获得控制单元内的控制单元软件与示范悬架式操纵台内的TP软件之间的一致性。

更新这些软件必须由能够做这项工作的人员来进行，并且在许多情况下，制造商的维护人员将访问被提供了机器人的用户，以执行所述工作。在这样的情况下，存在下述问题：维护成本可能增加，并且被提供了机器人的用户处的生产线必须停止较长时间。

用于解决所述问题的装置

根据本发明，提供一种工业机器人，包括：示范悬架式操纵台，用于操作所述机器人；控制单元，用于整体控制所述机器人，并与示范悬架式操纵台和操纵器相连；以及一致性判断装置，用来判断示范悬架式操纵台内的软件是否与控制单元内的软件一致，从而在发生不一致的情况下，可以在示范悬架式操纵台中显示不一致性的状态。此外，通过从示范悬架式操纵台向控制单元传送用于控制单元的软件，或者通过从控制单元向示范悬架式操纵台传送用于示范悬架式操纵台的软件，可以更新示范悬架式操纵台和控制单元中至少一个的软件。

本发明的优点

如上所述，工业机器人具有：示范悬架式操纵台，用于操作所述机器人；以及控制单元，用于整体控制所述机器人，并与示范悬架式操纵台和操纵器相连。所述机器人还具有一致性判断功能，用于判断示范悬架式操纵台内的软件是否与控制单元内的软件一致。因此，在发生不一致的情况下，可以在示范悬架式操纵台中显示一致性的状态，并且可以自动更新示范悬架式操纵台和控制单元中至少一个的软件。结果是，在损坏示范悬架式操纵台或控制单元内的印刷电路板的情况下，将不必与印刷电路板一起整体更换存储软件的ROM。因此，可以实现一种优越的工业机器人，其防止了在被提供了机器人的用户处的工作成本和生产线停工期的增加。

附图说明

图1是框图，示出了本发明的实施例1中的工业机器人的结构。

图2是框图，示出了本发明的实施例1中的示范悬架式操纵台的结构。

图3是流程图，示出了本发明的实施例1中的用于判断软件的一致性的处理。

图4是流程图，示出了本发明的实施例1中用于比较版本信息的处理。

图5是视图，示出了在本发明的实施例2中显示版本一致性的非正常表示的例子。

图6是流程图，示出了本发明的实施例3中用于比较版本信息的处理。

图7是流程图，示出了本发明的实施例3中用于更新TP软件的处理。

图8是流程图，示出了本发明的实施例3中用于更新控制单元软件的处理。

图9是框图，示出了本发明的实施例4中的控制单元的结构。

图10是框图，示出了本发明的实施例4中的示范悬架式操纵台的结构。

图11是框图，示出了常规工业机器人的结构。

图12是视图，示出了常规工业机器人中的示范悬架式操纵台的例子。

图13是框图，示出了常规工业机器人中的示范悬架式操纵台的结构。

具体实施方式

(实施例1)

现在，将参照图1至4描述用于实现本发明的优选实施例。图1示出了实现本发明的工业机器人的结构。在图1中，101是操纵器，109是根据工业机器人的使用目的而附接到该工业机器人的诸如焊枪或手动开关单元的工具，102是用于整体控制该机器人的控制单元，108是用于操作该操纵器和控制单元的示范悬架式操纵台，103是CPU，用于控制包括一致性判断装置1030的控制单元本身，从而判断软件的一致性，104是用于与示范悬架式操纵台108通信的控制单元的通信部件，105是ROM，该ROM是存储将由CPU解释以用于操作的控制单元软件(未示出)的只读存储器，106是RAM，该RAM是存储已经由操作者示范的操作程序和操作环境设置数据的可写可读存储器，以及107是用于驱动操纵器的驱动部件。

然后，在图2中示出该示范悬架式操纵台的内部结构。在该示范悬架式操纵台中，201是用于控制该示范悬架式操纵台本身的TP-CPU，204是用于与控制单元102通信的TP通信部件，202是TP-ROM，该TP-ROM是存储将由TP-CPU解释以用于操作的TP软件(未示出)的只读存储器，203是TP-RAM，该TP-RAM是为TP-CPU临时存储数据以执行操纵的可读存储器，205是显示部件，以及206是键部件。

然后，参照图3描述用于实现本发明的步骤。所述示范悬架式操纵台108被连接到控制单元102，并且从控制单元102提供示范悬架式操纵台108的电源。因此，当接通控制单元102的电源时，示范悬架式操纵台108的电源也将被接通。存储在控制单元102中的ROM 105内的控制单元软件包含控制单元软件本身的版本信息。另一方面，存储在示范悬架式操纵台108中的TP-ROM 202内的TP软件包含TP软件本身的版本信息。当接通电源时，在图3中的流程的步骤301，控制单元102中的CPU 103将从ROM 105读取控制单元软件的版本信息，并且将等待来自于示范悬架式操纵台108的TP版本信息。

同时，当接通电源时，在图3中的流程的步骤307，示范悬架式操纵台108中的TP-CPU 201将从TP-ROM 202读取TP软件的版本信息，并且在下一步骤308，TP-CPU将经由TP通信部件204而把TP软件的版本信息传送到控制单元102。然后，在流程的步骤302，控制单元102中的CPU 103将经由控制单元通信部件104接收TP软件的版本信息。

然后，在流程的步骤303，控制单元102中的CPU 103执行预处理，所述预处理用于把在步骤301已读取的控制单元软件的版本信息与在步骤302已接收的TP软件的版本信息相比较。在步骤304进行比较后，在控制单元软件与TP软件之间的版本信息的一致性正常的情况下，在步骤305执行正常一致性情况下的处理。在控制单元软件与TP软件之间的版本信息的一致性非正常的情况下，在步骤306执行非正常一致性情况下的处理。此处不具体限制在正常一致性情况下和在非正常一致性情况下的处理，但是可以使用下面将描述的实施例2中或实施例3中的处理。

现在，参照图4，将描述在步骤303和304的版本信息比较处理的例子。假定控制单元软件和TP软件的版本符号用小数点后一位数字的数值定义，例如，1.0或1.2。整数部分代表主版本，例如，所述整数部分是当为了较大地改进功能或修补多个缺陷而进行较大的修改时将被更新的数值。另一方面，小数点后的一位数字代表副版本，所述小数点后的一位数字是当轻微地更改规格而没有影响功能或可操作性，或当修改不方便之处时将被更新的数值。在这个实施例中，在整数部分所代表的主版本在控制单元软件和TP软件之间一致的情况下，定义两者软件的版本的一致性是正常的。这种定义的方法只是一个例子，并且存在一些其它的定义方法。例如，只有当控制单元软件和TP软件在整数部分所代表的主版本和小数点后一位数字所代表的副版本两方面都彼此完全一致时，才确定版本的一致性是正常的。

在图4中的流程的步骤401，控制单元软件的版本信息将被存储在变量A中，而TP软件的版本信息将被存储在变量B中。在这个实施例中，诸如变量A和变量B的变量是在控制单元102的CPU 103中的寄存器存储器(未示出)或RAM 106中作为临时数据而准备的存储器。

然后，在图4中的流程的步骤402，变量A的整数部分，即仅主版本信息将被存储在变量INT_A中，变量B的整数部分将以相同方式被存储在变量INT_B中。然后，将在步骤403比较INT_A和INT_B。因为INT_A和INT_B对应于主版本信息，所以当INT_A与INT_B一致时，确定版本一致性是正常，当INT_A与INT_B不一致时，则确定版本一致性是非正常。

(实施例2)

将参照图1、2、3和5描述实现本发明的优选实施例。在这个实施例中，与在实施例1中实质相同的元件将以相同的参考数字或标记表示，并且将省略元件的详细描述。

在图3的流程中检查版本一致性正常或非正常之后，在版本一致性已被确定为非正常的情况下，控制单元102中的CPU 103将经由控制单元通信部件104而把用于显示非正常一致性的命令传送到示范悬架式操纵台108。示范悬架式操纵台108中的TP-CPU 201将经由TP通信部件204而接收用于显示非正常一致性的命令，并且将在显示部件205中显示版本一致性的非正常状态。图5示出了一个例子，其中版本一致性的非正常状态在示范悬架式操纵台108的显示部件205中被显示为非正常消息。在这个例子中，解释了版本的不一致状态、以及控制单元102与示范悬架式操纵台108两者的版本信息，并且清楚地通知操作者已经发生了版本的不一致状态。

(实施例3)

将参照图1、2、6、7和8描述实现本发明的优选实施例。在这个实施例中，与实施例1中实质相同的元件将以相同的参考数字或标记表示，并且将省略元件的详细描述。在这个实施例中，控制单元102的ROM 105和示范悬架式操纵台108的TP-ROM 202是可写的，并且控制单元软件和TP软件二者被存储为一对。

在图6中的流程的步骤601，控制单元软件的版本信息将被存储在变量A中，而TP软件的版本信息将被存储在变量B中。然后，在流程的步骤602，变量A的整数部分，即仅主版本将被存储在变量INT_A中，并且变量B的整数部分将被存储在变量INT_B中。然后，在步骤603比较INT_A与INT_B。因为INT_A和INT_B对应于主版本信息，所以在INT_A与INT_B不一致的情况下，确定版本一致性是非正常的，并且流程将进行到步骤605。在步骤605，将判断INT_A是否大于INT_B。具体上，在这个判断处理中，将判断控制单元软件的版本信息是否比TP软件的版本信息新。在控制单元软件的版本信息比TP软件的版本信息新的情况下，因为TP软件的版本旧，所以流程将进行到步骤607的TP软件更新处理，以更新TP软件的版本。在控制单元软件的版本信息比TP软件的版本信息旧的情况下，因为控制单元软件的版本旧，所以流程将进行到步骤606进行控制单元软件更新处理，用以更新控制单元软件的版本。

现在，将参照图7描述在步骤607的TP软件更新处理。在流程的步骤701，控制单元102中的CPU 103将经由控制单元通信部件104把存储在控制单元102中的TP软件传送到示范悬架式操纵台108。然后，在步骤702，示范悬架式操纵台108中的TP-CPU 201将经由TP通信部件204而接收从控制单元102传送的TP软件。在步骤703，TP-CPU 201将根据所接收到的TP软件而进行用于重写TP-ROM 202的处理。然后，在步骤704，TP-CPU 201将经由TP通信部件204将TP-ROM 202的重写处理已结束的信息传送到控制单元102。在步骤705，控制单元102中的CPU 103将经由控制单元通信部件104接收重写处理结束的信息。此后，在步骤706，流程将进行到机器人的普通处理。因为已经确定在控制单元软件和TP软件之间的版本信息是一致的，所以机器人的普通处理意味着一系列的处理，其中能够进行普通示范操作和驱动操作。

通过上述的TP软件更新处理，在TP软件被判断为比控制单元软件的版本旧的情况下，可以利用存储在控制单元中的TP软件，通过执行示范悬架式操纵台中的软件的重写处理，使得在控制单元中的软件与示范悬架式操纵台中的软件之间的一致性正常。

然后，将参照图8描述在步骤606的控制单元软件更新处理。在流程的步骤801，控制单元102中的CPU 103将经由控制单元通信部件104把对于控制单元软件的要求传送到示范悬架式操纵台108。然后，在步骤802，示范悬架式操纵台108中的TP-CPU 201将经由TP通信部件204接收对于控制单元软件的要求。然后，在步骤803，示范悬架式操纵台108中的TP-CPU 201将经由TP通信部件204把控制单元软件传送到控制单元102。然后，在步骤804，控制单元102中的CPU 103将经由控制单元通信部件104接收控制单元软件。在下一步骤805，CPU 103将根据所接收到的控制单元软件而进行重写ROM 105的处理。此后，在步骤806，控制单元102中的CPU 103进行到机器人的普通处理。因为已经确定在控制单元软件与TP软件之间的版本信息是一致的，所以机器人的普通处理意味着一系列的处理，其中能够进行普通的示范操作和驱动操作。

通过上述的控制单元软件的更新处理，在控制单元软件被判断为比TP软件的版本旧的情况下，可以利用安装在示范悬架式操纵台中的控制单元软件，通过执行控制单元中的软件的重写处理，使得在控制单元中的软件与示范悬架式操纵台中的软件之间的一致性正常。

(实施例4)

将参照图9描述实现本发明的优选实施例。在这个实施例中，与在实施例1和实施例3中实质相同的元件将以相同的参考数字或标记表示，并且将省略元件的详细描述。

在图9中，用于存储TP软件的TP软件存储部件901被提供在控制单元102中。在实施例3中的流程的步骤701，控制单元102中的CPU 103将执行经由控制单元通信部件104而把存储在控制单元102中的TP软件传送到示范悬架式操纵台108的处理。然而，在这个实施例中，存储在控制单元102中的TP软件预先已经被存储在TP软件存储部件901中。当机器人在工厂中被制造时，TP软件可以被写入TP软件存储部件901中。或者，在图6中的步骤606的控制单元软件的更新处理期间，TP软件可以伴随着被从示范悬架式操纵台108传送到控制单元102的控制单元软件而被传送，并且将被写入TP软件存储部件901中。

在图10中，用于存储控制单元软件的控制单元软件存储部件1001被提供在示范悬架式操纵台108中。在实施例3中的流程的步骤803，示范悬架式操纵台108的TP-CPU 201将执行经由TP通信部件204而把存储在示范悬架式操纵台108中的控制单元软件传送到控制单元102的处理。然而，在这个实施例中，存储在示范悬架式操纵台108中的控制单元软件预先已被存储在控制单元软件存储部件1001中。当机器人在工厂中被制造时，控制单元软件可以被写入控制单元软件存储部件1001中。或者，在图6中的步骤607的TP软件的更新处理期间，控制单元软件可以伴随被从控制单元102传送到示范悬架式操纵台108的TP软件而被传送，并且将被写入控制单元软件存储部件1001中。

虽然已经参照具体实施例而详细描述了本发明，但是对本领域技术人员来说，明显的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变或修改。

本申请基于2004年3月31日提交的日本专利申请第2004-103789号，其内容通过参照而被合并于此。

工业实用性

根据本发明，可以防止工作成本和生产线停工期的增长，并且本发明可以作为工业机器人而在工业上有用。

Claims (5)

1.一种工业机器人，包括：

示范悬架式操纵台，具有一组版本相互一致的示范悬架式操纵台软件和控制单元软件，并基于所述示范悬架式操纵台软件操作所述示范悬架式操纵台，以便操作所述机器人；

控制单元，具有一组版本相互一致的控制单元软件和示范悬架式操纵台软件，并基于所述控制单元软件操作所述控制单元，以便控制所述机器人，所述控制单元与所述示范悬架式操纵台和操纵器相连；以及

一致性判断装置，用于判断所述示范悬架式操纵台中的示范悬架式操纵台软件的版本信息是否与所述控制单元中的所述控制单元软件一致，

其中在由所述一致性判断装置判断为不一致时，如果所述示范悬架式操纵台中的示范悬架式操纵台软件的版本比所述控制单元中的控制单元软件的版本新，则将所述示范悬架式操纵台中的所述控制单元软件传送到所述控制单元，用所传送的控制单元软件替换所述控制单元中的控制单元软件，反之如果所述控制单元中的控制单元软件的版本比所述示范悬架式操纵台中的示范悬架式操纵台软件的版本新，则将所述控制单元中的示范悬架式操纵台软件传送到所述示范悬架式操纵台，用所传送的示范悬架式操纵台软件替换所述示范悬架式操纵台中的示范悬架式操纵台软件。

2.根据权利要求1的工业机器人，其中，在由所述一致性判断装置确定了不一致性的情况下，在所述示范悬架式操纵台中显示不一致性的状态。

3.根据权利要求1的工业机器人，其中，所述示范悬架式操纵台和所述控制单元分别具有存储彼此的软件的存储部件。

4.一种控制工业机器人的方法，所述工业机器人具有示范悬架式操纵台和控制单元，所述示范悬架式操纵台具有一组版本相互一致的示范悬架式操纵台软件和控制单元软件，并基于所述示范悬架式操纵台软件操作所述示范悬架式操纵台，以便操作所述机器人，所述控制单元具有一组版本相互一致的控制单元软件和示范悬架式操纵台软件，并基于所述控制单元软件操作所述控制单元，以便控制所述机器人，所述控制单元与所述示范悬架式操纵台和操纵器相连，所述方法包括：

读取控制单元中的控制单元软件的版本信息的步骤；

读取示范悬架式操纵台中的示范悬架式操纵台软件的版本信息的步骤；以及

比较所述控制单元中的控制单元软件的版本信息与所述示范悬架式操纵台中的示范悬架式操纵台软件的版本信息，由此检查它们之间的版本一致性的步骤，

其中在由所述比较判断步骤判断为不一致时，如果所述示范悬架式操纵台中的示范悬架式操纵台软件的版本比所述控制单元中的控制单元软件的版本新，则将所述示范悬架式操纵台中的所述控制单元软件传送到所述控制单元，用所传送的控制单元软件替换所述控制单元中的控制单元软件，反之如果所述控制单元中的控制单元软件的版本比所述示范悬架式操纵台中的示范悬架式操纵台软件的版本新，则将所述控制单元中的示范悬架式操纵台软件传送到所述示范悬架式操纵台，用所传送的示范悬架式操纵台软件替换所述示范悬架式操纵台中的示范悬架式操纵台软件。

5.根据权利要求4的控制工业机器人的方法，其中，在确定了不一致性的情况下，在所述示范悬架式操纵台中显示不一致性的状态。

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