CN1103184A - 计算机系统 - Google Patents

Abstract

按给定时间执行的模块单元显示计算机系统的 各种状态，为了能迅速地由操作人员进行诊断和采取 对策，将利用软件进行操作的计算机系统的软件分成 层次，在该层次化的软件内，将给定时间内执行的模 块作为最小单元，对执行过程中的模块进行管理，根 据需要进行显示，从而能掌握软件的执行情况。

Description

本发明与计算机系统有关，涉及能在执行过程中和执行后显示、存储模块块的计算机系统。

工业上用的机械手一般是由控制盘、示教箱和作业机械手构成的。控制盘用于存取位置信息或加工条件等;示教箱（T-BOX）利用控制盘进行有关移动方向、移动量及加工条件等方面的示教时使用;作业机械手根据来自T-BOX的指令、或者在利用控制盘使T-BOX中的示教内容再现时，根据来自该控制盘的指令操作的作业机械手构成。

上述的T-BOX有步号显示部分、示教项目选择开关、手动开关部分、示教按钮开关、存储指令开关、以及若干指示灯等。

步号显示部分是显示每一示教步所附步号的部分。

示教项目选择开关用来指定示教内容。在该示教项目选择开关上设有与作业机械手所具有的功能对应的位置指定;指定沿直线移动或沿圆弧移动等移动轨迹的种类的移动条件指定;以及加工条件指定等选择项目。

手动开关部分用来在示教时对作业机械手的各个轴分别进行驱动。若为直角坐标系型的机械手，该手动开关部分上设有分别输入沿X、Y、Z及围绕腕部用的θ、ψ各轴用的移动指令的移动指令开关。

示教按钮开关及存储指令开关用来根据示教动作，将设定的信息输入并存储在控制盘中。

每一个示教用的选择项目都设有指示灯。

作业机构手根据来自T-BOX的指令，执行指定的处理，或者再现时从控制盘上读出、并执行指定的处理，根据驱动指令决定其动作。而且利用固定装置，确定加工工件相对于该作业机械手的位置。

在这样结构的计算机系统中，在进行加工之前，首先操作T-BOX，一边观察确认作业机械手的加工刀具的前端，一边使加工刀具的前端沿工件的加工线动作，使作业机械手进行手动运转。根据该作业机械手的手动运转情况，将对工件进行加工的条件、以及作业机械手的刀具前端的动作顺序存储到控制盘内部的存储装置中，进行示教作业。

当作业机械手的示教作业结束后，才根据控制盘内存储装置中存储的加工条件及加工刀具前端的动作顺序进行自动运转，也就是说，转移到再现动作阶段。这样，控制盘先读出经过示教的加工线的位置信息及加工条件，执行指定的处理后，作为驱动信号供给作业机械手，使作业机械手的加工刀具前端沿着原先示教过的路径轨迹进行动作再现。

操纵这种作业机械手的原有的计算机系统，以相同的层次操纵各组成部分，系统起动后，以插入方式处理主要部分的执行动作。而且在发生错误时，根据误码显示的码数，再根据预先准备好的表示故障原因的码表，才能诊断与码数相对应的故障原因。

因此，原有的计算机系统所存在的问题是在正常工作时，不知道程序的执行情况。

另外，原有的计算机系统所存在的另一个问题是发生异常情况时，只能进行预测查找误码记录的原因。

再者，原有的计算机系统所存在的又一个问题是打印出执行表、查明原因时，只能由能很好地理解系统软件的专家进行，而且需要花费很多时间。

本发明的目的在于提供一种计算机系统，这种系统能够按给定时间以模块为单位显示计算机系统的各种状态，并能由操作人员进行迅速诊断和采取对策。

在本发明的计算机系统中，例如，当伺服子系统的CPU出现异常时，人机子系统会进行监视，通过显示功能显示伺服子系统的CPU的误码的码数。其优点是，当机械手未接入外部电源时，能显示 误码的码数。通过用手册检索该码数，就能查明错误的内容。

出现异常现象时，虽然知道是CPU异常，但CPU在做什么？其什么地方异常？如果这时知道是哪个模块进行过计算，使可以此作为判断是硬件坏了，还是软件出了毛病的依据。在出现异常之前处理的内容如何，用户并不知道。如果知道在出现异常之前所处理的内容，则有助于推测出现异常的部位。

为了能容易地诊断出这种异常的原因，本发明将利用软件进行操作的计算机系统的软件按层次进行分类，并将经过层次化的软件按给定时间执行的模块作为最小单元，对运行过程中的模块进行管理，根据需要，还可进行显示，这样就能掌握软件的运行情况。

在这种情况下，最好使上述的显示也能显示出刚刚运行完毕的模块。

另外，本发明的计算机系统对于利用软件进行操作的计算机系统的软件按层次进行分类，将在经过层次化的软件中按给定时间执行任务的模块作为最小单元，在每次运行过程中的模块都具备写入、存储的功能，在发生异常现象时，能同时冻结存储的内容，从而能在出现异常现象时及时诊断出是哪个模块在运行过程中出现了异常。

在这种情况下，最好使上述的存储机能也能存储刚刚运行过的模块。

另外，最好使上述的显示及存储能在子系统间返复进行。

图1是执行与本发明相关的计算机系统的已按层次分类的软件的计算机系统结构图。

图2是层次化的软件系统结构图。

图3是层次化的软件的人机系统详图。

图1中，示教箱（T-BOX）具有下述作用，即发出使作业机械手2进行操作的指令，并在使作业机械手2进行实际操作的同时，进行顺序编程。顺序编程，是指规定作业机械手2进行实际动作的工作点，以及对每次的工作点进行存储。

图中，T-BOX1备有显示器11、键盘12、以及微动调节控制盘13。显示器11用来显示用键盘12输入的内容，并显示错误信息。键盘12用来指定作业机械手2的动作对象（例如第1关节、第3关节等）。微动调节控制盘13用来确定由键盘12指定的动作对象（例如第3关节）动作的程度及动作的方式。也就是说，用来指示实际的动作，例如向右转时，使第3关节绕X轴方向旋转，向左转时，使第3关节绕Y轴方向旋转。该微动调节控制盘13只在设定位置时使用。

如果要使作业机械手2的前端向预定的作业位置移动，例如，如果要点火，则通过键盘12给出引弧的指示。另外，如果要使作业机械手2的前端移动到作为基准的路径起始位置时，则按下P钮。从该P点开始，按照程序动作，如果进行点焊，这就所谓的点焊作业。为了进行这种准备而进行的设定，是在示教箱（T-BOX）1中进行的。

人机子系统3具有将来自T-BOX1的作业机械手2的作业指令变换成执行码后输送给轨迹子系统4的功能。

图中，人机子系统3备有键盘信号变换器31、机械手语言变换器32、中间语言变换器33、执行码变换器34、显示指示功能35、安全指示功能36、以及存储器37。

键盘信号变换器31用来将来自键盘12的输入信号变换成实际的系统信号。即，在该键盘信号变换器31中，来自键盘12的输入信号被改变为输送给轨迹子系统4的指示信号。

机械手语言变换器32用来将从键盘12输入的信号变换成机械手语言。所谓机械手语言，就是，例如，指定X＝50、Y＝38、Z＝169的位置，即使实际上机械手并不动作，也是使机械手能够动作的指令语言。

中间语言变换器33用于将已经在机械手语言变换器32中被变换成机械手语言的键盘12的输入信号再变换成能够同外部系统对话的信号。该中间语言变换器33是这样构成的，即它能从另一系统输入系统控制信号。但是，根据来自该另一系统的指示，使作业机械手2动作时，要从另一系统输入机械手语言。从该另一系统输入的机械手语言，由中间语言变换器33变换成中间语言。

执行码变换器34将已经在中间语言变换器33中被变换成能够同外部系统对话信号的键盘12的输入信号变换成能够执行的代码，也就是变换成与键盘信号意义相同的代码。

显示指示功能35用来控制T-BOX1的显示器11。

安全指示功能36用来指示作业机械手2，以便使其经常沿安全方向操作。也就是说，安全指示功能36是指在故障保险方面起作用的功能。

存储器37用来储存由T-BOX1进行示教的作业机械手2的操作。

轨迹子系统4根据从人机子系统3发出的指令信号，运算出作业机械手2的操作方式，以及作业机械手2的操作路径。

该轨迹子系统4备有路径设计器41。坐标变换器42、I/O（输入/输出）管理器43及伺服管理器44。

路径设计器41根据从人机子系统3发出的作业机械手2的前端位置信息，运行出使作业机械手2的臂杆怎样动作才能使作业机械手2的前端移动到指定位置。

坐标变换器42将在路径设计器41中计算出来的与作业机械手2的臂杆的各关节的动作相对应的各个轴的位置变换成坐标信号。

I/O管理器43用来将在坐标变换器42中变成的坐标信号输出给伺服子系统5。另外，I/O管理器43向实际喷射电弧的焊炬T等外部机器发出起动、停止动作的指令。

伺服管理器44用来进行下述管理，即发出作业机械手2的前端位置的指令，使作业机械手2的臂杆的各个关节（电动机M）跟踪其位置动作。

伺服子系统5根据轨迹子系统4发出的各坐标信号，对应于位置算出使作业机械手2的臂杆的各个关节的哪个轴、怎样动作才能使作业机械手2的许多前端移动到指定的坐标位置。为此，还要计算出要使多大的电流流过使该轴转动的电动机M才行，进行供给电流的控制。

在这种结构中，所谓使作业机械手2动作，就是根据从T-BOX1发出的指令，按顺序程序行进。

这种计算机系统如图2所示，按照层次化的软件动作。图3是表示图2所示的人机子系统3的层次化的软件的详图。

在图2及图3中，系统初始化6用来使RAM进行清除、对外围IC进行初始设定等。另外，它还是与另一子系统进行通信、并确认全部子系统的运行是否正常的软件。

由于系统管理7用来对人机子系统3的整体进行管理，所以是进行任务管理，清除各种全局变量。该系统管理7又细分为状态管理（任务）71、例外处理管理（任务）72、I/O管理（任务）73、机械手管理（自动运转）74、手控机械手操作--微动（任务）75、以及系统管理执行76共6个部分。

状态管理71又细分为状态管理软件71、机械手初始化712、返回始位置713、参数处理714共4个部分。

状态管理软件711是对人机子系统3整体进行管理的软件，根据操作人员的操作，对各种状态进行管理。

机械手初始化712向轨迹子系统4发出返回的点的命令，等待结束命令。

返回始位713向轨迹子系统4发出起始位置命令，等待结束命令。

参数处理714对人机子系统3内的参数进行设定、管理。参数包括：

机械手坐标移位（8轴）

从绝对坐标系到机械坐标系的偏移

至TCP的偏移

串行通信条件设定

速度表（8级PTP：用%表示

CP：用mm/s表示）

动作范围的设定（8轴）

平衡功能的有无

外部起动的有无

机器联锁的有无

设备编号的设定

通用输出至功能键的分配

其它

例外处理管理72又细分为EM（应急信息）管理721、HOLD（保持）管理722、WARNING（警告）管理723及执行管理724等4个部分。

EM管理721是进行紧急停止时的处理的，以及进行中断处理、中断处理结束后的EM状态时的处理。

HOLD管理722对HOLD信号进行监视，由于这是对整机进行管理的信号，所以这里只进行HOLD标志操作。

WARNING管理723是对各种处理或从子系统发出的警告进行监视及显示的软件。

执行管理724在对模块的执行情况进行管理、记录（在存储器37中）、累加、EM处理和HOLD处理时，根据来自WARNING管理723的信息，将在执行过程中中断了的模块的名称显示在T-BOX1的显示器11上。

I/O管理73又细分为I/O管理软件731、T-BOX接口732、打印733、磁盘734、控制盘735、专用I/O736、通用I/O737，共7个部分。

I/O管理软件731对控制器8进行I/O管理。

T-BOX接口732用来与T-BOX1进行通信，在输出显示请求、键入请求时进行通信。

打印733向图中未示出的打印机发送打印数据，打印的内容是：

示教程序/示教数据的打印

执行示教程度时进行的打印

参数的打印

磁盘734与图中未示出的软盘进行数据交换。并进行示教数据/示都程序/参数的输入输出。

控制盘735向T-BOX1的控制盘上的指示灯进行输出、向蜂鸣器进行输出、并且利用控制盘键进行输入。

专用I/O736进行专用I/O的输入输出。

通用I/O737进行通用I/O的输入输出。

机械手管理74又细分为编辑741、示教执行742、执行后指令743、数据管理744等4个部分。

编辑741又细分为语言编辑7411、位置数据编辑7412。

语言编辑7411制作并编辑机械手语言。输入一行后，对数据进行表面语言文法校验。如果没有问题，则交给中间语言变换器33。然后将表面语言和变换后的中间语言输向数据管理744，存入存储器37中。

位置数据编辑7412制作并编辑位置数据的新规则。

示教执行742又细分为语言翻译7421、语言执行7422。

语言翻译7421进行下列工作：

1）字面语言的文法校验

2）从字面语言变换为中间语言

3）从中间语言变换为字面语言

语言执行7422执行中间语言。

执行后指令743根据指定的信息组号和步号，使机械手动作。

数据管理744又细分为语言数据管理7441、位置数据管理7442。

语言数据管理7441对中间语言进行管理、读入中间语言、写入中间语言。

位置数据的管理7442对位置数据进行管理、读入位置数据、写入位置数据。

手控机械手操作-微动75，根据来自系统管理7的任务进行起动，经常有源。经常监视操作人员的操作信息，根据需要，将微动动作送给轨迹子系统4。并将微动状态的管理、键信息的管理等的数据输送给轨迹子系统4。

系统管理执行76是担任执行系统程序用的执行部门的软件。

以下说明计算系统的动作。

人机子系统3全部进入准备状态，首先，通过T-BOX1接通电源，进行机械初始化。准备好之后，在T-BOX1的显示器11上显示出方式菜单（当时方式）。最初显示初始化方式。如果显示系统在初始化，系统便按顺序进行初始化，并进入就绪状态。

接着进入示教状态。一旦进入该示教状态，便可编制这一次的顺序程序。在此状态下，通过T-BOX1上的按钮操作，将使作业机械手2动作用的位置信息，也就是将作业机械手各个轴的位置数据作为作业机械手2的前端的区域坐标，连续存入人机子系统3的SRAM（存储器37）中。

以点焊为例，将作业机械手2各轴的位置数据、例如将10个位置数据变换成通用坐标，并存储起来，将其全部存储在人机子系统3中的存储器37中，此后，如果采用自动运转状态，通过输入数据，可使作业机械手2进行全自动动作。

当作业机械手2自动运转时，在人机子系统3的系统管理7的管理下，自动运转软件解释顺序程序，在将执行指令输至轨迹子系统4后，轨迹子系统4根据通用坐标，通过坐标变换器42，求出作业机械手2各轴的动作量。该动作量从伺服管理器44被输至伺服子系统5，利用伺服控制软件控制作业机械手2。这些软件模块按照自己的编号，将该软件的执行时间，执行过程写入存储器37、RAM45、51中。人机子系统3将上述内容存储在存储器37中，而且具备在发生异常的同时冻结存储内容的功能。因此根据需要，例如发生异常时，可以在T-BOX1中显示出是哪个软件正在执行任务。

如上所述，将利用软件进行操作的计算机系统的软件按层次进行分类，以该层次化的软件在给定时间执行的模块为最小单元，对执行过程中的模块进行管理，根据需要进行显示，就能够掌握软件的执行情况，因此能够根据给定时间执行的模块单元显示计算机系统的各种状态，由操作人员诊断，并可及时地采取对策。

另外，将按照软件动作的计算机系统的软件按层次进行分类，以该层次化的软件在给定时间执行的模块为最小单元，每次执行时，能够对执行过程中的模块进行写入和存储，在发生异常的同时，还能冻结所存储的内容，从而能够及时诊断出发生异常时是哪个模块在执行过程中出现了问题，因此根据在给定时间执行的模块单元显示计算机系统的各种状态，操作人员就能迅速进行诊断和采取对策。

Claims (6)

1、利用软件进行操作的计算机系统，其特征是：备有层次化的软件；执行上述软件的执行装置；以及在上述层次化的软件内，将给定时间执行的模块作为最小单元，通过上述执行装置管理执行过程中的模块，根据需要，显示软件的执行情况的管理装置。

2、权利要求1中所述的计算系统，其特征为：上述管理装置能显示刚刚执行完任务之后的模块。

3、权利要求1或2中所述的计算机系统，其特征为：上述执行装置包括若干个子执行装置，上述管理装置通过上述各子执行装置管理执行过程中的模块，根据需要，显示软件的执行情况。

4、利用软件进行操作的计算机系统，其特征为：备有层次化的软件;上述软件的执行装置;以及在上述层次化的软件内，将给定时间执行的模块作为最小单元，每次通过上述执行装置执行时，写入并存储表示执行过程中的模块的信息，在发生异常的同时，冻结该存储内容的管理装置。

5、权利要求4所述的计算机系统，其特征为：上述管理装置还存储执行后的模块。

6、权利要求4或5中所述的计算机系统，其特征为：上述执行装置包括若干个子执行装置，上述管理装置包括存储装置，该存储装置用来存储表示上述各子执行装置执行过程中的模块的信息。

Images