JP2000010616A - ロボット制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ユーザプログラムで制御されるロボットシス
テムにおける実効速度を向上させることのできるロボッ
ト制御システムを提供する。 【解決手段】 システム全体を制御する制御部１１とは
別にユーザプログラムを解釈して実行形式に変換する解
釈処理部１４を備え、メモリ１２から取り出したユーザ
プログラムの解釈はこの解釈処理部１４に行わせて実行
形式プログラムに変換し、この実行形式プログラムによ
り駆動部１５を制御することにより、制御部の負担が軽
減され、実行速度を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロボット制御システ
ムに係り、特に産業用ロボットについてユーザプログラ
ムの高速実行が可能なロボット制御システムに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ロボットの制御を行うためにユーザ側で
作成されるロボットプログラムは、汎用のロボット言語
が用いられるが、実際の制御を行っている制御装置で用
いられている命令群は、人間が記述するものであり、マ
イクロコンピュータが実行しやすい形式のものではな
い。したがって、従来のロボット制御システムにおいて
は、入力されたユーザプログラムを逐次文字列で解釈し
てロボットに対する命令を制御部において発生させ、こ
れに基づいて位置決め機構やロボットアーム等に設けら
れたモータ等のアクチュエータを制御している。具体的
には、ユーザプログラムの文字列を読み取り、文字その
ものを解釈し、解釈と同時に実行を行っている。

【０００３】図３は従来の一般的なロボットシステムに
おけるプログラム実行機構の構成を示すブロック図であ
る。

【０００４】システム全体を制御する制御部に相当する
マイクロプロセッサ１にはユーザで作成され、図示しな
いデータ入力装置から入力されたロボットプログラムで
あるユーザプログラムを格納したメモリ２、マイクロプ
ロセッサ１がユーザプログラムを解釈・実行するための
システムプログラムを格納したシステムメモリ３、ユー
ザプログラムにより制御される工作機械等のロボットア
ームや位置決め機構を駆動するための電動機等の駆動部
であるアクチュエータ４が接続されている。

【０００５】このプログラム実行機構の動作を図４に示
す。

【０００６】処理が開始されると、マイクロプロセッサ
１は、システムメモリ３から取り出したシステムプログ
ラムに基づいてメモリ２から読み出したユーザプログラ
ムを１行ずつ読み込み（ステップＳ１）、その文字列を
解釈し（ステップＳ２）、これを実行してワークの位置
決め機構やロボットアームに取り付けられた電動機等の
アクチュエータ４を駆動する（ステップＳ３）。

【０００７】この処理では、ユーザプログラムを一行ず
つ読み込んでおり、プログラムの終了を意味するＥＮＤ
等の文字列が読み込まれたときには、プログラムの解釈
・実行が終了する（ステップＳ４）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような実
行方法では、ユーザプログラムの実行に要するメモリエ
リアが比較的小さくて済む反面、文字列そのものはユー
ザプログラムを実行するＣＰＵの内部命令とは全く異な
るため、これを逐次変換する処理が必要で、このために
実行速度が低下して高速なロボットプログラムの実行を
実現することが困難であり、ロボットの応答性が十分で
ない等の問題があった。

【０００９】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、ユーザプログラムの実行速度を向上さ
せることができるロボット制御システムを提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるロボット
の制御システムは、作業対象物を所定位置に位置決めす
る位置決め機構および前記作業対象物に対して作業を行
う作業機構の少なくともいずれかを駆動する駆動手段
と、入力されたユーザプログラムを解釈し、ロボット制
御に直接用いられる実行形式プログラムに変換する解釈
処理手段と、前記解釈手段で得られた実行形式プログラ
ムから前記駆動手段に対して実行形式プログラムを実行
して前記駆動手段を制御する制御手段とを備えたことを
特徴とするものである。

【００１１】このような構成を採用することにより、ユ
ーザプログラムの解釈が制御手段とは独立した解釈手段
で行われるため、制御手段の負担が軽減され、高速のプ
ログラム実行が可能となって応答性が向上する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１に示
す。

【００１３】同図によれば、制御部であるマイクロプロ
セッサ１１にはユーザプログラムを格納したメモリ１
２、ユーザプログラムを解釈する処理を行う解釈処理部
１３、解釈のための処理プログラムおよび実行のための
処理プログラムを含むシステムプログラムを格納したシ
ステムメモリ１３、制御される例えばロボットアームの
電動機等のアクチュエータ１５が接続されている。解釈
処理部１４は、システムメモリ１３から取り出したシス
テムプログラムに基づいてメモリ１２から読み出したユ
ーザプログラムを解釈して実行形式プログラムに変換す
る。

【００１４】より詳細には、解釈処理部はパーサと称さ
れる字句解析モジュール１４１と、コードジェネレータ
と称されるコンパイルモジュール１４２の２つのソフト
ウェアを実行する。

【００１５】字句解析モジュールはユーザプログラムを
１行ずつ解析して、予約語、変数、定数、記号等のトー
クンコードに分解するが、この際、予約語が含まれた行
に対して、予約語の使い方が正しいかどうかの文法チェ
ックおよび変数が含まれた行に対して、変数のテーブル
への登録の２つの処理を同時に行っている。

【００１６】コンパイルモジュール１４２は、字句解析
モジュール１４１で分解されたトークンコードからマイ
クロプロセッサが容易に実行可能なコードに変換する。
一般に１つのトークンコードは複数の実行コードを含む
実行形式プログラムに展開され、後述する例でもそのよ
うになっている。

【００１７】以上の変換は、一般的なコンパイラで使用
されているのと同様のアルゴリズムに従って行われる。
また、このような解釈処理部における処理は、ロボット
プログラム起動時に、１度だけ実行される。

【００１８】そして、マイクロプロセッサ１１は得られ
た実行コードを実行してアクチュエータ１５を駆動す
る。

【００１９】図２はロボットプログラムに対する解釈実
行の様子を示すフローチャートである。

【００２０】この処理は大きく２つの処理に分かれてお
り、その第１は解釈処理、第２は実行処理である。

【００２１】まず、解釈処理が開始されると、メモリ１
２に格納されたユーザプログラムの１行分が読み込まれ
る（ステップＳ１１）。

【００２２】この読み込まれたユーザプログラム１行分
の文字列についてマイクロプロセッサにより字句解析モ
ジュールによる解釈が行われ（ステップＳ１２）、コン
パイルモジュールにより上述した実行形式のプログラム
に変換される（ステップＳ１３）。

【００２３】以下、ユーザプログラムの実行形式への変
換例を説明する。

【００２４】ここでは、ユーザプログラムとして第１軸
を１００度の位置まで移動させる命令である、 ＭＯＶＥＡ １，１００ を例にとって説明する。この命令の実行形式のコード
は、 実行コード１ ｓｈｉｆｔａ．ｓ −２ 実行コード２ ｍｖａ．ｆｓ ＩＮＤＥＸ，＃１ 実行コード３ ｍｖａ．ｆｓ ＩＮＤＥＸ，＃２ 実行コード４ ｍｏｖｅａ ＋２，＋１ 実行コード５ ｓｈｉｆｔｆａ．ｓ ＋２ の５つの実行コードからなっている。

【００２５】これらの各実行コードの意味は次の通りで
ある。 実行コード１ ： メモリ領域を２ワード分確保する。 実行コード２ ： 確保したメモリ領域の１ワード目に
ＩＮＤＥＸ１で示される定数テーブルの内容を格納す
る。 実行コード３ ： 確保したメモリ領域の２ワード目に
ＩＮＤＥＸ２で示される定数テーブルの内容を格納す
る。 実行コード４ ： 確保したメモリの１ワード目と２ワ
ード目を移動命令サブルーチンを引数として実行する。 実行コード５ ： メモリを開放する。

【００２６】なお、メモリの所定領域に確保された定数
テーブルの内容は次のようになる。 ＩＮＤＥＸ１ ： １００ ＩＮＤＥＸ２ ： １

【００２７】このように実行形式に変換されたプログラ
ムは一旦メモリ１２に保存される（ステップＳ１４）。
このとき、先に説明したユーザプログラムの格納アドレ
スとは異なるアドレスに保存される。

【００２８】このような実行形式への変換は、プログラ
ムの終了まで続けられ、プログラムの終了を意味する実
行コードが読み込まれたときには、プログラムの解釈が
終了し（ステップＳ１５）、実行処理に移行する。

【００２９】実行処理においては、マイクロプロセッサ
１１はメモリ１２から実行形式プログラムを読み出し
（ステップＳ２１）、実行を行う（ステップＳ２２）。

【００３０】この実行はすでに実行形式に変換されてい
るプログラムを実行するのみであるので、実行速度は従
来より飛躍的に高いものとなる。

【００３１】この処理はプログラムの終わりまで続けら
れ、プログラムの終了を意味するＥＮＤ等の文字列が読
み込まれたときには、プログラムの解釈・実行が終了す
る（ステップＳ２３）。

【００３２】このように、この実施の形態ではユーザプ
ログラムの文字列の解釈はシステム全体の制御部とは別
の解釈処理部により行われるため、制御部の負担が軽減
されるとともに、全体として実行速度を向上させること
ができる。

【００３３】なお、プログラムの起動時には解釈処理部
の処理実行のために、プログラム実行開始指令が与えら
れてから実際にプログラムが実行されるまで、若干のタ
イムラグが発生するが、一般にロボットプログラムはお
なじプログラムがサイクリックに実行されることが多い
ため、全体としては高速のプログラム実行が可能とな
る。

【００３４】以上の実施の形態においてはユーザプログ
ラムを格納したメモリの一部に解釈処理部により変換さ
れた実行形式プログラムを格納するようにしているが、
別個の専用メモリをさらに設けるようにしても良い。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、システム全体を制御す
る制御部とは別にユーザプログラムを解釈して実行形式
に変換する解釈処理部を備えるようにしたので、制御部
の負担が軽減され、実行速度を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロボット制御システムのシステム
構成図。

【図２】図１に示したシステムにおける処理動作を示す
フローチャート。

【図３】従来のロボット制御システムのシステム構成
図。

【図４】図３に示したシステムにおける処理動作を示す
フローチャート。

【符号の説明】

１１ 制御部（マイクロプロセッサ） １２ メモリ １３ システムメモリ １４ 解釈処理部 １５ 駆動部（アクチュエータ） １４１ 字句解析モジュール １４２ コンパイルモジュール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F059 FC14 GA00 5B081 CC11 CC41 5H269 AB33 BB05 EE11 EE13 EE30 GG08 QB15 QB17 QB19 QB20

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作業対象物を所定位置に位置決めする位置
   決め機構および前記作業対象物に対して作業を行う作業
   機構の少なくともいずれかを駆動する駆動手段と、 入力されたユーザプログラムを解釈し、ロボット制御に
   直接用いられる実行形式プログラムに変換する解釈処理
   手段と、 前記解釈手段で得られた実行形式プログラムから前記駆
   動手段に対して実行形式プログラムを実行して前記駆動
   手段を制御する制御手段とを備えたロボット制御システ
   ム。
2. 【請求項２】前記ユーザプログラムを格納するとともに
   実行形式に変換されたプログラムを格納する第１のメモ
   リと、 前記解釈および実行のためのプログラムを格納した第２
   のメモリとをさらに備えたことを特徴とする請求項１に
   記載のロボット制御システム。