JP2003330508A - ティーチングプログラムシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 高度な技術が必要なプログラマーは不要とな
り、制御プログラム作成が短時間に、且つ、自動的にで
きるようになる。 【解決手段】 ティーチングプログラムシステムのソフ
トをインストールした制御機器１００の中で、メカ部１
０１のならい動作（ティーチング）によってできたティ
ーチングデータ２０２をメモリ１０４に記憶させ実行す
ると、同じ動作を繰り返し、制御プログラム作成が不要
となる。このティーチングデータをブロック分けした
り、自動的に演算処理をすると、複雑な制御プログラム
を自動作成できる。また、制御プログラムの解析やフロ
ーチャート作成もできる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、機械、機器類を制御す
るシステムにおいて、ならい動作（ティーチング）によ
ってできる制御プログラム（ティーチングデータ）作成
装置に関するものである。ティーチングデータは、単に
それだけでも制御プログラムとなるが（当社特許出願済
（特願２０００−１７７６０８））複雑な動作プログラ
ムにも変更でき、且つ、他のプログラム言語（ラダーチ
ャート、Ｃ言語、ベーシック、アセンブラ等の言語）と
相互変換できる為、各々のプログラム言語やフローチャ
ートとの翻訳装置ともなる。又、他のプログラム言語で
作った制御プログラムの不具合を見つけたり、フローチ
ャートやタイムチャートを作る制御プログラム解析装置
ともなる。シミュレーション等を使えば、自動制御プロ
グラム作成装置となる。 【０００２】 【従来の技術】従来、機械、機器類を制御するシステム
には、次の様な物があった。 （イ）マイコン、ＰＬＣ（プログラマブルコントロー
ラ）等を使って、人間がそのハードに合った言語で、制
御プログラムを作成する。 （ロ）ＰＬＣメーカーが一定のパターンの制御プログラ
ムを準備しておき、それによってＰＬＣを動作させる。 （ハ）当社特許出願済（特願２０００−１７７６０８）
のティーチングシーケンサーでは、制御システムのハー
ドが専用の物、又はＰＬＣであった。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】従来は、次の様な欠点
があった。 （イ）高度な技術をもった制御技術者が長時間を費や
し、プログラム作成しなくてはならなかった。 （ロ）ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）メーカー
の作った一定のパターンの制御プログラムでは、そのプ
ログラムを改造することができないし、一定のパターン
以外のプログラムが必要な時は対処できなかった。 （ハ）当社特許出願済（特願２０００−１７７６０８）
のティーチングシーケンサーでは、制御システムのハー
ドが専用の物、又はＰＬＣであり、簡単な動作しか自動
プログラムできなかった。 （ニ）各ＰＬＣメーカーでの制御プログラムの互換性が
なくＡメーカーのＰＬＣ用に制御プログラム（ラダーチ
ャート）を作った場合、ＢメーカーのＰＬＣにはコピー
して使えなかった。 （ホ）ＰＬＣやマイコンは、その言語（ラダーチャー
ト、Ｃ言語、ベーシック、アセンブラ等の言語）によっ
て互換性がなく、変換（翻訳）するものもなかった。 （ヘ）制御プログラムで使う言語（ラダーチャート、Ｃ
言語、ベーシック、アセンブラ等の言語）は、その特徴
と複雑さから制御プログラムの不具合を見つけるのが難
しい。よって、制御プログラムの自動解析を行うのは困
難である。 （ト）制御プログラム言語（ラダーチャート、Ｃ言語、
ベーシック、アセンブラ等の言語）で作られた制御プロ
グラムを、自動的にフローチャートにすることはできな
い。フローチャートが無かったり、制御プログラムが改
造されたりしていると、そのプログラムの内容を理解す
るには、長時間と手間を費やす必要があった。本発明
は、これらの欠点を除く為になされたものである。 【０００４】 【課題を解決する為の手段】（イ）機械、機器類を制御
する機器（マイコン、ＰＬＣ（プログラマブルコントロ
ーラ）、パソコン等の制御機器）が使用しているプログ
ラム言語で、ティーチングプログラムシステムを作る。 （ロ）図１の様に制御機器（１００）にマイコンやＰＬ
Ｃを使用し、ティーチングプログラムシステムのソフト
をインストールし、スイッチ類（１０２）やメカ部（シ
リンダー、モータ等のアクチュエータ）（１０１）を接
続すれば、当社特許出願済（特願２０００−１７７６０
８）のティーチングシーケンサーである。これは、なら
い動作を繰返し行える様にする自動プログラム作成装置
である。 （ハ）図２に示すように、ティーチングプログラムシス
テムを使ってできるプログラムがティーチングデータ
（２０２）である。これはステップ０から１ステップず
つ順に動作していくが、セレクト処理、分岐処理、並行
処理、順次処理、ループ処理、連続処理等の複雑なプロ
グラム処理ができない。 （ニ）図２１のような処理選択スイッチ（２００）とブ
ロック分けスイッチ（２０１）を、予め準備しておき、
ティーチング時又はティーチング後に実行することによ
り、図３〜図８の様に自動プログラム変更ができる。こ
れにより複雑な動作プログラムの自動作成が可能とな
る。 （ホ）制御プログラム言語が何であろうと、ティーチン
グプログラムシステムは、ティーチングデータをその中
で自動作成するので、読むことができる。そのプログラ
ム言語でティーチングデータの入力の期待値が全て合致
したら次のステップのティーチングデータの出力を出せ
と命令を繰り返せば、自動的にそのプログラム言語に変
換したことになる。次に、他のプログラムをティーチン
グデータに変換するには実機（メカ部）又はシミュレー
ション又はダミーを用い、その制御プログラムで動作さ
せれば、ティーチングプログラムシステムは、ならい動
作によって自動的にティーチングデータを作成する。よ
って、他の制御プログラム言語（ラダーチャート、Ｃ言
語、ベーシック、アセンブラ等の言語）とティーチング
データは自動相互変換できる。 （ヘ）ティーチングデータは他のプログラム言語（ラダ
ーチャート、Ｃ言語、ベーシック、アセンブラ等の言
語）で作った制御プログラム上ではできない演算ができ
る。図３１、図４１のように、あるステップと次のステ
ップ入出力のデータを減算することにより、直接的な入
力と出力の変化を読み取ることができる。間接的には、
他の入力条件もあるが、プログラムは０ステップ（原
点）から連続して動いている為、それまでに条件として
入っている。同様にブロック単位での入力と出力の変化
も読み取ることができる。この入力と出力の変化を読み
取ることができる為、自動的に制御プログラムの解析デ
ータを作成し、入出力の必要な条件がひと目でわかる。
又、図４２のように、この入力と出力の変化を並べてい
くと、フローチャートが自動的に作成できる。 （チ）ティーチングデータは、入出力をステップ毎にオ
ン・オフで表す制御プログラムなので不具合時や改造時
に、そのステップを見つけるのが非常に簡単で、変更し
易い。又、変更してからの他のステップに及ぼす影響が
ほとんど無い。 【０００５】 【作 用】機械、機器類を制御するシステムにおいてテ
ィーチングプログラムシステムは次の様なことができ
る。 （イ）ならい動作（ティーチング）によって自動プログ
ラム作成する。 （ロ）処理選択スイッチとブロック分けスイッチによ
り、セレクト処理、分岐処理、並行処理、順次処理、ル
ープ処理、連続処理を自動的にプログラム修正できる。
又、プログラマー以外の人でも簡単に修正、改造ができ
る。 （ハ）ティーチングデータは、他の制御プログラム言語
（ラダーチャート、Ｃ言語、ベーシック、アセンブラ等
の言語）と互換性があるので、プログラマーによって
は、修正、改造に便利である。又、他言語と他言語の自
動翻訳ができる。メーカーの異なるＰＬＣ（プログラマ
ブルコントローラ）についても同様である。 （ニ）ティーチングデータは、演算できるので、制御プ
ログラム解析図やフローチャートを自動作成できる。 （ホ）ティーチング時に実機（メカ部）を使わずに、パ
ソコン等で作ったシミュレーション、又は、ダミー機器
を使えば、自動制御プログラム作成できる。将来、産業
用機械では、機械設計用ＣＡＤ等のシミュレーションで
きるシステムとリンクして、機械設計の段階で、制御プ
ログラムを自動作成できるようになるであろう。（未実
現） 【０００６】 【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 （イ）まず、当社出願済み（特願２０００−１７７６０
８）のティーチングシーケンサにおいて、機械、機器類
を制御する制御機器（マイコン、ＰＬＣ（プログラマブ
ルコントローラ）、パソコン等の制御機器）がティーチ
ングデータを作成する実施例を、図１１を用いて述べ
る。なお、本機能の実現は、使用する言語に左右されな
い。制御機器が実行できるプログラム言語であればよ
い。 （ａ）図１１に示すように制御機器（１００）とメカ部
（１０１）とは、出力部（１０５）とセンサ入力部（１
０６）とで接続される。出力部（１０５）の出力情報
（１０８）がメカ部（１０１）への制御信号となる。メ
カ部（１０１）のセンサ情報（１０７）はセンサ入力部
（１０６）で読み取る。また、手動スイッチ（１０２）
の情報も手動スイッチ入力部（１０３）で読み取る。 （ｂ）ティーチング時、手動スイッチ（１０２）のオン
／オフはそのまま１対１に出力部（１０５）でメカ部
（１０１）に出力され、メカ部（１０１）の各アクチュ
エータを動作させる。これによりメカ部（１０１）の各
アクチュエータを自由に手動スイッチ（１０２）でオン
／オフ可能となる。すなわちティーチングしたいメカ部
（１０１）の動作を手動スイッチ（１０２）の動作で行
う。メカ部（１０１）側では各アクチュエータの動作に
よりセンサ情報（１０７）が変化し、この状態をセンサ
入力部（１０６）で読み取ることができる。 （ｃ）動作させたいアクチュエータに対応する手動スイ
ッチ（１０２）のオン／オフ変化を手動スイッチ入力部
（１０３）で検出し、出力部（１０５）に伝達する直前
のメカ部（１０１）のセンサ情報（１０７）をセンサ入
力部（１０６）で読み取りメモリ（１０４）に格納す
る。（図１１のの流れ） （ｄ）次に手動スイッチ入力部（１０３）で検出された
状態をで格納されたセンサ情報と対にしてメモリに格
納する。（図１１のの流れ）この対のデータがティー
チングデータ（２０２）の１ステップとなる。 （ｅ）更に手動スイッチ入力部（１０３）で検出された
状態は出力部（１０５）を通してメカ部（１０１）に出
力される。（図１１のの流れ） （ｆ）メカ部（１０１）では、出力部（１０５）からの
出力情報（１０８）によりアクチュエータが動作し、セ
ンサ情報（１０７）が変化する。 （ｇ）このの繰り返しにより、手動スイッチ（１
０２）のオン／オフで動作させた出力情報（１０８）
と、出力するときのセンサ情報（１０７）とが対でメモ
リ（１０４）に格納されていく。この格納されたメモリ
情報がティーチングデータ（２０２）となる。 （ｈ）本実施例では、出力情報と出力するときのセンサ
情報とが対でメモリに格納されているが、これに限定さ
れることはない。出力情報と出力した結果のセンサ情報
とが対でも構わない。 （ｉ）また各ステップ毎に、ステップ実行間隔時間値、
エリアセンサ有効無効識別、ブロック識別等のステップ
固有の意味を持たすためのステップ属性をステップ毎に
付加することも可能である。 （ｊ）ティーチングデータでなく、既に従来の方法（ラ
ダーチャート、Ｃ言語等のプログラミングによる）で動
作している制御機器の出力情報・センサ情報を出力情報
の変化毎に記録していくことによっても、ティーチング
データの作成ができる。これは、従来の方法で動作して
いる制御機器の動作をティーチングデータに変換された
事と同様の意味を持つ。 （ロ）上記（イ）での実施例では、セレクト処理、分岐
処理、並行処理、順次処理、ループ処理、連続処理等の
処理をティーチングするのは困難である。予め図２１の
ように制御機器に処理選択スイッチ（２００）とブロッ
ク分けスイッチ（２０１）を準備しておき、ティーチン
グ時にステップ属性としてそれらを記憶するか、ティー
チング後にそれらの属性を付加する。処理実行時は、そ
れらのステップ属性を判断しながらティーチングステッ
プを実行することにより、セレクト処理、分岐処理、並
行処理、順次処理、ループ処理、連続処理等の処理が実
行可能となる。図３のセレクト処理を例に実施例を示
す。 （ａ）ティーチング時、制御機器に接続された図２１に
示すような処理選択スイッチ（２００）とブロック分け
スイッチ（２０１）の状態を図２２に示すように、ステ
ップ属性（２０５）の処理選択情報（２０６）とブロッ
ク情報（２０７）に付加する。 （ｂ）実行時は、ステップ属性（２０５）の処理選択情
報（２０６）から処理を認識し、かつブロック情報（２
０７）から実行するブロックを識別しながら実行する。
すなわち、処理選択情報（２０６）からセレクト処理で
あることが認識でき、ブロック分けスイッチ（２０１）
の状態と一致したブロック情報（２０７）を持つステッ
プを順次実行する。このときのフローチャートを図２３
に示す。これによりブロック分けスイッチ（２０１）で
指定されたブロックを実行することができることから、
ブロック分けスイッチ（２０１）の指定で処理がセレク
トされたことになる。 （ｃ）このように、行いたい処理の情報をステップ属性
として付加し、その属性を認識しながらステップを実行
することにより、図４から図８のように分岐処理、並行
処理、順次処理、ループ処理、連続処理等の処理が実行
可能となる。 （ｄ）なお、ステップ属性のフォーマットは図２２に示
すような属性フォーマットに限定されるものではない。
また、属性を付加するタイミングは、本実施例のように
ティーチング時に処理選択スイッチとブロック分けスイ
ッチ等のステップ属性を自動的に付加する方法に限定さ
れるものでなく、ティーチング後にティーチングデータ
を直接修正し、ステップ属性を付加する方法、またはこ
れらの混合等も考えられる。 （ハ）ティーチングデータから他の言語（ラダーチャー
ト、Ｃ言語、ベーシック、アッセンブラ等の言語）への
変換例をラダーチャートへの変換で実施例を示す。 （ａ）実施例（イ）で作成されたティーチングデータの
センサ情報は、ティーチング時にそのステップの出力情
報を出力したときのセンサ情報である。これは、このセ
ンサ情報とメカ部のセンサ情報とが一致したときだけこ
のステップの出力情報を出力できることを意味する。実
行しようとするティーチングデータのセンサ情報と、メ
カ部のセンサ情報とが一致するまで待ち、一致したらそ
のステップの出力情報を出力して、ティーチングデータ
の１ステップ終了となる。 （ｂ）ラダーチャートへの展開は、まず、図３１のステ
ップｎのセンサ情報（１０７）から“１”のセンサはＡ
接点、“０”のセンサはＢ接点としてラダーチャートに
展開し、その後に出力情報（１０８）から“１”のリレ
ーは（ＳＥＴ）、“０”のリレーは（ＲＥＳ）としてラ
ダーチャートに展開する。この展開をティーチングデー
タのステップ順に繰り返す。ラダーチャートに展開され
た様子を図３２に示す。ここで、（ＳＥＴ）はリレーの
ＯＮ出力、（ＲＥＳ）はリレーのＯＦＦ出力を意味す
る。 （ｃ）この図３２から判るように、センサ情報が一致し
たら出力情報が出力されるようになっている。これは上
記（ハ）（ａ）で説明している動作と同じ動作を行うこ
とになる。これを順次実行することにより、ティーチン
グデータの動作と同じ動作を行うラダーチャートが実現
できる。このことは、ティーチングデータがラダーチャ
ートに展開されたことを意味する。 （ｄ）このように、ティーチングデータのセンサ情報と
出力情報の一義的な展開は、何もラダーチャートだけに
限定されるのではなく、他の言語（Ｃ言語、ベーシッ
ク、アッセンブラ等の言語）においても同様に可能であ
る。すなわち、他の言語においても、「ティーチングデ
ータのセンサ情報とメカ部センサ情報とが一致したら出
力情報を出せ」との命令を繰り返せば良い。これによ
り、ティーチングデータは各種の言語に展開可能とな
る。 （ｅ）ラダーチャートへの展開において既に当社にて実
施済みの画面例を次に示す。 図３３はパソコンに取り込んだティーチングデータを表
示するティーチングデータ表示画面、図３４は取り込ん
だティーチングデータをラダーチャートへの展開した後
の展開ラダーチャート画面である。 （ニ）ティーチングデータの出力情報とセンサ情報の変
化を前後のステップとの比較や、ブロック内での比較を
行うことにより、動作の解析や入出力の必要条件、不要
条件の解析がし易くなる解析データの自動作成、またこ
れら入出力の動作を自動的にフローチャートに落とすこ
とができるようになる。この実施例を次に示す。 （ａ）ティーチングデータの直前のステップとの比較を
行い、変化した出力情報とセンサ情報だけを拾い出す。
図３１のティーチングデータにおいて、ｎ＋１ステップ
は直前のｎステップから変化した出力情報とセンサ情報
を、次にｎ＋２ステップは直前のｎ＋１ステップから同
様に変化した出力情報とセンサ情報だけを拾い出す演算
を行うと図４１のようになる。 （ｂ）図４１を見ると、ｎステップからｎ＋２ステップ
の範囲で変化しない情報は表示されていない。このよう
に変化していない情報は表示されないため、入出力点数
の多いシステムにおいては更に入出力条件が大変見易い
表となり、異常時等の解析に有効である。 （ｃ）更に、図４１のステップ情報演算結果より、図４
２のようなセンサの変化を条件に出力の変化を出力する
というフローチャートが一義的に作成可能となる。 （ｄ）本実施例では直前のステップとの比較で変化した
情報だけを見ているが、あるステップ範囲（たとえばあ
る処理ブロックの範囲内で変化するものは全て拾い出
す）で演算をすることも可能である。このように演算を
する範囲を変化させることにより、更に解析に有効な情
報が得られる。 （ホ）ティーチングデータの作成において実施例（イ）
ではメカ部が必須である。 ここで、メカ部を必要とせず、パソコン等でメカ部のシ
ミュレーションを行い、ティーチングデータを作成する
実施例を示す。 （ａ）パソコン等の図５１シミュレーション画面におい
て、必要な出力情報とそれに対応するセンサ情報にチェ
ックマークを付ける事により、チェックマークされた出
力情報とセンサ情報とをティーチングデータの１ステッ
プとして自動的に記録する。このようにチェックマーク
された出力情報とセンサ情報とを順次記録していくこと
により、ティーチングデータを作成できる。実施済みの
シミュレーション画面を図５２に示す。 （ｂ）上記（ホ）（ａ）の実施例では、出力情報に対応
するセンサ情報は人手により入力している。アクチュエ
ータの動作は、与えられた出力情報に対するセンサ情報
は一義的に決定される。この条件をあらかじめシミュレ
ータに与えておけば、人手によるセンサ情報の入力は不
要となり、自動的にセンサ情報を作成できることにな
る。 （ｃ）上記（ホ）（ａ）の実施例では、出力情報・セン
サ情報のチェックマーク入力でティーチングデータ作成
を行っているが、出力情報を与えたら該当する各アクチ
ュエータ（デバイス）の動きを視覚的に表現（実際と同
様の動きをディスプレイ上で表現）することも可能で、
更に入力が容易な使い易いシミュレーションが可能とな
る。出力情報を与えるときに、メカ部のセンサ情報が同
時に入り、その他のセンサ情報も分類できるため、各々
の出力と入力の関連付けができる。自動的に配線番号を
決定すれば、自動プログラム作成が可能となる。 （ヘ）実施例（ロ）では、セレクト処理、分岐処理、並
行処理、順次処理、ループ処理、連続処理等の処理を実
現するには、図２１に示す処理選択スイッチ（２００）
やブロック分けスイッチ（２０１）をステップ属性（２
０５）として付加する必要がある。これら属性を付加し
なくとも、ティーチングデータの演算を行うことによ
り、セレクト処理、分岐処理、並行処理、順次処理、ル
ープ処理、連続処理等の処理が実現できる。分岐処理を
例に実施例を示す。 （ａ）図６１に処理の流れの異なる２つのティーチング
データの流れをフローで示す。この２つのティーチング
データから同一のティーチングデータを認識する演算を
行うことにより、図６２の分岐処理が実現できる。 （ｂ）これはティーチングデータであるからこそ容易に
演算できることである。 （ｃ）図６１および図６２のＡからＧのボックスの内容
は、ティーチングデータの１ステップでも、またある動
作範囲をまとめたブロック指定されたティーチングデー
タの複数ステップでも良い。 （ｄ）以上のことから、処理の流れの異なるティーチン
グデータを取得し、それら複数のティーチングデータを
演算することにより、複雑な処理でも実現可能である。 （ｅ）実施例（ニ）で示しているようにティーチングデ
ータからフローチャートが作成可能であることから、処
理の流れが異なるティーチングデータを演算すれば複雑
な処理のフローチャート作成も実現できる。 【０００７】 【発明の効果】本発明は、以上のように、ティーチング
データを利用することによって、従来の制御プログラム
の欠点を克服できる。この発明により以下のような効果
がある。機械、機器類を制御するシステムにおいて （イ）プログラマーが不要となる。又、プログラム開発
設計時間が不要となる。 （ロ）プログラムの修正、改造が自動的に、又は手動で
簡単にできる。 （ハ）ティーチングデータは、他の制御プログラム言語
と自動相互変換できる。又、他言語と他言語（例えばラ
ダーチャートとＣ言語）の変換もティーチングデータを
通して自動的に行える。 メーカーの異なるＰＬＣ（プログラマブルコントロー
ラ）についても同様に自動的に相互変換できる。 （ニ）制御プログラム解析図やフローチャートを自動作
成できる。 （ホ）制御プログラムを自動作成できる。 ティーチングプログラムシステムには以上の様な効果が
あり、機械、機器類を制御するシステムにおいてプログ
ラマー不要の自動プログラム作成装置であり、自動プロ
グラム変換装置である。

【図面の簡単な説明】 【図１】 ティーチングシーケンサー説明図。 【図２】 ティーチングプログラムシステムで作成され
たプログラムであるティーチングデータを示す図。 【図３】 セレクト処理において自動的にプログラム変
更される様子を示す図。 【図４】 分岐処理において自動的にプログラム変更さ
れる様子を示す図。 【図５】 並行処理において自動的にプログラム変更さ
れる様子を示す図。 【図６】 順次処理において自動的にプログラム変更さ
れる様子を示す図。 【図７】 ループ処理において自動的にプログラム変更
される様子を示す図。 【図８】 連続処理において自動的にプログラム変更さ
れる様子を示す図。 【図１１】 ティーチングシーケンサーでのティーチン
グデータ作成の仕組みを示す説明図。 【図２１】 各種処理の選択およびブロック分けを指示
するロータリスイッチの説明図。 【図２２】 ティーチングデータのステップ属性の説明
図。 【図２３】 セレクト処理を示すフローチャート図。 【図３１】 ラダーチャートへ展開するティーチングデ
ータの内容を示す。 【図３２】 ティーチングデータから展開されたラダー
チャートを示す。 【図３３】 パソコンに取り込んだティーチングデータ
を表示するティーチングデータ表示画面 【図３４】 パソコンに取り込んだティーチングデータ
からラダーチャートへ展開した後の展開ラダーチャート
画面。 【図４１】 ティーチングデータのステップ情報演算結
果を示す図。 【図４２】 ステップ情報演算結果から作成できるフロ
ーチャート図。 【図５１】 出力情報とそれに対応するセンサ情報を入
力するシミュレーション画面。 【図５２】 実施済みのシミュレーション画面。 【図６１】 処理の流れが異なる２つのティーチングデ
ータフロー図。 【図６２】 処理の流れが異なる２つのティーチングデ
ータから演算して実現できる分岐処理のフロー図。 【符号の説明】 １００．制御機器 １０１．メカ部 １０２．手動スイッチ １０３．手動スイッチ入力部 １０４．メモリ（ティーチングデータ格納用） １０５．出力部 １０６．センサ入力部 １０７．センサ情報 １０８．出力情報 ２００．処理選択スイッチ ２０１．ブロック分けスイッチ ２０２．ティーチングデータ ２０５．ステップ属性 ２０６．処理選択情報 ２０７．ブロック情報

─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】 【提出日】平成１４年７月３０日（２００２．７．３
０） 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】全文 【補正方法】変更 【補正内容】 【書類名】 明細書 【発明の名称】 ティーチングプログラムシステム 【特許請求の範囲】 【請求項１】 機械、機器類を制御するシステムに
おいて、ならい動作（ティーチング）によってできたテ
ィーチングデータを利用した制御プログラムシステム。 【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、機械、機器類を制御す
るシステムにおいて、ならい動作（ティーチング）によ
ってできる制御プログラム（ティーチングデータ）作成
装置に関するものである。ティーチングデータは、単に
それだけでも制御プログラムとなるが（当社特許出願済
（特願２０００−１７７６０８））複雑な動作プログラ
ムにも変更でき、且つ、他のプログラム言語（ラダーチ
ャート、Ｃ言語、ベーシック、アセンブラ等の言語）と
相互変換できる為、各々のプログラム言語やフローチャ
ートとの翻訳装置ともなる。又、他のプログラム言語で
作った制御プログラムの不具合を見つけたり、フローチ
ャートやタイムチャートを作る制御プログラム解析装置
ともなる。シミュレーション等を使えば、自動制御プロ
グラム作成装置となる。 【０００２】 【従来の技術】従来、機械、機器類を制御するシステム
には、次の様な物があった。 （イ）マイコン、ＰＬＣ（プログラマブルコントロー
ラ）等を使って、人間がそのハードに合った言語で、制
御プログラムを作成する。 （ロ）ＰＬＣメーカーが一定のパターンの制御プログラ
ムを準備しておき、それによってＰＬＣを動作させる。 （ハ）当社特許出願済（特願２０００−１７７６０８）
のティーチングシーケンサーでは、制御システムのハー
ドが専用の物、又はＰＬＣであった。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】従来は、次の様な欠点
があった。 （イ）高度な技術をもった制御技術者が長時間を費や
し、プログラム作成しなくてはならなかった。 （ロ）ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）メーカー
の作った一定のパターンの制御プログラムでは、そのプ
ログラムを改造することができないし、一定のパターン
以外のプログラムが必要な時は対処できなかった。 （ハ）当社特許出願済（特願２０００−１７７６０８）
のティーチングシーケンサーでは、制御システムのハー
ドが専用の物、又はＰＬＣであり、簡単な動作しか自動
プログラムできなかった。 （ニ）各ＰＬＣメーカーでの制御プログラムの互換性が
なくＡメーカーのＰＬＣ用に制御プログラム（ラダーチ
ャート）を作った場合、ＢメーカーのＰＬＣにはコピー
して使えなかった。 （ホ）ＰＬＣやマイコンは、その言語（ラダーチャー
ト、Ｃ言語、ベーシック、アセンブラ等の言語）によっ
て互換性がなく、変換（翻訳）するものもなかった。 （ヘ）制御プログラムで使う言語（ラダーチャート、Ｃ
言語、ベーシック、アセンブラ等の言語）は、その特徴
と複雑さから制御プログラムの不具合を見つけるのが難
しい。よって、制御プログラムの自動解析を行うのは困
難である。 （ト）制御プログラム言語（ラダーチャート、Ｃ言語、
ベーシック、アセンブラ等の言語）で作られた制御プロ
グラムを、自動的にフローチャートにすることはできな
い。フローチャートが無かったり、制御プログラムが改
造されたりしていると、そのプログラムの内容を理解す
るには、長時間と手間を費やす必要があった。本発明
は、これらの欠点を除く為になされたものである。 【０００４】 【課題を解決する為の手段】（イ）機械、機器類を制御
する機器（マイコン、ＰＬＣ（プログラマブルコントロ
ーラ）、パソコン等の制御機器）が使用しているプログ
ラム言語で、ティーチングプログラムシステムを作る。 （ロ）図１の様に制御機器（１００）にマイコンやＰＬ
Ｃを使用し、ティーチングプログラムシステムのソフト
をインストールし、スイッチ類（１０２）やメカ部（シ
リンダー、モータ等のアクチュエータ）（１０１）を接
続すれば、当社特許出願済（特願２０００−１７７６０
８）のティーチングシーケンサーである。これは、なら
い動作を繰返し行える様にする自動プログラム作成装置
である。 （ハ）図２に示すように、ティーチングプログラムシス
テムを使ってできるプログラムがティーチングデータ
（２０２）である。これはステップ０から１ステップず
つ順に動作していくが、セレクト処理、分岐処理、並行
処理、順次処理、ループ処理、連続処理等の複雑なプロ
グラム処理ができない。 （ニ）図１０のような処理選択スイッチ（２００）とブ
ロック分けスイッチ（２０１）を、予め準備しておき、
ティーチング時又はティーチング後に実行することによ
り、図３〜図８の様に自動プログラム変更ができる。こ
れにより複雑な動作プログラムの自動作成が可能とな
る。 （ホ）制御プログラム言語が何であろうと、ティーチン
グプログラムシステムは、ティーチングデータをその中
で自動作成するので、読むことができる。そのプログラ
ム言語でティーチングデータの入力の期待値が全て合致
したら次のステップのティーチングデータの出力を出せ
と命令を繰り返せば、自動的にそのプログラム言語に変
換したことになる。次に、他のプログラムをティーチン
グデータに変換するには実機（メカ部）又はシミュレー
ション又はダミーを用い、その制御プログラムで動作さ
せれば、ティーチングプログラムシステムは、ならい動
作によって自動的にティーチングデータを作成する。よ
って、他の制御プログラム言語（ラダーチャート、Ｃ言
語、ベーシック、アセンブラ等の言語）とティーチング
データは自動相互変換できる。 （ヘ）ティーチングデータは他のプログラム言語（ラダ
ーチャート、Ｃ言語、ベーシック、アセンブラ等の言
語）で作った制御プログラム上ではできない演算ができ
る。図１３、図１７のように、あるステップと次のステ
ップ入出力のデータを減算することにより、直接的な入
力と出力の変化を読み取ることができる。間接的には、
他の入力条件もあるが、プログラムは０ステップ（原
点）から連続して動いている為、それまでに条件として
入っている。同様にブロック単位での入力と出力の変化
も読み取ることができる。この入力と出力の変化を読み
取ることができる為、自動的に制御プログラムの解析デ
ータを作成し、入出力の必要な条件がひと目でわかる。
又、図１８のように、この入力と出力の変化を並べてい
くと、フローチャートが自動的に作成できる。 （ト）ティーチングデータは、入出力をステップ毎にオ
ン・オフで表す制御プログラムなので不具合時や改造時
に、そのステップを見つけるのが非常に簡単で、変更し
易い。又、変更してからの他のステップに及ぼす影響が
ほとんど無い。 【０００５】 【作 用】機械、機器類を制御するシステムにおいてテ
ィーチングプログラムシステムは次の様なことができ
る。 （イ）ならい動作（ティーチング）によって自動プログ
ラム作成する。 （ロ）処理選択スイッチとブロック分けスイッチによ
り、セレクト処理、分岐処理、並行処理、順次処理、ル
ープ処理、連続処理を自動的にプログラム修正できる。
又、プログラマー以外の人でも簡単に修正、改造ができ
る。 （ハ）ティーチングデータは、他の制御プログラム言語
（ラダーチャート、Ｃ言語、ベーシック、アセンブラ等
の言語）と互換性があるので、プログラマーによって
は、修正、改造に便利である。又、他言語と他言語の自
動翻訳ができる。メーカーの異なるＰＬＣ（プログラマ
ブルコントローラ）についても同様である。 （ニ）ティーチングデータは、演算できるので、制御プ
ログラム解析図やフローチャートを自動作成できる。 （ホ）ティーチング時に実機（メカ部）を使わずに、パ
ソコン等で作ったシミュレーション、又は、ダミー機器
を使えば、自動制御プログラム作成できる。将来、産業
用機械では、機械設計用ＣＡＤ等のシミュレーションで
きるシステムとリンクして、機械設計の段階で、制御プ
ログラムを自動作成できるようになるであろう。（未実
現） 【０００６】 【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 （イ）まず、当社出願済み（特願２０００−１７７６０
８）のティーチングシーケンサにおいて、機械、機器類
を制御する制御機器（マイコン、ＰＬＣ（プログラマブ
ルコントローラ）、パソコン等の制御機器）がティーチ
ングデータを作成する実施例を、図９を用いて述べる。
なお、本機能の実現は、使用する言語に左右されない。
制御機器が実行できるプログラム言語であればよい。 （ａ）図９に示すように制御機器（１００）とメカ部
（１０１）とは、出力部（１０５）とセンサ入力部（１
０６）とで接続される。出力部（１０５）の出力情報
（１０８）がメカ部（１０１）への制御信号となる。メ
カ部（１０１）のセンサ情報（１０７）はセンサ入力部
（１０６）で読み取る。また、手動スイッチ（１０２）
の情報も手動スイッチ入力部（１０３）で読み取る。 （ｂ）ティーチング時、手動スイッチ（１０２）のオン
／オフはそのまま１対１に出力部（１０５）でメカ部
（１０１）に出力され、メカ部（１０１）の各アクチュ
エータを動作させる。これによりメカ部（１０１）の各
アクチュエータを自由に手動スイッチ（１０２）でオン
／オフ可能となる。すなわちティーチングしたいメカ部
（１０１）の動作を手動スイッチ（１０２）の動作で行
う。メカ部（１０１）側では各アクチュエータの動作に
よりセンサ情報（１０７）が変化し、この状態をセンサ
入力部（１０６）で読み取ることができる。 （ｃ）動作させたいアクチュエータに対応する手動スイ
ッチ（１０２）のオン／オフ変化を手動スイッチ入力部
（１０３）で検出し、出力部（１０５）に伝達する直前
のメカ部（１０１）のセンサ情報（１０７）をセンサ入
力部（１０６）で読み取りメモリ（１０４）に格納す
る。（図９のの流れ） （ｄ）次に手動スイッチ入力部（１０３）で検出された
状態をで格納されたセンサ情報と対にしてメモリに格
納する。（図９のの流れ）この対のデータがティーチ
ングデータ（２０２）の１ステップとなる。 （ｅ）更に手動スイッチ入力部（１０３）で検出された
状態は出力部（１０５）を通してメカ部（１０１）に出
力される。（図９のの流れ） （ｆ）メカ部（１０１）では、出力部（１０５）からの
出力情報（１０８）によりアクチュエータが動作し、セ
ンサ情報（１０７）が変化する。 （ｇ）このの繰り返しにより、手動スイッチ（１
０２）のオン／オフで動作させた出力情報（１０８）
と、出力するときのセンサ情報（１０７）とが対でメモ
リ（１０４）に格納されていく。この格納されたメモリ
情報がティーチングデータ（２０２）となる。 （ｈ）本実施例では、出力情報と出力するときのセンサ
情報とが対でメモリに格納されているが、これに限定さ
れることはない。出力情報と出力した結果のセンサ情報
とが対でも構わない。 （ｉ）また各ステップ毎に、ステップ実行間隔時間値、
エリアセンサ有効無効識別、ブロック識別等のステップ
固有の意味を持たすためのステップ属性をステップ毎に
付加することも可能である。 （ｊ）ティーチングデータでなく、既に従来の方法（ラ
ダーチャート、Ｃ言語等のプログラミングによる）で動
作している制御機器の出力情報・センサ情報を出力情報
の変化毎に記録していくことによっても、ティーチング
データの作成ができる。これは、従来の方法で動作して
いる制御機器の動作をティーチングデータに変換された
事と同様の意味を持つ。 （ロ）上記（イ）での実施例では、セレクト処理、分岐
処理、並行処理、順次処理、ループ処理、連続処理等の
処理をティーチングするのは困難である。予め図１０の
ように制御機器に処理選択スイッチ（２００）とブロッ
ク分けスイッチ（２０１）を準備しておき、ティーチン
グ時にステップ属性としてそれらを記憶するか、ティー
チング後にそれらの属性を付加する。処理実行時は、そ
れらのステップ属性を判断しながらティーチングステッ
プを実行することにより、セレクト処理、分岐処理、並
行処理、順次処理、ループ処理、連続処理等の処理が実
行可能となる。図３のセレクト処理を例に実施例を示
す。 （ａ）ティーチング時、制御機器に接続された図１０に
示すような処理選択スイッチ（２００）とブロック分け
スイッチ（２０１）の状態を図１１に示すように、ステ
ップ属性（２０５）の処理選択情報（２０６）とブロッ
ク情報（２０７）に付加する。 （ｂ）実行時は、ステップ属性（２０５）の処理選択情
報（２０６）から処理を認識し、かつブロック情報（２
０７）から実行するブロックを識別しながら実行する。
すなわち、処理選択情報（２０６）からセレクト処理で
あることが認識でき、ブロック分けスイッチ（２０１）
の状態と一致したブロック情報（２０７）を持つステッ
プを順次実行する。このときのフローチャートを図１２
に示す。これによりブロック分けスイッチ（２０１）で
指定されたブロックを実行することができることから、
ブロック分けスイッチ（２０１）の指定で処理がセレク
トされたことになる。 （ｃ）このように、行いたい処理の情報をステップ属性
として付加し、その属性を認識しながらステップを実行
することにより、図４から図８のように分岐処理、並行
処理、順次処理、ループ処理、連続処理等の処理が実行
可能となる。 （ｄ）なお、ステップ属性のフォーマットは図１１に示
すような属性フォーマットに限定されるものではない。
また、属性を付加するタイミングは、本実施例のように
ティーチング時に処理選択スイッチとブロック分けスイ
ッチ等のステップ属性を自動的に付加する方法に限定さ
れるものでなく、ティーチング後にティーチングデータ
を直接修正し、ステップ属性を付加する方法、またはこ
れらの混合等も考えられる。 （ハ）ティーチングデータから他の言語（ラダーチャー
ト、Ｃ言語、ベーシック、アッセンブラ等の言語）への
変換例をラダーチャートへの変換で実施例を示す。 （ａ）実施例（イ）で作成されたティーチングデータの
センサ情報は、ティーチング時にそのステップの出力情
報を出力したときのセンサ情報である。これは、このセ
ンサ情報とメカ部のセンサ情報とが一致したときだけこ
のステップの出力情報を出力できることを意味する。実
行しようとするティーチングデータのセンサ情報と、メ
カ部のセンサ情報とが一致するまで待ち、一致したらそ
のステップの出力情報を出力して、ティーチングデータ
の１ステップ終了となる。 （ｂ）ラダーチャートへの展開は、まず、図１３のステ
ップｎのセンサ情報（１０７）から“１”のセンサはＡ
接点、“０”のセンサはＢ接点としてラダーチャートに
展開し、その後に出力情報（１０８）から“１”のリレ
ーは（ＳＥＴ）、“０”のリレーは（ＲＥＳ）としてラ
ダーチャートに展開する。この展開をティーチングデー
タのステップ順に繰り返す。ラダーチャートに展開され
た様子を図１４に示す。ここで、（ＳＥＴ）はリレーの
ＯＮ出力、（ＲＥＳ）はリレーのＯＦＦ出力を意味す
る。 （ｃ）この図１４から判るように、センサ情報が一致し
たら出力情報が出力されるようになっている。これは上
記（ハ）（ａ）で説明している動作と同じ動作を行うこ
とになる。これを順次実行することにより、ティーチン
グデータの動作と同じ動作を行うラダーチャートが実現
できる。このことは、ティーチングデータがラダーチャ
ートに展開されたことを意味する。 （ｄ）このように、ティーチングデータのセンサ情報と
出力情報の一義的な展開は、何もラダーチャートだけに
限定されるのではなく、他の言語（Ｃ言語、ベーシッ
ク、アッセンブラ等の言語）においても同様に可能であ
る。すなわち、他の言語においても、「ティーチングデ
ータのセンサ情報とメカ部センサ情報とが一致したら出
力情報を出せ」との命令を繰り返せば良い。これによ
り、ティーチングデータは各種の言語に展開可能とな
る。 （ｅ）ラダーチャートへの展開において既に当社にて実
施済みの画面例を次に示す。図１５はパソコンに取り込
んだティーチングデータを表示するティーチングデータ
表示画面、図１６は取り込んだティーチングデータをラ
ダーチャートへの展開した後の展開ラダーチャート画面
である。 （ニ）ティーチングデータの出力情報とセンサ情報の変
化を前後のステップとの比較や、ブロック内での比較を
行うことにより、動作の解析や入出力の必要条件、不要
条件の解析がし易くなる解析データの自動作成、またこ
れら入出力の動作を自動的にフローチャートに落とすこ
とができるようになる。この実施例を次に示す。 （ａ）ティーチングデータの直前のステップとの比較を
行い、変化した出力情報とセンサ情報だけを拾い出す。
図１３のティーチングデータにおいて、ｎ＋１ステップ
は直前のｎステップから変化した出力情報とセンサ情報
を、次にｎ＋２ステップは直前のｎ＋１ステップから同
様に変化した出力情報とセンサ情報だけを拾い出す演算
を行うと図１７のようになる。 （ｂ）図１７を見ると、ｎステップからｎ＋２ステップ
の範囲で変化しない情報は表示されていない。このよう
に変化していない情報は表示されないため、入出力点数
の多いシステムにおいては更に入出力条件が大変見易い
表となり、異常時等の解析に有効である。 （ｃ）更に、図１７のステップ情報演算結果より、図１
８のようなセンサの変化を条件に出力の変化を出力する
というフローチャートが一義的に作成可能となる。 （ｄ）本実施例では直前のステップとの比較で変化した
情報だけを見ているが、あるステップ範囲（たとえばあ
る処理ブロックの範囲内で変化するものは全て拾い出
す）で演算をすることも可能である。このように演算を
する範囲を変化させることにより、更に解析に有効な情
報が得られる。 （ホ）ティーチングデータの作成において実施例（イ）
ではメカ部が必須である。ここで、メカ部を必要とせ
ず、パソコン等でメカ部のシミュレーションを行い、テ
ィーチングデータを作成する実施例を示す。 （ａ）パソコン等の図１９シミュレーション画面におい
て、必要な出力情報とそれに対応するセンサ情報にチェ
ックマークを付ける事により、チェックマークされた出
力情報とセンサ情報とをティーチングデータの１ステッ
プとして自動的に記録する。このようにチェックマーク
された出力情報とセンサ情報とを順次記録していくこと
により、ティーチングデータを作成できる。実施済みの
シミュレーション画面を図２０に示す。 （ｂ）上記（ホ）（ａ）の実施例では、出力情報に対応
するセンサ情報は人手により入力している。アクチュエ
ータの動作は、与えられた出力情報に対するセンサ情報
は一義的に決定される。この条件をあらかじめシミュレ
ータに与えておけば、人手によるセンサ情報の入力は不
要となり、自動的にセンサ情報を作成できることにな
る。 （ｃ）上記（ホ）（ａ）の実施例では、出力情報・セン
サ情報のチェックマーク入力でティーチングデータ作成
を行っているが、出力情報を与えたら該当する各アクチ
ュエータ（デバイス）の動きを視覚的に表現（実際と同
様の動きをディスプレイ上で表現）することも可能で、
更に入力が容易な使い易いシミュレーションが可能とな
る。出力情報を与えるときに、メカ部のセンサ情報が同
時に入り、その他のセンサ情報も分類できるため、各々
の出力と入力の関連付けができる。自動的に配線番号を
決定すれば、自動プログラム作成が可能となる。 （ヘ）実施例（ロ）では、セレクト処理、分岐処理、並
行処理、順次処理、ループ処理、連続処理等の処理を実
現するには、図１０に示す処理選択スイッチ（２００）
やブロック分けスイッチ（２０１）をステップ属性（２
０５）として付加する必要がある。これら属性を付加し
なくとも、ティーチングデータの演算を行うことによ
り、セレクト処理、分岐処理、並行処理、順次処理、ル
ープ処理、連続処理等の処理が実現できる。分岐処理を
例に実施例を示す。 （ａ）図２１に処理の流れの異なる２つのティーチング
データの流れをフローで示す。この２つのティーチング
データから同一のティーチングデータを認識する演算を
行うことにより、図２２の分岐処理が実現できる。 （ｂ）これはティーチングデータであるからこそ容易に
演算できることである。 （ｃ）図２１および図２２のＡからＧのボックスの内容
は、ティーチングデータの１ステップでも、またある動
作範囲をまとめたブロック指定されたティーチングデー
タの複数ステップでも良い。 （ｄ）以上のことから、処理の流れの異なるティーチン
グデータを取得し、それら複数のティーチングデータを
演算することにより、複雑な処理でも実現可能である。 （ｅ）実施例（ニ）で示しているようにティーチングデ
ータからフローチャートが作成可能であることから、処
理の流れが異なるティーチングデータを演算すれば複雑
な処理のフローチャート作成も実現できる。 【０００７】 【発明の効果】本発明は、以上のように、ティーチング
データを利用することによって、従来の制御プログラム
の欠点を克服できる。この発明により以下のような効果
がある。機械、機器類を制御するシステムにおいて （イ）プログラマーが不要となる。又、プログラム開発
設計時間が不要となる。 （ロ）プログラムの修正、改造が自動的に、又は手動で
簡単にできる。 （ハ）ティーチングデータは、他の制御プログラム言語
と自動相互変換できる。又、他言語と他言語（例えばラ
ダーチャートとＣ言語）の変換もティーチングデータを
通して自動的に行える。メーカーの異なるＰＬＣ（プロ
グラマブルコントローラ）についても同様に自動的に相
互変換できる。 （ニ）制御プログラム解析図やフローチャートを自動作
成できる。 （ホ）制御プログラムを自動作成できる。ティーチング
プログラムシステムには以上の様な効果があり、機械、
機器類を制御するシステムにおいてプログラマー不要の
自動プログラム作成装置であり、自動プログラム変換装
置である。 【図面の簡単な説明】 【図１】 ティーチングシーケンサー説明図。 【図２】 ティーチングプログラムシステムで作成され
たプログラムであるティーチングデータを示す図。 【図３】 セレクト処理において自動的にプログラム変
更される様子を示す図。 【図４】 分岐処理において自動的にプログラム変更さ
れる様子を示す図。 【図５】 並行処理において自動的にプログラム変更さ
れる様子を示す図。 【図６】 順次処理において自動的にプログラム変更さ
れる様子を示す図。 【図７】 ループ処理において自動的にプログラム変更
される様子を示す図。 【図８】 連続処理において自動的にプログラム変更さ
れる様子を示す図。 【図９】 ティーチングシーケンサーでのティーチング
データ作成の仕組みを示す説明図。 【図１０】 各種処理の選択およびブロック分けを指示
するロータリスイッチの説明図。 【図１１】 ティーチングデータのステップ属性の説明
図。 【図１２】 セレクト処理を示すフローチャート図。 【図１３】 ラダーチャートへ展開するティーチングデ
ータの内容を示す。 【図１４】 ティーチングデータから展開されたラダー
チャートを示す。 【図１５】 パソコンに取り込んだティーチングデータ
を表示するティーチングデータ表示画面 【図１６】 パソコンに取り込んだティーチングデータ
からラダーチャートへ展開した後の展開ラダーチャート
画面。 【図１７】 ティーチングデータのステップ情報演算結
果を示す図。 【図１８】 ステップ情報演算結果から作成できるフロ
ーチャート図。 【図１９】 出力情報とそれに対応するセンサ情報を入
力するシミュレーション画面。 【図２０】 実施済みのシミュレーション画面。 【図２１】 処理の流れが異なる２つのティーチングデ
ータフロー図。 【図２２】 処理の流れが異なる２つのティーチングデ
ータから演算して実現できる分岐処理のフロー図。 【符号の説明】 １００．制御機器 １０１．メカ部 １０２．手動スイッチ １０３．手動スイッチ入力部 １０４．メモリ（ティーチングデータ格納用） １０５．出力部 １０６．センサ入力部 １０７．センサ情報 １０８．出力情報 ２００．処理選択スイッチ ２０１．ブロック分けスイッチ ２０２．ティーチングデータ ２０５．ステップ属性 ２０６．処理選択情報 ２０７．ブロック情報 【手続補正２】 【補正対象書類名】図面 【補正対象項目名】全図 【補正方法】変更 【補正内容】 【図２】 【図１３】 【図１７】 【図１】 【図３】 【図４】 【図６】 【図１８】 【図１９】 【図５】 【図７】 【図８】 【図１０】 【図１１】 【図９】 【図１２】 【図２２】 【図１４】 【図１５】 【図１６】 【図２０】 【図２１】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 機械、機器類を制御するシステムに
   おいて、ならい動作（ティーチング）によってできたテ
   ィーチングデータを利用した制御プログラムシステム。