JP2004127134A - 自動機械制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自動機械制御装置において制御プログラムにより実行される機能で、稼働率の低い機能を外部より導入し、実行することで、メモリの利用効率低下を防ぐとともに、ＲＯＭ領域縮小が図れ、メモリ部品点数削減で小型化とともにコストダウンすることができる自動機械制御装置を提供する。
【解決手段】ＣＰＵが第１のデータ格納領域に格納されたシステム制御プログラムを実行する段階と、前記ＣＰＵが第２のデータ格納領域に格納されたプログラムを実行する段階（Ｓ３）と、再び、前記ＣＰＵが前記第１のデータ格納領域に格納されたシステム制御プログラムを実行する段階（Ｓ６）を備えるものである。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソフトウェアにより実行される機能で、稼働率の低い機能を外部より導入し、実行する自動機械制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、産業用ロボット、数値制御式工作機械などのように、ユーザが作成したアプリケーションプログラムを記録・再生することによって所望の作業を自動的に実行する自動機械制御装置のシステム制御プログラム、すなわち前記アプリケーションプログラムの作成（産業用ロボットの場合、一般にティーチングとよばれる）、記録、再生（実行）および制御信号の処理あるいは制御装置の保守をおこなうプログラムは、メーカにおいて自動機械制御装置の内部の媒体に記録されて出荷される。出荷後は、このシステム制御プログラムを修正変更を行なわないのが原則であるが、自動機械の用途の変更、機能の向上の為のバージョンアップあるいは故障修理のためにシステム制御プログラムの修正変更を行なう場合がある。
【０００３】
従来の自動機械制御装置においては、システム制御プログラムを格納する媒体としてＰｒｏｇｒａｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ（ＰＲＯＭ）を用いるのが一般的であり、システム制御プログラムを修正変更する際は、修正変更したシステム制御プログラムをＰＲＯＭライターを使って、ＰＲＯＭに書き込み、自動機械制御装置の制御基板上の古いＰＲＯＭと修正変更後のシステム制御プログラムを書き込んだ新しいＰＲＯＭを入れ替えていた。この方法では、比較的短時間のうちに作業を完了させることができるが、ＰＲＯＭあるいはＰＲＯＭを搭載した基板の交換をする際に、電子部品の静電破壊等が生じないように注意する必要があり、また、部品リードやコネクタの折損防止に注意を払う必要があった。
【０００４】
近時においては、この問題を解消するために、フラッシュＲＯＭ等の電気的書き換え可能なＲＯＭをシステム制御プログラムを格納する媒体として採用し、修正変更後のシステム制御プログラムを外部の媒体から読み込んで、前記フラッシュＲＯＭを書き換える方法が実現している。つまり、媒体そのもの交換は行なわず、媒体内部のデータを書き換える訳である。
【０００５】
以下、この近時に行なわれている方法を図を用いて説明する。
図６は、自動機械制御装置の構成を示す図である。図において、１０１は自動機械制御装置である。自動機械制御装置１０１は、ＣＰＵ１０２を備え、ＣＰＵ１０２に、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０４、操作装置インターフェイス１０５、制御装置インターフェイス１０７および駆動制御部１０９が接続されている。１０６は操作装置インターフェイス１０５に接続される操作装置であり、１０８は制御装置インターフェイス１０７に接続される外部制御装置である。１１０は駆動制御部１０９に接続される自動機械である。
【０００６】
ＲＯＭ１０３はシステム制御プログラムを格納する媒体であり、図７はＲＯＭ１０３に書き込まれたシステム制御プログラムの機能プログラム領域を示す図である。
図において、１１１はブートプログラムである。ブートプログラム１１１は、自動機械制御装置１０１における、電源投入時等の起動を行う時に動作する制御プログラムである。
１１２は機械制御プログラムである。機械制御プログラム１１２は、制御装置１０８あるいは操作装置１０６よりの指示を外部装置インターフェース１０７あるいは操作装置インターフェース１０５を介して入力し、指示解釈し、駆動制御部１０９で自動機械１１０の各駆動部を駆動し、自動機械１１０に所望する動作を行わせるプログラムであり、ブートプログラム１１１による自動機械制御１１０の起動が完了する後に実行されるプログラムである。
１１３はシステム制御プログラム変更プログラムである。システム制御プログラム変更プログラム１１３は、制御装置１０８よりシリアル通信あるいはネットワークを介して入力される新たなシステム制御プログラムを入力し、ＲＯＭ１０３の所定の領域に対し書き込みを行うプログラムである。
１１４は検査・試験プログラムである。検査・試験プログラム１１４はＣＰＵ１０２が搭載されている基板、駆動制御部１０９等の自動機械制御装置１０１内、あるいは操作装置１０６を単独で、あるいは自動機械制御システムを統合して検査、試験を行うプログラムである。
【０００７】
システム制御プログラムを変更する場合は、機械制御プログラム１１２あるいはブートプログラム１１１より図示しない選択手段による選択で、ＣＰＵ１０２はシステム制御プログラム変更プログラム１１３を起動し、システム制御プログラム変更プログラム１１３に基づき、制御装置１０８よりシリアル通信あるいはネットワークを介して新たなシステム制御プログラムを入力し、ＲＯＭ１０３の所定の領域に対し書き込みを行う。書き込みが完了すると、ＣＰＵ１０２はシステム制御プログラム変更プログラム１１３が起動された元のプログラムへ復帰、あるいは元のプログラムへ復帰しないで、作業者の次の操作を待つ。
【０００８】
検査、試験を行う場合は、機械制御プログラム１１２あるいはブートプログラム１１１より図示しない選択手段による選択で、ＣＰＵ１０２は、検査・試験プログラム１１４を起動し、ＣＰＵ１０２が装着されている基板、駆動制御部１０９等の自動機械制御装置１０１内の各機能ブロック、あるいは操作装置１０６を単独で、あるいは自動機械制御システムを統合して検査、試験を行い、検査、試験が完了すると、ＣＰＵ１０２は検査・試験プログラム１１４が起動された元のプログラムへ復帰、あるいは元のプログラムへ復帰しないで、作業者の次の操作を待つ。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−２６３１２５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の自動機械制御装置１０１は、システム制御プログラムを変更、あるいは検査、試験を行うそれぞれのプログラムは、システム制御プログラムとしてＲＯＭ１０３に予め書き込まれており、これらの作業が発生する頻度は少ないため、ＲＯＭ１０３の利用効率の低下を招いており、また、ＲＯＭ１０３は、これらプログラムの書き込まれる領域を含む必要があるため、ＲＯＭ１０３は、その容量を確保するための部品点数増となり、自動機械制御装置あるいは制御基板の小型化の障害やコストアップを招くという問題があった。
【００１１】
また、ＲＯＭ１０３には、システム制御プログラム変更プログラム１１３が常駐しているため、外来する電磁ノイズ等のためＣＰＵ１０２のバスラインあるいはＲＡＭ１０４等のＣＰＵ１０２の周辺電子部品に対して大きな影響が出た場合、ＣＰＵ暴走等で誤ってシステム制御プログラム変更プログラム１１３が起動され、ＲＯＭ１０３に書き込まれているシステム制御プログラムの一部あるいは全部を破壊してしまう可能性があるというような問題も抱えていた。
【００１２】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、自動機械制御装置において制御プログラムにより実行される機能で、稼働率の低い機能を外部より導入し、実行することで、メモリの利用効率低下を防ぐとともに、ＲＯＭ領域縮小が図れ、メモリ部品点数削減で小型化とともにコストダウンすることができる自動機械制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１の発明は、システム制御プログラムを格納する第１のデータ格納領域と外部機器とのデータ通信手段を介して獲得したプログラムを格納する第２のデータ格納領域を有し、前記制御プログラムをＣＰＵにより実行することで自動機械制御装置の制御を行う自動機械制御方法において、前記ＣＰＵが第１のデータ格納領域に格納されたシステム制御プログラムを実行する段階と、前記ＣＰＵが第２のデータ格納領域に格納されたプログラムを実行する段階と、再び前記ＣＰＵが前記第１のデータ格納領域に格納されたシステム制御プログラムを実行する段階を備えるものである。
請求項２の発明は、前記外部機器から獲得した前記プログラムを前記制御プログラムの少なくとも一部を移入するプログラムとするものである。
請求項３の発明は、前記外部機器から獲得した前記プログラムを前記制御プログラムの少なくとも一部を移出するプログラムとするものである。
請求項４の発明は、前記外部機器から獲得した前記プログラムを前記自動機械制御装置の一部又は全部の機能についての検査、または試験を行うプログラムとするものである。
請求項５の発明は、前記システム制御プログラムが格納されている第１のデータ格納領域から前記第２のデータ格納領域に前記ＣＰＵが実行するステップを移す手段は、前記外部機器、及び、又は前記自動機械制御装置によって起動するものである。
請求項６の発明は、前記システム制御プログラムが格納されている第１のデータ格納領域から前記第２のデータ格納領域に前記ＣＰＵが実行するステップを移す際に、前記自動機械制御装置より駆動される自動機械への駆動エネルギー供給を遮断するものである。
請求項７の発明は、前記外部機器を制御装置とするものである。
請求項８の発明は、前記自動機械制御装置はロボット制御装置あるいは工作機制御装置であることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は本発明の実施に用いられる自動機械制御装置の構成図である。図において、１は自動機械制御装置である。従来技術の例と同様に自動機械制御装置１は、ＣＰＵ２、ＣＰＵ２が実行するシステム制御プログラムが書き込まれたＲＯＭ３、ＣＰＵ２が自動機械１０の制御で使用するＲＡＭ４、操作装置６に接続される操作装置インターフェース５、外部制御装置８に入出力、シリアル通信あるいはネットワークで接続される制御装置インターフェース７、自動機械１０に接続する駆動制御部９で構成されている。
【００１５】
ＲＯＭ３には、ブートプログラム１１および機械制御プログラム１２が書き込まれている。また、機械制御プログラム１２には、外部制御装置８より制御装置インターフェース７を介してデータを獲得するシリアル通信プログラム１３を含まれている。
【００１６】
ＲＡＭ４のデータ類格納領域は、自動機械制御においてＣＰＵ２により使用される制御データ領域２１と、シリアル通信プログラム１３により制御装置８より獲得したデータが格納される獲得データ格納領域２２に区分されている。
自動機械制御装置１の機械制御プログラム１２を外部制御装置８より変更する場合を図２により説明する。図２は第１の実施例におけるデータおよび制御ブロック図である。図において、２３ａはシステム制御プログラム変更プログラムであり、制御装置８に備えたデータ格納手段８ａに格納されており、ＣＰＵ２によりＲＯＭ３の内容を書き換えるための制御プログラムである。２４ａは変更元プログラムであり、自動機械制御装置１の機械制御プログラム１２の新たに変更する制御プログラムの一部である。２３ｂはシステム制御プログラム変更プログラムであり、制御装置８に格納されたシステム制御プログラム変更プログラム２３ａを制御装置インターフェース７を介して獲得し、ＲＡＭ４の獲得データ格納領域２２へ格納される。２４ｂは更新プログラムであり、変更元プログラム２４ａを制御装置インターフェース７を介して獲得し、ＲＡＭ４の獲得データ格納領域２２へ格納される。
機械制御プログラム１２中の１２ａは機械制御プログラム更新領域であり、新たに変更される、またはされた機械制御プログラム１２の一部である。
【００１７】
図３は機械制御プログラム１２の変更の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１では、システム制御プログラム変更プログラム２３ａを、制御装置インターフェース７を経由して獲得し、獲得データ格納領域２２のシステム制御プログラム変更プログラム２３ｂへ格納する。（図２の▲１▼である。）
ステップＳ２では、自動機械１０の各駆動部へエネルギー供給されていれば、エネルギー供給を遮断する。
ステップＳ３では、制御装置８よりの指示の下で、シリアル通信プログラム１３よりシステム制御プログラム変更プログラム２３ｂを起動する。（図２の▲２▼である。）
ステップＳ４では、システム制御プログラム変更プログラム２３ｂの制御により、制御装置８の変更元プログラム２４ａを制御装置インターフェースを経由して獲得し、獲得データ格納領域２２の変更プログラム２４ｂへ格納する。（図２の▲３▼である。）
ステップＳ５では、システム制御プログラム変更プログラム２３ｂの制御により、変更プログラム２４ｂを機械制御プログラム更新領域１２ａへの書き込みを行う。（図２の▲４▼である。）
ステップＳ６では、システム制御プログラム変更プログラム２３ｂの動作処理が完了し、起動された元であるシリアル通信プログラム１３へＣＰＵ２の実行ステップを復帰する。（図２の▲５▼である。）
【００１８】
以上の実施例では制御装置インターフェース７に接続されるものは制御装置としたが、別の方法として、データ格納手段を備えたハードディスク装置あるいはメモリーカード等の外部機器とし、システム制御プログラム変更プログラムの起動元を機械制御プログラムとしても、同様の効果を奏する。また、機械制御プログラム格納領域をＲＯＭ、制御データ領域をＲＡＭとしたが、同一の記憶素子内の別の領域であってもかまわず、あるいはハードディスク装置などを備えて、起動時にハードディスク装置より機械制御プログラムを所定の格納領域に転送して自動機械の制御を行う自動機械制御装置構成の場合、プログラム変更の対象をハードディスク装置にあるプログラムとしても同様の効果を奏する。
【００１９】
（第２実施例）
図４は本発明の第２の実施例を示すデータおよび制御ブロック図である。以下、図４に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。図において、２台の自動機械制御装置は３１および４１があり、各々の自動機械制御装置３１および４１は、自動機械制御システムを制御するＣＰＵ３２にはＲＯＭ３３およびＲＡＭ３４がバスで接続され、ＣＰＵ４２にはＲＯＭ４３およびＲＡＭ４４がバスで接続されている。
制御装置８はデータ格納手段を備え、システム制御プログラム送出プログラム３７ａ、およびシステム制御プログラム変更プログラム４７ａが格納されている。
自動機械制御装置３１および４１と制御装置８とは図示しないネットワーク手段で接続されている。また、本図ではこれ以外についても図示していない。
【００２０】
本発明は、自動機械制御装置３１のシステム制御プログラムの一部を自動機械制御装置４１へ転送し、自動機械制御装置４１のＲＯＭ４３の所定の領域に書き込むものである。以下手順を説明する。
▲１▼制御装置８はシステム制御プログラム送出プログラム３７ａを送出し、自動機械制御装置３１はこれを獲得し、ＲＡＭ３４のシステム制御プログラム送出プログラム３７ｂへ書き込む。
▲２▼制御装置８はシステム制御プログラム変更プログラム４７ａを送出し、自動機械制御装置４１はこれを獲得し、ＲＡＭ４４のシステム制御プログラム変更プログラム４７ｂへ書き込む。
ここで、▲１▼および▲２▼は相前後してもかまわない。
▲３▼械制御装置３１は制御装置８よりの指示の下で、シリアル通信プログラム３５よりシステム制御プログラム送出プログラム３７ｂを起動する。
▲４▼自動機械制御装置４１は制御装置８よりの指示の下で、シリアル通信プログラム４５よりシステム制御プログラム変更プログラム４７ｂを起動する。
ここで、▲３▼および▲４▼は相前後してもかまわない。
▲５▼自動機械制御装置３１はシステム制御プログラム送出プログラム３７ｂを基に、制御プログラムの一部である変更元プログラム３６をネットワーク上に送出し、自動機械制御装置４１はシステム制御プログラム変更プログラム４７ｂを基に、これを獲得し、ＲＡＭ４４の変更プログラム４８へ書き込む。
▲６▼自動機械制御装置４１はシステム制御プログラム変更プログラム４７ｂを基に、変更プログラム４８をＲＯＭ４３の機械制御プログラム更新領域４６へ書き込む。
▲７▼自動機械制御装置３１は、システム制御プログラム送出プログラム３７ｂの動作処理を完了し、起動された元であるシリアル通信プログラム３３へＣＰＵ３２の実行ステップを復帰する。
▲８▼自動機械制御装置４１は、システム制御プログラム変更プログラム４７ｂの動作処理を完了し、起動された元であるシリアル通信プログラム４３へＣＰＵ４２の実行ステップを復帰する。
【００２１】
第２の実施例では２台の自動機械制御装置の間で制御プログラムの送出、獲得、書き込みを示したが、２台を超える自動機械制御装置が同一のネットワーク手段に接続されていてもかまわない、また、制御装置の接続形態と複数台の自動機械制御装置の接続形態が異なっていても、各々の接続形態に適合した制御装置インターフェースを備えることで同様の効果を奏する。
【００２２】
（第３実施例）
図５は本発明の第３の実施例を示すデータおよび制御ブロック図である。以下、図５に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。図において、２５ａは検査・試験プログラムであり、制御装置８に格納されている。ＣＰＵ２が搭載されている基板、駆動制御部９等の自動機械制御装置１内の各機能ブロック、あるいは操作装置６を単独で、あるいは自動機械システムを統合して検査、試験を行う際の手順を以下に説明する。
▲１▼検査・試験プログラム２５ａを制御装置インターフェース７を経由して獲得し、獲得データ格納領域２２の検査・試験プログラム２５ｂへ格納する。
▲２▼制御装置８よりの指示の下で、シリアル通信プログラム１３より検査・試験プログラム２５ｂを起動し、検査・試験プログラム２５ｂに基づいて、基板、駆動制御部９等の自動機械制御装置１内の各機能ブロック、あるいは操作装置６を単独で、あるいは自動機械システムを統合して検査・試験を行う
▲３▼検査・試験プログラム２５ｂの動作処理が完了し、起動された元であるシリアル通信プログラム１３へＣＰＵ２の実行ステップを復帰する。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の自動機械制御装置によれば、自動機械制御装置の稼働率の低いプログラムを基に実施される機能を、使用の都度、外部の制御装置より導入し、起動することで、これらプログラムを予め自動機械制御装置に備えておく必要がなくなるため、これらプログラムを格納しておくＲＯＭ容量を削減することで、小型化やコストダウンに貢献することができるという効果がある。
また、システム制御プログラムを変更するためのプログラムがＲＯＭに常駐しないため、ＣＰＵの暴走等の障害が発生しても、ＲＯＭの内容の消失や破壊を招くことが無いという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動機械制御装置の構成図
【図２】本発明の第１の実施例を示すデータおよび制御ブロック図
【図３】本発明のフローチャート
【図４】本発明の第２の実施例を示すデータおよび制御ブロック図
【図５】本発明の第３の実施例を示すデータおよび制御ブロック図
【図６】従来の自動機械制御装置の構成図
【図７】従来の自動機械制御装置におけるシステム制御プログラム領域図
【符号の説明】
１、３１，４１、１０１：自動機械制御装置
２、３２，４２、１０２：ＣＰＵ
３、３３、４３、１０３：ＲＯＭ
４、３４、４４、１０４：ＲＡＭ
５、１０５：操作装置インターフェース
６、１０６：操作装置
７、１０７：制御装置インターフェース
８、１０８：制御装置
９、１０９：駆動制御部
１０、１１０：自動機械
１１、１１１：ブートプログラム
１２、１１２：機械制御プログラム
１２ａ、４６：機械制御プログラム更新領域
１３、３５、４５：シリアル通信プログラム
２１：制御データ領域
２２：獲得データ格納領域
２３、４７、１１３：システム制御プログラム変更プログラム
２４ａ、３６：変更元プログラム
２４ｂ、４８：更新プログラム
２５、１１４：検査・試験プログラム
３７：システム制御プログラム送出プログラム

Claims (8)

1. システム制御プログラムを格納する第１のデータ格納領域と、外部機器とのデータ通信手段を介して獲得したプログラムを格納する第２のデータ格納領域を有し、前記システム制御プログラムをＣＰＵにより実行することで自動機械制御装置の制御を行う自動機械制御方法において、
   前記ＣＰＵが第１のデータ格納領域に格納されたシステム制御プログラムを実行する段階と、
   前記ＣＰＵが第２のデータ格納領域に格納されたプログラムを実行する段階と、
   再び、前記ＣＰＵが前記第１のデータ格納領域に格納されたシステム制御プログラムを実行する段階を備えることを特徴とする自動機械制御方法。
2. 前記外部機器から獲得した前記プログラムは、前記システム制御プログラムの少なくとも一部を移入するプログラムであることを特徴とする請求項１に記載の自動機械制御方法。
3. 前記外部機器から獲得した前記プログラムは、前記システム制御プログラムの少なくとも一部を移出するプログラムであることを特徴とする請求項１に記載の自動機械制御方法。
4. 前記外部機器から獲得した前記プログラムは、前記自動機械制御装置の一部又は全部の機能についての検査、または試験を行うプログラムであることを特徴とする請求項１に記載の自動機械制御方法。
5. 前記システム制御プログラムが格納されている第１のデータ格納領域から前記第２のデータ格納領域に前記ＣＰＵが実行するステップを移す手段は、前記外部機器、及び、又は前記自動機械制御装置によって起動することを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載の自動機械制御方法。
6. 前記システム制御プログラムが格納されている第１のデータ格納領域から前記第２のデータ格納領域に前記ＣＰＵが実行するステップを移す際に、前記自動機械制御装置より駆動される自動機械への駆動エネルギー供給を遮断することを特徴とする請求項１ないし請求項５に記載の自動機械制御方法。
7. 前記外部機器は制御装置であることを特徴とする請求項１ないし請求項６に記載の自動機械制御方法。
8. 前記自動機械制御装置はロボット制御装置あるいは工作機制御装置であることを特徴とする請求項１ないし請求項７に記載の自動機械制御方法。

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